回炉熔化重新纺丝
将破损的废旧滤袋回收、清洗后重新回炉熔化、拉丝;重新制成纤维,循环使用。这是解决破损的废旧滤袋的理想方法。但在实际操作中则是难以实现,因为存在以下问题:
收集、运输问题
历年积累的破损废旧滤袋,数量巨大,这些滤袋分布在全国各地,而且在损坏时间不确定的情况下,要想将其全部收集起来统一处理是很难做到的;其次,由于废旧滤袋的表面附着大量粉尘,因此在运输中,尤其是在长途运输过程中难以保证粉尘不四处飞逸,成为流动污染源而污染周围环境。
清洗问题
对破损的废旧滤袋的清洗是非常麻烦、棘手的问题。由于废旧滤袋表面黏有大量粉尘,而这些粉尘成分复杂(如垃圾焚烧等行业所用的滤袋,表面含有重金属等有毒、有害、腐蚀性物质),在清洗废旧滤袋时会产生大量的污水和污泥。而且这些含有重金属、二 英等有毒、有害、腐蚀性物质的污泥属于危险化学品,而危险化学品的处置则要复杂得多。这使得废旧滤袋的清洗也变得复杂起来。
废旧滤袋纤维成分复杂
早期的滤袋主要采用天然纤维:如棉、麻及动物纤维等,结构简单、成分单一。而目前所用滤袋基本上是采用二种或二种以上的合成纤维混合纺制而成(有的表面还采用了覆膜)。如梯度滤料,其由外而内的结构为:表层:超细纤维;基层:细纤维;骨架:基布后表层粗纤维层。P84+PPS梯度纤维复合滤料属于此类结构。由于玻纤纤维滤料的便宜,采用PTFE、PPS纤维+玻纤纤维(基布)制成梯度结构,能有效地降低滤料成本,提高过滤性能和清灰性能;PTFE和PPS细纤维作为滤料迎风面层能有效捕集粉尘粒子,对微小粒子也有较好的捕集效果;清灰效果更好;底层基布主要用于支撑和抵抗骨架摩擦腐蚀。因此,梯度滤料对微小粒子的捕集能力明显高于普通滤料。
目前,除了个别厂家为了降低生产成本,以次充好外,大部分滤料基本都是采用两种或两种以上的合成纤维混合纺制而成的。为了提高滤料的性能及加工工艺的需求,例如针刺毡滤料加工工艺的关键是纤维的均匀度,而均匀度的好坏关键在于开松、梳理两道工序。由于针刺毡生产工艺流程较短,均匀度很难控制。因此,有时为了便于加工也要向纤维中混入其它纤维,以保证其均匀度。如PTFE纤维,由于其纤维介电常数非常大,开松、梳理时产生很大静电,造成加工时难以开松、梳理。而加入5%的涤纶后,其开松、梳理的性能得到较大的提高,加工也变得容易了。
综上所述,由于现代滤料是多种纤维混合纺制而成的。所以,当清洗完的废旧滤袋重新回炉熔化、拉丝时又面临以下难以解决的问题:
熔化温度如何确定,因为各种纤维的熔化温度是不同的;
重新拉出的丝的材质是不确定的;
重新拉出的新丝的各项理化性能无法保证。
原废旧滤袋纤维成分发生化学变化
袋式除尘器烟气成分复杂,使用环境恶劣,经过长期使用后的滤袋材质的化学成分也都发生了化学变化。造成滤袋材质发生化学变化的主要原因有以下几点:
氧化是滤袋损坏的主要因素之一。纤维氧化是纤维中分子失去(或离解)电子的过程,这一反应会使纤维中元素的氧原子增加。在常用的纤维中易被氧化的主要是聚合类化合物,如聚丙烯、聚苯硫醚等。由于苯环提供PPS纤维以刚性,而硫醚则提供PPS纤维以柔顺性。因此,当烟气中的氧或氧化剂与PPS纤维反应,造成PPS纤维变色、变硬、变脆,强度降低而破损,严重时纤网会破碎而脱离基布。
水解即缩合的逆反应。纤维水解是由于水分子介入到纤维中而使高分子分解为二的反应,母体分子的一个部分从水分子中获取了一个氢离子,而另一个基团则从水分子中聚集了羟基,使其分子链断裂生成新的小分子物质的过程。由于分子量变小,纤维抗拉强度减弱而损坏。所以缩聚型聚合体生产的合成纤维是不耐水解的。如常用的聚酯类、聚丙烯、诺梅克斯等滤料很容易发生水解。水解会破坏聚合物的主要结构,使纤维分子变小。烟气中水分子含量和温度越高,滤袋水解越严重。不同的滤料其水解温度也不相同。其中P84是目前所用滤袋中抗水解性较差的一种,水解后,滤袋强度严重下降,易破损,缝纫线发生水解后,滤袋从缝纫线处开裂,使滤袋不再是筒状。
腐蚀是滤袋损坏较常见的原因之一。烟气中含有多种腐蚀性物质,在高温环境下的腐蚀作用更大,从而会造成滤袋损坏。滤袋被腐蚀的主要原因是烟气中含有酸、碱性成分,这些会造成滤袋纤维发生炭化、原分子链结构遭到损坏,生成小分子化合物。滤袋被腐蚀损坏的痕迹多为放射状,并在滤袋表面形成大面积变色,造成滤袋变硬、变脆和出现少量不规则的洞,用肉眼可分辨出来。
由于多数滤袋是在高温下工作的,因此,高温会造成滤袋纤维玻璃态化,使滤袋纤维发生降解变化,造成纤维大分子链断裂。从外表上看,高温造成滤袋收缩变形、变硬,滤袋紧紧箍在骨架上,甚至无法抽出滤袋中的骨架,从而在滤袋内表面形成深深的痕迹,并使得滤袋纤维玻璃化变得脆弱,强度降低。
经济性
综上所述,由于废旧滤袋存在收集、运输、清洗、二次污染和处置费用高的问题,同时还存在加热熔化重新拉丝的困难以及新拉出的纤维丝性能及价值等难以确定的问题,因此废旧滤袋的回收从经济性上看,是费时费力且很难做到的,没有经济效益。