高温烟气除尘用纤维滤料专题资料.doc

高温烟气除尘用纤维滤料专题资料 
作者：袋式除尘设备网    发布日期：2010-7-11 23:12:43      访问次数：61

高温滤料产生的原因
由于燃煤供应紧张,我国不少燃煤电厂煤种混杂,燃煤的热值、灰分等波动较大,一些电厂甚至燃用低热值、高灰分的劣质煤,从而对锅炉、除尘器(特别是电除尘器)及除灰系统的运行带来许多不利的影响。我国燃煤电厂的烟气情况归结起来呈现如下特性:
(1)由于煤种及发电负荷经常波动,烟气量波动较大;
(2)烟气中粉尘浓度普遍较高,一般为30 ～50 g/Nm3 ,甚至更高,且波动较大;
(3)烟温普遍较高,一般为120～170℃,由于设备维护及管理水平等原因,有时会出现空预器卡涩、省煤器爆管等现象,从而导致烟气呈现异常高温或低温;
(4)对于在役老机组,烟气中的二氧化硫、氮氧化物等成分含量较高,由于空预器漏风等原因,烟气中的含氧量普遍较高;
(5)对于采用干法脱硫的新建机组,存在着粉尘浓度特别高(一般为每标准立方米几百克,甚至上千克) ,烟气温度特别低(一般仅为70℃左右) ,烟气中的含湿量较高等问题。
由于上述燃煤烟气的腐蚀性, 一般温度在100℃以上,并含有湿气,易对纤维产生腐蚀等影响,所以要用特殊的纤维应用于烟气过滤领域。
高温滤料所需的性能
滤料是袋式除尘器的关键材料,其性能的优劣直接关系到除尘器性能的好坏。仅仅从温度方面去考虑滤料的性能是远远不够的,因为不同的烟气和粉尘往往含有SOx、NOx、HCl及二噁英等各种复杂的腐蚀性化学物质,因此在选择滤料时应考虑以下要求:
①化学稳定性好,耐酸耐碱,能耐较高温度;
②结构合理,过滤性能好,在某些高浓度烟尘场合收尘效率可达99. 99%;
③剥离性好,易清灰,透气性好,阻力低;
④质地应均匀,尺寸稳定,机械强度高,使用寿命长;
⑤原料来源广泛,性能稳定可靠;
⑥价格低,寿命长。
高温滤料的种类
滤料的性能除了取决于纤维的性能外,还取决于滤料的结构及制作工艺,而且不同的使用场合对滤料有不同的性能要求,滤料的性能直接影响袋式除尘器的除尘效果。
早期的滤料品种局限于聚酯纤维(使用温度< 130℃)与GF (使用温度130 ～280℃)两大类。随着耐温要求的提高,国内外的专家们研制开发了以间位芳纶(Nomex、Conex) 、聚酰亚胺( P84) 、聚苯硫醚( PPS) 、聚四氟乙烯、芳砜纶等为原料的耐高温滤料,以适应各种不同烟气的处理需要。表1列出了几种耐高温滤料的主要性能。

