在“垃圾焚燒袋濾技術與高溫濾料”研討會上，來自營口洪源玻纖科技有限公司的高級工程師孫影介紹了玄武巖纖維覆膜濾料在垃圾焚燒工況中的應用。

玄武巖纖維膨體覆膜濾料在生活垃圾焚燒行業(yè)的應用

一   連續(xù)玄武巖纖維簡介

連續(xù)玄武巖纖維（Continuous Basalt Fiber）是一種新型的高技術纖維，屬于無機非金屬纖維，是一種無污染的綠色工業(yè)材料，具有綜合性能好、性價比高等特點，被譽為21世紀的新材料。
    
連續(xù)玄武巖纖維是以純天然玄武巖礦石為原料，將礦石粉碎后放進熔爐中，經(jīng) 1750——1900℃的高溫熔融后，通過拉絲漏板拉伸成連續(xù)纖維。其制造過程對環(huán)境無害，是符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境清潔型材料。
     
玄武巖纖維是采用單組分礦物原料熔制而成的一種高性能無機纖維，外表呈光滑的圓柱狀，其截面呈完整的圓形。玄武巖連續(xù)纖維具有較高的拉伸強度、耐高溫，彈性模量高，優(yōu)異的耐化學腐蝕性能等優(yōu)點。
     
玄武巖纖維作為高溫過濾材料，已經(jīng)成功地應用在凈化空氣或煙氣的設備中，還用于腐蝕性液體或氣體的過濾，例如過濾鋁溶液，還有醫(yī)學領域中的空氣超凈化過濾器等。

二 洪源玻纖生產(chǎn)的玄武巖纖維在玄武巖纖維行業(yè)中的位置

我公司是國內最先將玄武巖纖維應用于高溫袋式除塵領域的企業(yè)，同時，也是國內唯一一家將玄武巖纖維制品專業(yè)服務于袋式除塵行業(yè)的原料生產(chǎn)商。我們從研發(fā)，到小試，到中試，到規(guī)�；a(chǎn)一共經(jīng)歷了7年的時間，始終圍繞高溫濾料的工況特點進行改進，相繼投入研發(fā)費用700多萬元，經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗和失望，（記憶中最讓人痛心的一次就是我們用了2個多月的時間，花了70多萬元砌的一臺熔爐，生產(chǎn)了15天就報廢了）但是我們沒有退縮，最終戰(zhàn)勝了種種困難，取得了今天的成績。目前，洪源玻纖生產(chǎn)的連續(xù)玄武巖纖維的單纖維直徑可以做到5微米以下，這個細度是目前已知的在世界范圍內最細的。大家都知道，無機纖維的單纖維直徑越細，它的耐折性就越好。而優(yōu)秀的耐折性能恰恰就是做高溫過濾材料所必需的。

三  洪源玻纖生產(chǎn)的連續(xù)玄武巖纖維的技術特點（一）

1.采用玻纖池窯的生產(chǎn)工藝

經(jīng)過多年的摸索，我們知道，雖然玄武巖礦石在世界各地分布很廣，但適合做成連續(xù)纖維的并不是很多，同時，即使是適合做連續(xù)纖維的同一產(chǎn)地的礦石的穩(wěn)定性也非常不好，因此，我們認識到，想要生產(chǎn)出高品質的連續(xù)玄武巖纖維就必須要保證融化的均一性。最后我們在借鑒玻纖池窯拉絲工藝的基礎上自行研發(fā)了適合做連續(xù)玄武巖纖維的池窯法工藝，其特點是，礦石熔融時間長，距離長，采用一次融化兩次澄清的工藝，使得進入拉絲漏板的玄武巖液的均化程度最好，這樣就保證了纖維成纖后的均勻率，同時也提高了拉絲的穩(wěn)定性。

2.單獨為高溫濾料開發(fā)的浸潤劑

玻纖和玄武巖纖維雖然都屬于無機纖維類，但他們的化學組分差異很大，表現(xiàn)出來的化學和物理性能差異也很大。由于玄武巖纖維表面張力大，纖維之間抱合力差，容易產(chǎn)生靜電，彈性模量大等諸多原因。因此，我們通常使用在玻纖上的浸潤劑并不適合用在玄武巖纖維的拉絲過程中。

三  洪源玻纖生產(chǎn)的連續(xù)玄武巖纖維的技術特點（二）

我們在總結了十多年從事玻纖生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎上，聘請國內外行業(yè) 內專家重新設計配方和涂覆工藝，經(jīng)過200多次試驗，最后取得了成功。我們使用在玄武巖纖維上的浸潤劑的特點是纖維間抱合力好，紡織過程中不產(chǎn)生靜電，織物與PTFE乳液的結合力非常好，烘干后不變色，不碳。

