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為何碳纖維過濾器將會成為未來工業空氣凈化的發展趨勢?
時間:2020年07月08日 來源:甘肅郝氏炭纖維有限公司  作者:郝氏碳纖維 瀏覽次數:

    過濾器在環境技術中對于凈化工業設施排放的廢氣至關重要。由于此類過濾器必須能夠承受化學物質、熱量和腐蝕,因此由高性能合成材料制成的傳統的過濾器介質應用已達到了極限。由碳纖維制成的非織造增強材料成為一種潛在的解決方案。

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    過濾器是許多工業設施的重要組成部分。它們用于發電廠、水泥廠、化工廠及垃圾焚燒廠。所有這些設施都會產生細小的灰塵,不允許其逸入環境。過濾器有助于防止該問題,并清除廢氣中的飛灰、水泥粉塵和其他粉塵顆粒。然而,許多生產設施的新要求導致了兩個問題,這對于由合成纖維制成的常規過濾介質而言越來越具有挑戰性。
    首先,合成材料并不總是具有足夠的耐化學物質的能力,長時間暴露于酸性或堿性物質會損壞過濾器,然后必須更換過濾器。另一個困難是耐熱性:高性能的合成材料通常不能長時間承受高于250ºC的溫度,甚至超過此極限的短暫溫度波動(稱為峰值)也可能導致嚴重問題。
    過濾器的耐熱性非常重要的一個例子是在從工業設施的廢氣中回收能量的過程中。在該過程中會使用熱交換器。為了防止它們堵塞,必須首先過濾流過它們的廢氣。但關鍵的挑戰在于廢氣溫度越高,能量回收就越有效,這意味著過濾介質必須能夠承受更高的溫度。許多傳統的灰塵過濾器無法解決這個問題。因此,廢氣必須先冷卻后才能過濾,然后再送入回收過程。這導致能源效率低下,因此成本居高不下。
    由碳纖維制成的無紡布具有非常好的耐高溫和耐化學性,因此特別適合過濾應用。基于氧化聚丙烯腈纖維(PANOX)可以通過合并兩個或多個梳理纖維網來制造無紡布(如下圖所示)。該過程使得增強結構能夠整合到非織造織物中,例如通過結合碳纖維機織織物,將這些不同的材料結合在一起,可制成具有合適拉伸強度的混合紡織品,從而在不損失織物化學穩定性的情況下制造出具有優異透氣性和溫度穩定性的織物。這些特性使半成品適用于過濾器應用。通過改變制造工藝,如通過后續熱處理,可以進一步提高化學穩定性、抗靜電性能和最高應用溫度。

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    使用碳纖維過濾器還可以承受高達400攝氏度的溫度峰值這一事實。“與傳統紡織品相比,這是一個巨大的優勢,”位于德國梅廷根的SGL Carbon研發部門的高級經理Rainer Schmitt說。使用這些新型過濾器的設施操作員可以大大減少短暫的溫度峰值所造成的損壞,從而延長其過濾系統的使用壽命。
碳纖維過濾介質的另一個優點是它們的耐化學性,尤其是在較高溫度下。在廢氣中發現的酸(例如硫酸)和堿(例如氨)幾乎不會損壞碳纖維過濾器,而由高性能合成纖維制成的過濾器則不會如此。

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