Nomex易被SOx 侵蚀,因此在烧煤的电厂中往往不能应用。PPS抗硫酸效果很好,在燃煤锅炉上是最适合的滤料,但其缺点是抗氧化性差,且长期工作温度应控制在190℃以下,在工况温度高于200℃场合的应用受到影响。P84纤维由于不规则的多叶形截面使得其比表面积增大,过滤效果好,可在260℃长期使用,但是目前纤维产量少且价格相当高。GF作为滤料最杰出的优点是耐高温、尺寸稳定性好、拉伸断裂强度高,除了氟化氢、高温高碱外,对其他介质都很稳定,但其缺点是耐折性差,清灰时易产生落纤。
按结构分类：
1　织造滤料
织造滤料具有如下特点:强度和耐磨性好,能承受较大压力和过滤磨啄性粉尘;适于制成大直径、长滤袋;易形成平整和较光滑表面或薄型柔软的织物,有利于滤袋的清灰。但是,织造滤料生产工艺流程长,与非织造滤料(如针刺毡)相比,在同样滤速情况下,滤料本身的阻力大;织造滤料只有在形成粉尘层后,才能阻挡较小颗粒物,滤尘清灰后,捕尘率会明显下降。
2　非织造滤料
目前使用较多的是针刺毡滤料。针刺毡滤料中的纤维呈立体交错排列,这种结构既有利于形成粉尘层,清灰后也不存在直通的孔隙,捕尘效果稳定,因而捕尘率高于一般织造滤料;自身的透气性好,阻力低;生产流程简单,产品成本低。目前几乎全部使用线密度为2 dtex的短纤维。
3　复合滤料
为了发挥材料所长,避其所短,可用两种或两种以上各具特色的材料加工成复合滤料,聚四氟乙烯( PTFE)覆膜滤料即属此种滤料。这种覆膜滤料是由美国戈尔公司最先开发出来的新型复合滤料。覆膜滤料表面所覆的是膨体聚四氟乙烯( ePTFE)微孔薄膜,孔径小到1 ～2 μm 以下,基底可以是PTFE纤维、玻璃纤维(GF)等制成的针刺毡或机织布。滤料覆膜后当量孔径变小,因而不需要形成粉尘层,只依靠自身的捕尘功能即可有良好的捕尘效果,同时可控制粉尘进入滤料深处,防止滤料被堵塞。另外,覆膜滤料表面动摩擦系数减小,提高了清灰性能,滤料滤膜有助于提高自身的疏水性,可防止滤料因结露造成滤袋结垢。
聚苯硫醚PPS
PPS 是一种耐高温合成纤维,碳氢和碳硫原子形成稳定的共价键,纤维具有稳定的化学性质,较高的熔点(285 ℃)和优异的耐热性,此外其阻燃性、耐化学药品性、稳定性也极其出众, 具备作为高温纤维的各种特点。能连续暴露在190 ℃的温度中,能抵抗多种酸、碱及氧化剂的化学腐蚀,耐水解,吸湿率只有0. 6 % ,可在潮湿、化学(如氧化硫) 条件下替代Nomex 纤维。烟气中氧含量过高能加速PPS 纤维的腐蚀,应用中须防止氧腐蚀。
主要用途是市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、燃煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上用的脉冲袋滤器;也可用它来取代经不住高温或存在化学品及不耐潮湿的合成纤维,是目前应用最广的高温滤料。

图1PPS纤维

PPS也有其不足之处,最大的缺点易氧化,因此使用普抗纤维时应注意以下几点:
(1) 含氧量小于14 %
(2) 氢氧化物小于600mg/ Nm3
(3) 温度不要超过180 ℃
(4) 硫含量小于2700mg/ Nm3
聚酰亚纤维P84
聚酰亚胺即P84。可在260℃以下连续使用,瞬时温度可达280℃。P84纤维具有不规则的叶片状截面,比一般圆形截面增加了80%的表面积,叶片状的横截面使P84纤维具有两大优点。一是纤维表面积大,因而具有较强的阻尘与捕尘能力,大大提高了过滤效率。二是不规则的纤维截面因其内应力大小不同,分布不均匀,使纤维自然卷曲,导致纤维之间具有较强的抱合力和缠结力。而圆形截面的纤维(如玻璃纤维)不能自然弯曲,呈棒状,纤维之间的抱合力与缠结力几乎为零。虽然PTFE纤维也和P84纤维有类似的性能,但其价格要比P84纤维高出许多,由于P84纤维有较高的使用温度260℃。因为其纤维特性,粉尘不会渗进滤布,可减少压力降同时,剥离性能也好,这在水泥厂、热式焚化炉、电石厂等需要处理大量粉尘的场所,非常适合。

图2 P84滤袋

燃烧烟道废气、煤炉、水泥窑或沥青厂中的过滤用布使用P84纤维最为成功,表面系数大于其他纤维,使其在压力差很小时,过滤效率也很高。但用P84纤维制成的滤袋要注意以下几点:
(1)废气进入滤袋前,最好进行脱硫处理。
( 2 ) 氮氧化合物含量NOx <3。
(3)硫氧化物含量SOx < 600mg/Nm3。
(4)含氧量O2 < 22% ,含水H2O < 35%。
符合上述条件的P84聚硫亚胺制成的滤袋的优点将得到突出的发挥,使用寿命和排放浓度都会达到理想的效果。