3.漏板的溫控技術

玄武巖纖維的融化溫度和成纖溫度都比玻纖高很多，因此對于溫控的要求很高，尤其是成型漏板的溫度變化對玄武巖纖維均化和線密度的影響特別大。針對于以上問題，我們將拉絲漏板分為三段，采用分區(qū)采信號同步控制的具有世界最先進溫控水平的技術，使漏板的溫度波動被鎖定在千分之三以內。

四  玄武巖纖維的主要技術指標

從此表可以看出，玄武巖纖維的化學穩(wěn)定性還是非常好的，同時它的熱穩(wěn)定性也不錯，強力很高，一級耐水解，耐折性也非常好，以下我們還會涉及到其與其它纖維的性能的對比。

五   連續(xù)玄武巖纖維應用在高溫除塵領域的優(yōu)勢

1 .耐高溫

玄武巖纖維的靜態(tài)使用溫度是零下260度到零上650度之間，我們認為它的動態(tài)使用溫度應該在350度左右。

2 .耐化學腐蝕

連續(xù)玄武巖纖維在袋式除塵器中允許工作的PH值為1—14，它可以在我們已知的無論煙氣性質呈酸性或堿性的各種除塵工況里應用。例如燃煤鍋爐，垃圾焚燒，炭黑，造紙，水泥，鈦白粉等。

3 .高溫下強力增加

連續(xù)玄武巖纖維有一個很有趣的特性也是很適合做濾料的特性就是它會在160至250度區(qū)間內強力增加10%—30%。

4  .不變形

連續(xù)玄武巖纖維的斷裂伸長率很小，幾乎不變形，尤其是在高溫下的尺寸穩(wěn)定性特別好，這也使得用它做的濾袋更加可靠。玄武巖纖維伸長率僅為2%左右，這一特性足以保證使其設計制作長徑比大的濾袋具有足夠的抗拉強度和尺寸穩(wěn)定性能。

5 . 玄武巖纖維濾料的容塵量很低

由于玄武巖纖維表面很光滑，單纖維直徑很細，比表面積大，截面是規(guī)整的圓柱狀，使得由它織造成的織物的過濾精度很高，同時透過表層進入織物里的粉塵顆粒也不會在濾料內部停留，會被排放出去，濾料不會被堵塞。

七   玄武巖纖維的缺點

1 . 高溫下變形大，不適合做針刺氈

通過我們多年反復的在除塵工況里的實驗發(fā)現(xiàn)，如果做成純的玄武巖纖維的針刺氈，它可能在常溫下會和玻纖氈區(qū)別不大，但是在高溫條件下會很快產(chǎn)生氈的面層和基布脫離的現(xiàn)象，很短的時間就破損了。我們分析應該是玄武巖纖維的彈性模量大，它恢復變形的能力很強，導致高溫下氈的抱合力的急劇衰減使面層脫落。因此，我們不建議客戶選擇純的玄武巖纖維氈做為高溫工況下使用的濾料，希望客戶選擇使用機織的玄武巖纖維濾料或使用面層不超過30%玄武巖短纖維的復合濾料。

2  .不耐氫氟酸和濃磷酸

連續(xù)玄武巖纖維和其他無機纖維一樣，它很容易被氫氟酸腐蝕，同時，對于煙氣中磷酸含量高，且溫度低于180度的除塵工況也不適用。

3 . 價格比玻纖高很多

由于玄武巖纖維制造過程復雜，技術和研發(fā)成本高，使得我們現(xiàn)在制取的玄武巖纖維的單價過高，不利于大面積的推廣使用，但是玄武巖纖維的市場價格還是遠低于目前我們在濾料行業(yè)中使用的很多高性能化學纖維的價格的。我們也有信心在3—5年內大幅的降低玄武巖纖維的成本，為我們的袋式除塵行業(yè)做些微薄的貢獻。    

