袋式除塵器至今已有百余年的歷史,其優點就是除塵效率可高達99.99%以上,排放濃度可達到10mg/m3以下,其分級效率也很高,對2.5μm以下的微細顆粒物也有很好的捕集效率,因此得到廣泛的應用。袋式除塵器在其運行的同時,也會產生大量破損的廢、舊濾袋,但由于這些濾袋多數是合成化纖原料制造,生物降解性差,在自然界中難以被降解;又由于目前沒有有效的處置方法,隨意堆放后又成為了新的污染源。因此,如何有效處置破損的廢舊濾袋已成為當前迫切需要解決的問題。
目前,除了個別廠家為了降低生產成本,以次充好外,大部分濾料基本都是采用兩種或兩種以上的合成纖維混合紡制而成的。為了提高濾料的性能及加工工藝的需求,例如針刺氈濾料加工工藝的關鍵是纖維的均勻度,而均勻度的好壞關鍵在于開松、梳理兩道工序。由于針刺氈生產工藝流程較短,均勻度很難控制。因此,有時為了便于加工也要向纖維中混入其它纖維,以保證其均勻度。如PTFE纖維,由于其纖維介電常數非常大,開松、梳理時產生很大靜電,造成加工時難以開松、梳理。而加入5%的滌綸后,其開松、梳理的性能得到極大的提高,加工也變得容易了。
綜上所述,由于現代濾料是多種纖維混合紡制而成的。所以,當清洗完的廢舊濾袋重新回爐熔化、拉絲時又面臨以下難以解決的問題:
①熔化溫度如何確定,因為各種纖維的熔化溫度是不同的
②重新拉出的絲的材質是不確定的
③重新拉出的新絲的各項理化性能如何保證。
原廢舊濾袋纖維成分發生化學變化:袋式除塵器煙氣成分復雜,使用環境惡劣,經過長期使用后的濾袋材質的化學成分也都發生了化學變化。造成濾袋材質發生化學變化的主要原因有:
1、氧化
氧化是濾袋損壞的主要因素之一。纖維氧化是纖維中分子失去(或離解)電子的過程,這一反應會使纖維中元素的氧原子增加。在常用的纖維中易被氧化的主要是聚合類化合物,如聚丙烯、聚苯硫醚等。
2、水解
水解即縮合的逆反應。纖維水解是由于水分子介入到纖維中而使高分子分解為二的反應,母體分子的一個部分從水分子中獲取了一個氫離子(H+),而另一個基團則從水分子中聚集了羥基(OH-),使其分子鏈斷裂生成新的小分子物質的過程。由于分子量變小,纖維抗拉強度減弱而損壞。所以縮聚型聚合體生產的合成纖維是不耐水解的。如常用的聚酯類、聚丙烯、諾梅克斯等濾料很容易發生水解。
3、酸、堿性腐蝕
腐蝕是濾袋損壞常見的原因之一。煙氣中含有多種腐蝕性物質,在高溫環境下的腐蝕作用更大,從而會造成濾袋損壞。
濾袋被腐蝕的主要原因是煙氣中含有酸、堿性成分,隨著這些化學物質濃度的變化而造成露點的改變,如除塵器開機或停機在露點以下時,廢氣中的SO2遇水就會形成H2SO3,造成濾袋纖維發生炭化、原分子鏈結構遭到損壞,生成小分子化合物。
4、纖維高溫降解
由于多數過濾袋是在高溫下工作的,因此,高溫會造成濾袋纖維玻璃態化,使濾袋纖維發生降解變化,造成纖維大分子鏈斷裂。從外表上看,高溫造成濾袋收縮變形、變硬,濾袋緊緊箍在骨架上,甚至無法抽出濾袋中的骨架,從而在濾袋內表面形成深深的痕跡(如圖4所示),并使得濾袋纖維玻璃化變得極其脆弱,強度降低。
5、焚燒
焚燒是實現廢舊濾袋減量化、無害化的有效手段,也是目前解決破損、廢舊濾袋有效的方法之一。雖然在焚燒過程中也存在二次污染的可能,但焚燒后可以實現減量化、減容化和穩定化。廢舊濾袋焚燒后有機合成纖維會變成CO2和H2O等氣體,而玻纖濾袋經高溫焚燒后纖維會變成SiO2等,從而實現無害化。
6、填埋
填埋是解決廢舊濾袋簡單實用的方法,也是目前應用較多的方法。
7、其它用途
國內外目前還沒有廢舊濾袋在其它方面得到應用的報道,但據悉也有人將廢舊濾袋清洗后用在圍攔上,圈養牲畜。由此可聯想,如將廢舊濾袋作為底布用在栽種草坪上,則可替代目前草坪栽種所用的底布,也是較好的用途,但要防止其對地下水的污染。
8、小結
(1)由于濾袋采用化纖合成原料,其生物降解性差。廢棄濾袋在自然界中難以被生物降解,又會成為新的污染源;
(2)焚燒是目前處理廢舊濾袋的較好辦法;
(3)收集、運輸、清洗、烘干、熔化等過程困難,是廢舊濾袋難以回收的關健所在;
(4)經濟性也是廢舊濾袋難以回收的主要問題之一;
(5)廢舊濾袋理想的處置方式是收集后,熔化拉絲,重復利用,但在目前的技術條件下難以實現;
(6)廢舊濾袋用在栽種草坪時要防止污染地下水;
(7)填埋是目前處置廢舊濾袋簡單實用的方法,也是應用較多的方法。