聚四氟乙烯纤维PTFE
聚四氟乙烯英名Poly ( tetrafluoroethylene) ,简称PTFE,是全氟化直链高聚物, 由四氟乙烯单体(TFF)聚合制得。PTFF棕色纤维即用PTFF乳液纺丝法所得, PTFF白色纤维即用乳液聚合成固体树脂,再加工所得 。PTFE熔点327℃,连续工作温度可达到280℃。瞬间耐温可达300℃。优秀的耐高温和耐腐蚀性能使其成为垃圾焚烧高温烟气各领域理想的过滤材料。即使在温度较高、含尘浓度较大的情况下。表面也只粘附少量的灰尘。清灰性能较好。

图3 PTFE

PTFE覆膜滤料是由美国戈尔公司最先开发出来的新型复合滤料。覆膜滤料表面所覆的是膨体聚四氟乙烯( ePTFE)微孔薄膜,孔径小到1～2μm以下,基底可以是PTFE纤维、玻璃纤维( GF)等制成的针刺毡或机织布。滤料覆膜后当量孔径变小,因而不需要形成粉尘层,只依靠自身的捕尘功能即可有良好的捕尘效果,同时可控制粉尘进入滤料深处,防止滤料被堵塞。另外,覆膜滤料表面动摩擦系数减小,提高了清灰性能,滤料滤膜有助于提高自身的疏水性,可防止滤料因结露造成滤袋结垢。
因此, PTFE覆膜滤料可以解决许多过滤材料无法克服的问题,具有相应优势:过滤效率高,其滤袋更换时间久、使用寿命长,清灰容易,运行费用低,特别是应用在处理含油含水等特殊烟气的工艺上。但PTFE纤维售价在52万元/吨。适用范围的经济成本太高。所有对PTFE纤维的国产化是一个趋势,把成本降下来。
芳砜纶PSA
芳砜纶(商品名Tanlon,简称PSA)是上海纺织科学研究院和上海合成纤维研究所共同开发的具有自主知识产权的一种芳香族有机耐高温合成纤维,现已投产,它的问世填补了我国耐250℃高温等级合成纤维的空白。目前,类似的纤维只有少数几个发达国家才能生产,耐高温合成纤维的开发和应用是国家科技水平和实力的象征。芳砜纶具有优良的耐热性、热稳定性、高温尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘性能、良好的物理机械性能及化学稳定性。芳砜纶的加工性能良好,可用普通设备加工成纱线、机织布、针织布和非织造布等,尤其适用于耐高温滤料,具有良好的发展潜力和市场前景。

图4 芳砜纶

芳砜纶的性能及其滤料的过滤特性
芳砜纶的主要性能列于表2。

从表2 中可看到,芳砜纶是制作袋式除尘器配套滤袋的优良材料,不仅耐热性良好,而且还具有优良的抗热氧老化的稳定性,热收缩小,能保持良好的尺寸稳定性以及良好的抗酸性能等,可在高温下长期使用,非常适用于耐高温滤料,价格相对P84、PPS、Nomex也较便宜。另外,芳砜纶的纤维摩擦系数小,用其制成的滤袋清灰容易;由于芳砜纶耐温较高,因此可与PTFE (固化温度260℃)热压粘合制成过滤效果好且稳定的覆膜滤料。

表3是采用2 dtex ×51 mm芳砜纶短纤维制成的针刺毡滤料在袋式除尘器中配套使用时过滤效果的检测结果。该针刺毡的制造过程是:先将纤维混合开松,经梳理成网后预刺,再将纤维网平铺在事先织好的底布上下两面,用针刺机反复穿刺,针上的钩刺带着纤维上下运动,使上下两面纤维网中的纤维与底布互相缠结成为毡,最后再经热定型、热压、化学表面处理。从检测结果可见,芳砜纶滤料使用情况良好。此外,芳砜纶可与其他纤维(如聚酯纤维、GF、预氧丝等)混纺或交织制备一系列不同工作温度的耐高温滤料,以降低成本。