八   洪源玻纖連續(xù)玄武巖纖維的主要產(chǎn)品和制作方法

洪源玻纖的MA501玄武巖纖維膨體覆膜濾料是用部分或全部膨體紗織造成的機織物濾料，在生產(chǎn)過程中強力不會被破壞。MA501濾料整體經(jīng)過PTFE混合溶液的浸漬處理，然后表面通過熱軋復合一層聚四氟乙烯薄膜，薄膜微米級的孔徑使得覆膜濾料幾乎能截留含塵氣流中的全部粉塵，具有極高的過濾效率。另外由于PTFE具有自潔性與憎水性，覆膜濾料很容易清灰，同時粉塵不會深入濾料內部，即使有一些細小粉塵進入濾料內部逐漸也會被吹出去，因而能在不增加運行阻力的情況下保證氣流通過的最大量。它將傳統(tǒng)濾料的“深層過濾”變成了“表面過濾”。由于聚四氟乙烯濾料薄膜表面非常光滑和憎水,在過濾時,所收集的粉塵餅優(yōu)于傳統(tǒng)的濾料。我們洪源玻纖的MA501濾料與普通過濾布相比：在相同的容塵量下,透氣量好，過濾阻力小。其過濾風速可提高1/3,系統(tǒng)阻力降低1/4,可收集粒徑0.5μm以上的顆粒粉塵，捕塵率99.99%以上。無論耐溫性、耐酸堿、過濾效果等方面都可以充分滿足垃圾焚燒，燃煤鍋爐及類似工況的過濾要求。

 1 . 濾料后處理工藝

洪源玻纖在產(chǎn)品的后處理上擁有獨特的生產(chǎn)工藝，利用我公司的獨有配方”聚四氟乙烯（PTFE）混合溶液”對產(chǎn)品進行整體浸漬處理，實現(xiàn)單根纖維表面進行鍍膜的作用，等于包覆一層PTFE薄膜，同時在纖維的表面和交叉點形成PTFE保護膜，使纖維之間的抱合度增強，同時提高纖維的抗氧化性、耐折性、抗水解性、對酸堿氣體的抗腐蝕能力，緩解其性能衰老。進一步提高了濾料的整體強度和耐化學性能，同時，在產(chǎn)品覆膜時有利于過濾材料和PTFE膜的結合、增加覆膜牢固度，為產(chǎn)品的后續(xù)加工和使用打下好的基礎。玄武巖纖維濾布經(jīng)過PTFE混合溶液的浸漬處理，可以進一步提高濾料的過濾精度。通過PTFE混合溶液的浸漬、烘干、熱定型等后處理，提高濾料的耐高溫性能和尺寸穩(wěn)定性的同時減小孔徑大小，最大程度提高過濾精度。

2   表面覆膜工藝

MA501濾料整體浸漬處理后在濾料表面通過熱軋復合一層PTFE膜。覆膜濾料具有除塵效率高、排放濃度低、運行阻力小、過濾速度高、清灰效果好、使用壽命長和運行費用低等特點。

覆膜處理是在熱復合機器上完成的，通過拉伸、牽引將PTFE微孔薄膜伸展開，再經(jīng)過高溫熱軋使其與濾料完美結合，制成一種耐高溫高性能過濾材料。

MA系列產(chǎn)品的機織過濾布與PTFE微孔膜之間結合的牢固度高，對0.5微米以下的微細粉塵可以達到99.99％以上的收塵效率，接近于零排放。同時，具有優(yōu)良的表面過濾特性，可延長濾料的使用壽命２～３倍，完全能達到國家環(huán)�？偩职l(fā)布的《袋式除塵器用覆膜濾料》技術要求，可廣泛應用于燃煤鍋爐、水泥、冶金等行業(yè)的高溫煙氣的過濾.

覆膜濾料的過濾性能好，系統(tǒng)運行阻力低，通過“表面過濾”替代以往的“深層過濾”，無需普通濾料的粉塵層參與過濾，壓差降低，節(jié)省風機電耗，減少清灰次數(shù)并延長清灰周期，有效的降低了設備的投資及運行費用；同時覆膜濾料的過濾效率高，表面光滑且易預涂灰，磨擦系數(shù)低，清灰時粉塵剝離性好；耐化學腐蝕性好，耐高溫。MA501連續(xù)耐溫高達280℃，瞬間耐高溫可達320℃以上。它不像普通濾料那樣產(chǎn)生濾料表面粉塵越粘越多，造成糊袋、板結、壓差迅速上升等現(xiàn)象；薄膜表面光滑及憎水性，即使有潮濕粉塵粘結，在清灰外力的作用下，也容易脫落，保持過濾阻力平穩(wěn)。

玄武巖纖維作為一種新型纖維材料，具有優(yōu)良的性價比，許多應用領域正在不斷開拓。玄武巖纖維作為過濾材料的生產(chǎn)工藝、技術更新以及產(chǎn)品的升級換代還需要更多有識之士不懈的努力和深入的研究。

營口市洪源玻纖科技有限公司運用國內外最先進的設備及工藝，生產(chǎn)出了具有我們自主知識產(chǎn)權和獨有技術的MA501玄武巖纖維膨體覆膜濾料。 我們愿意攜同更多相關科研院校，主機生產(chǎn)企業(yè)和同行為玄武巖纖維在過濾材料行業(yè)的推廣應用貢獻自己的力量。