水泥工业粉尘超净排放下滤袋结构设计及性能研究
2021年一季度全国水泥产量4.39亿吨，同比增长47.3%,
较2019年一季度增长12.1%。其中，3月份全国单月水泥产量1.97亿吨，同比增长33.1%，
引言
较2019年一季度增长9.6%。一季度全国水泥产量同比实现大幅增长，达到历史同期较好水平
。水泥是高能耗高污染行业，随着产量的提升，其污染问题也备受关注。
现有的GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定在重点地区主要指标为:粉尘排放
≤20mgNm(标),NO,≤320mg/Nm(标),SO2≤100mg/Nm(标)。对比电力行业排放标准，
水泥行业标准相对宽松，在将来水泥工业的排放标准必将进一步严格。
例如，河北省地方标准
DB13 2167-2020《水泥工业大气污染物超低排放标准》，新标准要求粉尘浓度低于
10mg/Nm.NO,≤100mg/Nm(标),SO:≤30mg/Nm(标)。1 袋式除尘器特点
袋式除尘器是治理大气粉尘污染的高效除尘设备，最大优点是除尘效率高，
过滤效率与气体温度、粉尘本身成分、性能几乎无关，受入口粉尘浓度变化影响小，
出口排放基本恒定。水泥窑头窑尾粉尘浓度大，可以高达每立方米几百克，使用袋式除
尘器进行除尘可以有效地将拦截粉尘，使粉尘排放浓度达到标准要求。
袋式除尘器的核心组件是滤袋，在水泥行业所用的滤袋通常由玻纤机织布或者聚酰亚胺、
芳纶等高分子纤维无纺布滤料所加工而成。滤料的过
滤净化机理包括筛滤、碰撞、拦截、
静电等效应，为进一步提高滤袋的过滤效率，滤袋生产商通过覆膜、添加超细旦纤维、
增加克重、水刺加工、增加滤袋过滤面积等工艺技术，从多个方面来实现超低排放。2 覆膜对过滤效率的作用
覆膜是将PTFE微孔膜通过热覆或胶覆的方式覆合在滤料表面。PTFE微孔膜孔径大约在
0.2-2um之间，远远小于无纺布平均孔径，可以有效的将粉尘拦截在滤料表层，实现表面过滤，
增加了过滤效率。同时PTFE微孔膜粘附性小，易清灰，可以降低清灰阻力，缩短清灰周期。
覆膜滤料的缺点是膜本身不耐磨，对于超高浓度的烟尘工况，如粉尘含量超500g/Nm以上，
或者高磨琢性工况，如水泥窑头等，可能会磨损PTFE微孔膜。在膜破损情况下，对于面密度
不足的无纺布滤料或机织布，如直接过滤粉尘，可能导致超额排放，或者在覆膜滤料 PTFE微
孔膜破损后，烟气粉尘浓度排放达不到超净排放要求。如图2.1所示，覆膜滤料在安装过程中
出现膜破损，露出基材，取膜破损位置附近的位置样品，放大300倍后，可明显看到膜出现破损，
破损位置孔径变大，该破损位置已不具备膜的表面过滤效果。覆膜滤料
在安装过程中，要注意保护膜表面，避免直接与硬物摩擦，导致膜破损。除此之外
，相对于常规滤料，覆膜滤料对于超净排放的控制是最有效的途径之一，具备很好的表面过滤效果，
在初始阶段就有很好的粉尘过滤效率与低排放特性。
2.2 覆膜滤料破膜扫描电镜图片图2.1覆膜滤料破膜视频显微镜图片按GB/T6719-2009
《袋式除尘器技术要求
3超细旦纤维对过滤效率的作用细旦纤维、超细旦纤维的纤维直径小，目前常规的无纺布滤料线密度多为2D的纤维,
纤维直径在14~18um，细纤维线密度一般是0.8D~1.5D，纤维直径在6~14um，海岛纤维直径低至1.5um。同面密度同材质的滤料，
纤维线密度越大
，纤维数量越少，滤料对粉尘的过滤宏观上是利用筛滤效应，即依托滤料纤维层内纤维之间交错形成的孔径，在同面积内数量越少，
交错形成的孔径越大。因此，加入细旦纤维、超细旦纤维，可大幅减小滤料的孔径，提高滤料的过滤效率，从而实现超净排放的效果。
超细旦的纤维如直接与常规无纺布2D纤维混纺，效果会打很大的折扣，而只有在超细旦单独做一个面层，
设置在常规粗旦无纺布滤料迎尘面表层，形成梯度滤料，才能有更好的过滤效果。
梯度滤料的加工是在粗且纤维滤料表层铺一层细旦纤维层的复合过程，
再通过复刺加固,最后经过后整理处理形成。无纺布加工过程中铺网复合的车速一般在 2m/min 以下
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