在使用芳砜纶滤料制品时需注意:该纤维易受到冶金与矿石生产工序中存在于烟道气体中的氟化物影响,应尽量避免接触之;暴露在紫外线中纤维表面会降解,产生一种深古铜色的有效的紫外线防御层以减少强力损失;对于湿度太高、酸度太高同时温度超过250℃以上的高温烟气不宜采用芳砜纶制作的滤料。
另外,芳砜纶除了不耐几种强极性溶剂(如DMAc、DMF、DMSO、六磷胺、N2甲基砒咯烷酮和浓硫酸)以外,一般在常温下对各种化学物品均能保持良好的稳定性,因此可以制成各种过滤织物,在化工生产中用以过滤各种液体。
钢铁、水泥、电力、化工、医药、燃煤锅炉及垃圾焚烧等工业对耐高温纤维滤料的需求进入高速增长期。芳砜纶的优良性能使得其非常适宜用于耐高温滤料,不仅可以单独使用,还能与其他纤维混合制作耐高温滤料,弥补其他纤维的缺陷,是制作袋式除尘器配套滤袋的优良材料。因此,应尽快加速芳砜纶的产业化,这不仅具有良好的经济效益,同时还能为我国的环保事业作出贡献。
玄武岩纤维BF
玄武岩纤维( Basalt Fibre简称BF)。连续玄武岩纤维的主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、FeO、Na2O、K2O等氧化物,属于硅铝酸盐系纤维。SiO2 是连续玄武岩纤维最主要的成分,称为网络形成物,保证纤维的化学稳定性和优异的力学性能;较高含量Al2O3 可以提高纤维的耐久性、化学稳定性、热稳定性和力学性能。与玻璃纤维相比,连续玄武岩纤维中含有特殊的MgO、Na2O、K2O、TiO2 等成分,这正是连续玄武岩纤维相比玻璃纤维具有较好的耐水和耐腐蚀特性的原因。

图5 玄武岩纤维

玄武岩纤维的制备方法简单,简单的说,玄武岩纤维通过玄武岩熔融过程形成。生产成本相对较低,在加工过程中,主要采用火焰/离子喷吹法。由于该方法几乎不用水,也几乎无空气污染,本身无化学挥发物,因此它一种环境友好协调的纤维制备方法。由于在制备的可完全降解的玄武岩纤维过滤材料中,不仅保护了环境,降低了污染物的排放,充分利用了分布广泛的矿物岩石,大大地降低了生产成本,因此应用前景十分广泛。表1归纳了高温烟气过滤纤维材料的主要物化性能对比情况。
目前来说,玄武岩纤维是最理想的高温烟气过滤材料。如美国Nebraska电厂利用玄武岩纤维滤料袋式除尘,滤料寿命在200 ～240℃连续运行可达7 ～10 年。减少初期投资和运行费用。如俄罗斯利用玄武岩纤维滤料,烟气从120℃提高到260℃处除尘,总投入减少30% ,操作费用减少20%。还可以带来相应的副产品,经济效益显著。加拿大亚伯力(Albarrie)公司是一家有30 多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将玄武岩纤维用作过滤针刺毡的基布已经有10多年的历史了。俄罗斯与乌克兰用玄武岩制成的过滤布等已经完全能在高温条件下工作。玄武岩纤维由于原料易取价廉,相对价格比较便宜,性价比高。
玄武岩纤维具有耐热、耐酸碱、绝缘性及化学稳定性等特征。且生产原料易取价廉,储存丰富。工业生产无“三废”排放。玄武岩纤维因为其优秀的性价比和突出的耐温性能、超高温特性,突出的拉伸强度,突出的化学稳定性,必将在高温烟气除尘行业中占有强有力的地位,赢得广阔的市场。对其进行研究和开发,将带为国家来巨大的社会效益、经济效益和环保效益。

陶瓷纤维
陶瓷纤维过滤除尘技术是近年来发展较快的过滤技术之一。与传统粒状滤料相比,纤维过滤材料的比表面积较大,有更大的界面吸附并能截留悬浮物,过滤效果好。相比于泡沫陶瓷,它具有更小的孔径,更高的过滤精度。相对于有机纤维过滤器,陶瓷纤维具有良好的热稳定性、化学稳定性和抗热震性。研究表明,陶瓷纤维过滤器的除尘效率高,可达99%以上,来自现场的经验表明表明陶瓷过滤也是一种在高温高压煤气清除尘粒的有效方法。

图6 陶瓷纤维

所以陶瓷纤维过滤技术发展和推广在到传统的燃煤电厂和其他炉窑工业高温烟气过滤处理中的小于5μm 以下粉尘的治理, 以达到PM2.5的排放要求。如德国Babcock公司采用DiaSchumalith F240高温陶瓷滤料设计的高温陶瓷过滤器己在西班牙Puertollano的300MWe的IGCC装置上应用,其操作温度可达870℃以上,操作压力可达310MPa,滤速可达5cm / s以上,其过滤效率达99.9%以上,过滤后气体含尘浓度可降到3mg/Nm3 ,操作寿命达到8000h以上。因此,对于处理250 - 450℃高温烟气,从耐高温技术上讲,陶瓷纤维滤材也是可行的候选材料之一。
陶瓷纤维过滤已不是什么新技术,但在高温烟尘净化方面却是高技术。对于处理亚高温烟气、特别是超高温烟气( 500℃以上)的处理具有更高的可靠性。陶瓷纤维过滤器的阻力要比普通纤维过滤器(布袋除尘器)的阻力高,因此对清灰设计要予以高度重视。因陶瓷纤维过滤器通常有陶瓷覆膜, 其覆膜孔孔径可以达到超滤的程度(0.1μm以下) 。因此,残留粉尘层的过滤作用没有意义,即不存在过度清灰问题,所以提高清灰强度对减少运行阻力是有利的。陶瓷纤维过滤属于表面过滤,其过滤机理与普通覆膜纤维滤料相同;陶瓷纤维过滤单元是刚性的,需要的脉冲反吹压力较大;因其是刚性的,哪怕是很小的纵向热膨胀,都可能导致破裂,因此安装时要考虑热胀余量。

玻璃纤维
玻璃纤维耐高温性能突出,可以在260℃ (中碱) /280℃(无碱)的温度条件下长期工作。瞬间温度可达350℃。强度高、伸缩率小,它的抗拉强度比其他各种天然、合成纤维都要高,优良的耐腐蚀性能,能耐大部分酸(氢氟酸除外)的腐蚀。玻璃纤维表面光滑,过滤阻力小,有利于粉尘剥离。它不燃烧、不变形。经过不同表面处理剂处理的玻璃纤维,具有柔软、顺滑、疏水、抗结露和收缩率低等优点。玻璃纤维具有突出的尺寸稳定性,拉伸断裂强度高,耐腐蚀性强,表面光滑,憎水透气,容易清灰,化学稳定性好,因其价廉,当用户要求低时,除尘设备制造厂也有采用玻璃纤维做脉冲袋滤器的。

图7 玻璃纤维

玻纤织物一般只是为了降低费用及在高温作业时而选用。高温机织过滤布一般是玻璃纤维织造的过滤材料,表面覆以PTFE薄膜,以提高过滤风速。是环境保护行业的更新换代产品。但室温下的强碱及高温下的中等碱性将侵蚀玻璃。玻璃纤维耐曲挠磨损性能极差,在脉冲清灰或清灰剧烈时很快就被损坏,玻纤织物的脆性使其只能成为反吹风清灰系统的良好备选过滤材料,而不能用在振荡或脉冲系统中。玻璃纤维滤材的主要缺点是耐折性和耐磨性差,必须经过表面化学处理才能提高使用寿命,达到实用化。
南京玻璃纤维研究设计院提出国内玻纤滤料经各种化学浆料表面处理后,其耐折性可达几千到一万次(预加张力1kg) ,与未处理之前相比有成倍的提高, 但与国外先进技术相比(实测值62138次/ (15mm·115kg) )还相差很远。反映在实际应用中,目前国内玻纤滤料使用寿命一般都在1年左右,而国外进口的高耐折玻纤滤料,其寿命都可达到3年,所以提高玻纤滤料的耐折性能,延长其使用寿命,赶上国外先进水平是目前迫切需要研究的课题。国内外都有成熟生产,产品按质论价, 3万元/吨以下。玻璃纤维的价格相对比较便宜,各行业高温烟气除尘广泛使用。
美塔斯MATAMEX
MATAMEX美塔斯纤维(也称诺梅克斯或康耐克斯) 是一种间位芳香聚酰胺,它可在干燥条件下经受200 ℃以下温度。

图8 美塔斯MATAMEX

MATAMEX美塔斯是一种类似聚酯的缩聚型聚合物,会水解,但是承受温度比后者高。MATAMEX 美塔斯多用在聚酯会发脆及失败的高温用途上。MATAMEX美塔斯的抗挠曲及耐磨性能极佳,但是MATAMEX 美塔斯纤维是非热塑性的,难于上光,但能采用特殊的技术来烧毛或其他后处理工艺改善性能。
新型梯度滤料的研发
目前用的高温滤料主要有机织布、针刺毡、水刺毡、热熔滤料等几类,在燃煤锅炉利用中,针刺毡占主导地位。水刺毡效率极高,但是阻力也高;热熔性滤料多用于特殊场合。普通针刺毡多为深层滤料,粉尘在范德华力等力的作用下相互桥接、吸引,在滤料面形成粉尘层。粉尘层会降低透气率,增加过滤阻力,除尘效率也开始提升,粉尘层是滤料的主要过滤层。
滤料纤维的细度对过滤效率影响较大,若纤维直径较粗,粉尘容易渗进纤维层,细小粉尘镶嵌在纤维空隙间,过滤阻力上升且难于清灰,造成系统的阻力持续上升影响锅炉负荷和设备的稳定运行,普通针刺毡多为此类。细纤维针刺滤料将粉尘过滤集中在滤料表面,捕集效率较高同时能改善清灰性能,但是纤维细度提高会提高滤料造价。
为实现滤料的“高效低阻”和“高清灰”的特性,主要通过减小滤料纤维细度和改进滤料结构来实现。

梯度针刺毡滤料
玻纤滤料价格较低,采用PTFE、PPS 纤维+ 玻纤纤维(基布) 制成梯度结构,能有效地降低滤料价格,提高过滤性能和清灰性能;PTFE、PPS 细纤维作为滤料迎风面层能有效地捕集粉尘粒子,对微小粒子也有较好的效率,清灰效果较好,底层基布主要用于支撑和抵抗龙骨摩擦腐蚀。

图9 为梯度纤维层结构。
径向截面:前层为超细纤维,后层为粗纤维层,纤维空隙呈喇叭梯形结构。实验表明这种材料具有较好的过滤性能,“高效、低阻”,清灰效果也较好。
通过梯度滤料和常规滤料的电镜扫描不难看到,梯度滤料的过滤面上纤维较细,纤维之间的空隙较小,粉尘较难侵入,普通滤料的纤维较粗,纤维之间的空隙也较大,粉尘粒子较容易沉积,这也是普通滤料在使用过程中阻力增加较为明显的主要原因,梯度滤料对于微细粒子的捕集效率明显高于普通滤料。
新型玻纤P84 复合针刺毡
随着科学技术及现代化工业的飞速发展，工业废气与废渣排放造成的环境污染，给人类生存与健康带来了越来越大的危害。因此，对过滤材料的要求也越来越高。在我国高温烟气过滤的工业部门中，很多烟气过滤温度都超过200℃，如水泥、炭黑、高炉煤气等的过滤温度都在200℃～250℃左右，有时甚至达300℃，过滤材料因此也朝着高温、高效、高负荷的方向发展。
覆膜滤料生产技术、针刺毡滤料生产技术是高温滤料发展的重点。应用行业已从小水泥、小炭黑、小钢铁向新型干法水泥、万吨级炭黑、千立米级高炉发展，并且在新兴行业如电厂、垃圾焚烧等行业也发展迅速。玻纤/P84复合针刺毡主要应用于水泥、电力、钢铁等行业，这些行业的技术进步对玻纤/P84复合针刺毡在毡层均匀性、密实度、透气性和外观等方面提出了更高的要求。
新型玻纤/P84复合针刺毡滤材是将玻璃纤维和P84纤维按一定比例混合，通过梳理、针刺、化学处理等工序而制成的新型过滤材料，可达到提高使用性能和降低产品成本的目的。
P84纤维与玻璃纤维复合的特点
将P84纤维与玻璃纤维复合是由于它们各自具有突出的优点：
（1）P84纤维可耐较高的使用温度（260℃），因此与玻璃纤维的使用温度相匹配，不会损伤玻璃纤维耐
温高的优点。
（2）P84纤维的横截面呈现不规则的叶片状（见下图）。

 图10 P84纤维的横截面
叶片状的横截面赋予了P84纤维两大优点：
1）纤维的表面积增大，比一般圆形截面的纤维增加了约80%的表面积。因而此种纤维具有较强的阻尘与捕尘能力，可大大提高过滤效率。
2）不规则截面的纤维因其内应力大小不同，分布不均匀，而使纤维自然卷曲，所以纤维之间具有较强的抱合缠结力；而圆形截面的玻璃纤维不能自然弯曲，纤维之间的抱合力与缠结力几乎为零。因此引入P84纤维的玻纤复合针刺毡，使纤维之间的抱合缠结力增强，提高了毡层与基布之间的结合力。即使过滤风速增大，毡层也不易从基布上剥离脱落。
目前，国内有关的研究单位利用已掌握的理论知识与实践经验，在已有玻璃纤维针刺毡生产工艺的基础上，对玻纤/P84复合针刺毡工艺装备进行了系统的研究，实现了理想的效果，主要表现在：连续化生产，生产效率大幅度提高；机械化程度高，工人劳动强度大为降低；生产环境得到较大改善；产品质量性能提高，产品合格率达到99%。
经过批量生产及性能跟踪检测，玻纤/P84复合针刺毡技术指标如下表。

表4

玻纤/P84复合针刺毡目前存在的问题
虽然现在玻纤/P84复合针刺毡生产线和产品性能都已达到国内先进水平，但是仍存在以下问题：在保证产品质量稳中有升的前提下，还需努力降低生产成本，提高原料的利用率；需要进一步实现产品的系列化，既要适应市场的需要，又要便于产品的规模生产，满足客户与市场不断增长的需求。
PTFE 膜与梯度复合滤料
长期以来PPS 针刺毡一直作为燃煤电厂用高温滤料的主导产品,我国陈旧的锅炉设备较多,烟气排放温度较高,高温粒子直接落在滤袋上引起“烧袋”;空气过量系数较大,烟气中的氧含量高会加速PPS 纤维的腐蚀;锅炉水冷壁爆管容易造成烟气水蒸气含量升高引起“糊袋”。滤料因为锅炉故障和司炉工的操作不当急剧缩短寿命,实际工程中,滤料寿命不低于3 万h 的标准很少能达到,普通滤料往往较难取得优良的效果。
覆膜滤料有高效和易于清灰的优点,玻纤具备良好的耐温、耐腐蚀性,同时价格低廉,将两者结合起来,利用经特殊表面处理配方处理过的玻璃纤维基布上覆合多微孔聚四氟乙烯薄膜制成过滤材料,集中玻璃纤维的高强低伸、耐高温、耐腐蚀优点和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑、憎水透气、化学稳定性好等优良特性。实验证明这种滤料几乎能截留含尘气流中的全部粉尘,而且能在不增加运行阻力的情况下保证气流的大通量,但玻璃纤维易折,脆性,常通过减小玻璃纤维细度或对纤维作特殊的表面处理增加纤维的柔韧性;玻璃基布成型后用PTFE 溶液浸泡调质处理,增强玻璃纤维的表面光滑度,减少滤料的容尘性,减少因为玻纤尖锐性刺破膜的可能性。
分析布袋的功用可知,滤袋的迎风面主要作用是对粉尘颗粒物的捕集,抵抗正面气流的冲刷,滤料的背面起支撑作用,损伤则主要来源于龙骨的磨损。坦言之,国内的膜技术较国外技术还有不少差距,覆膜滤料性能优异,但是膜一旦破裂,则过滤性能迅速降到很低。因此尝试结合覆膜+ 梯度层结构增加覆膜滤料的过滤性能,即使膜发生损坏,底层梯度层仍可保持较高的过滤效率,还可延长滤料的寿命。针对此将PTFE 膜、分层纤维、耐磨基布等按梯度结构相结合,表面PTFE 覆膜形成膜过滤,底部采用梯度结构依次采用超细纤维,粗纤维底层。粗纤维层将作为主要的磨损纤维层,可采用价格低廉、纤维较粗的基布,如利用耐温性能好价格低廉的玻璃纤维。新型滤料结合覆膜滤料和梯度结构的优点,过滤效率高,易清灰,但是覆膜和超细纤维结合容易造成系统阻力上升,为降低滤料的运行阻力,底层纤维尽量用多孔材料制作,如P84 等复合纤维。
高温滤料发展前景
随着大气环境治理的进一步深化和废气排放标准逐渐与国际接轨,钢铁、冶金、建材、热电厂、垃圾焚烧、煤炭、水泥、化工等行业的高温烟尘(很多过滤温度都超过200℃)除尘都将逐渐改用耐高温滤料。由于耐高温滤料属于易损件,平均2～3年就要更换,因此其消费量将急剧增加。目前仅5%的企业采用耐高温滤料,消费量就有500 t/ a。长期以来我国产业用有机耐高温滤料一直依赖进口,市场被欧、美、日等国家和地区所垄断,技术被其封锁,国产耐高温滤料的开发成功和投产将打破这种局面。