过滤材料，负有减碳使命

——"过滤材料的生产、技术创新及其应用"专题研讨会侧记

资料显示，我国约1/4的近岸海域水质处于中度污染或严重污染状态，80%的入海排污口污染超标排放。近20年来，全国烟尘和工业粉尘排放量逐年增加，仅火电厂污染物排放就上升了272.4%。世界银行发展报告列举出全球污染最严重的20个城市，其中中国占了16个。
       环境保护对中国乃至世界都是一项持久且重要的社会性任务。在工业过滤、空气净化、污水处理等环节需要大量过滤用纺织品。"十一五"期间，国内过滤用纺织品的研究与应用获得较好的提升。为促进这一领域的前沿创新，去年年底，由中国产业用纺织品行业协会举办了院士论坛——"过滤材料的生产、技术创新及其应用"专题研讨会。论坛上，中国工程院院士季国标、蒋士成、姚穆，中国产业用纺织品行业协会理事长朱民儒、副理事长兼秘书长李陵申，以及许多行业专家，就过滤材料的发展讲述了现状及趋势。编辑部在本期整理出部分精彩内容与读者分享。
       中国工程院院士姚穆：重视新型耐高温纤维基础研发
       我国耐高温纤维经过30多年来的潜心研究和近10年来的协力攻关，特别是在国家发改委、科技部、工信部的支持下，实现"政、产、学、研、用"相结合，取得了重大进展。如间位芳香聚酰胺、对位芳香聚酰胺、芳砜纶、聚苯硫醚等耐高温纤维均取得突破，实现产业化；聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚对亚苯基苯并二咪唑、聚间亚苯基苯并二噻唑及聚对苯基苯并二噁唑等耐高温纤维也有了较大的提升。特别是几种高性能纤维产业化的原料、加工工艺、专用设备、溶剂及废料回收利用等关键技术在国内有了重大突破，为滤袋产业准备了充分的基础过滤材料。
       在耐高温滤袋非织造加工关键技术与设备、耐高温高性能纤维缝制技术、缝纫专用设备、缝边设计与缝线、配件与制造等关键技术取得了实质性突破后，我国滤袋产业化得以实现，并形成了不同用途的系列产品。在过滤系统与工程设计、滤袋悬挂技术、控制工程设计、安装技术、调试技术、过滤效果测试技术、管理工程技术、滤袋使用寿命考核等一系列工作中，我们取得了第一手资料，也初步培养出一批技术人才。由于这些关键技术创新集成，实现了我国目前火力发电厂、水泥厂、锅炉厂安装尾气烟尘控制系统，为国家环保事业作出贡献。
       但是，高性能纤维材料不能满足于当前的情况，我们仍然有许多工作要做。第一，今后滤袋产业要朝着用几种纤维混纺或纤维纯纺来制作新型过滤材料的方向发展。第二，在产业用纺织品结构设计、加工技术及后道滤料表面精细加工技术，滤袋设计系列化及滤袋缝制加工设备自动化等方面有待进一步提高，创新和建立标准化。第三，应建设一支服务团队，做好高温尾气烟尘过滤工程设计、施工、调试、管理、维修等后期服务工作，为用户企业服务，这也是制造业在新时期服务化的重要方向之一。第四，随着环境保护工作要求的不断提高，尾气控制微尘和气溶胶、垃圾焚烧控制分解二噁英等过滤新问题将不断摆到我们面前，任务将日益艰巨。因此，我们要加强基础研究和科研开发，为实现国家"十二五"规划提出的各种要求作好准备。
       中国工程院院士季国标：协力监控规范滤袋产业
       生产滤袋的企业要与下游用户电厂、水泥厂保持联系沟通，产品要结合用户需求一起考虑，上下游通盘合作，共同创新。目前国家环境保护对废气、尾气排放的标准要求越来越高，因此，环保、低碳、耐高温滤材呈现快速发展趋势，为耐高温纤维如芳纶1313、芳砜纶、PPS、PTFE等用于产业用纺织品提供了大舞台。2008年，滤袋等过滤材料产值达39亿元，2009年达到48亿元，预计到2013年，滤袋行业产值将达到50亿元。
       滤袋产业虽然发展很快，但国家节能减排的目标任务仍然艰巨。首先，企业要严格执行国家排放标准，为此，要不断用高性能纤维如纳米纤维等减少大气污染，达到国家排放标准。现在，发电厂的粉尘污染占到污染源的60%，但使用袋式除尘的电厂仅占10%，我们应当呼吁有关部门、电厂，特别是30万千瓦以下的小电厂都应当使用袋式除尘。而对企业来讲，要重视检测和考核，达不到标准的企业要有相应的处理办法。如欧盟国家，政府用法律手段对环境、能源进行控制，进而对企业具有法律制约。其次，要建立协会间的合作机制，产业用纺织品协会与电力、钢铁、化工协会之间要沟通、衔接，共同参与滤袋新产品研发，以市场为导向合作开发，将产业用纺织品的研发落脚点放在市场需求上。第三，我国的滤袋企业要加强科研，注意培育科技人才，加强产学研合作，着力培育一批有国际竞争力的骨干企业。第四，主管部门要加强领导、监督，国家环境保护部、工信部、发改委等部门要大力支持滤袋产业发展，在标准、政策等方面予以大力支持。
       中国产业用纺织品行业协会高级顾问郭秉臣：针刺毡以小博大降低碳足迹
       全球正在利用"碳足迹"（Carbon footprint）计算人或团体所排放的CO2量，形成标准、法规来制约和控制超量排放，以实现低碳目标。非织造过滤材料（滤袋）在环保空气净化过滤中起着很大的作用。
       国内从上世纪50年代鞍山焦耐设计院开始独立设计脉冲除尘器；70年代武汉安全研究所开发208绒布作为专用滤料；机织布729、针刺毡、特种针刺毡、功能化滤料等都在80年代相继出现；90年代又出现了覆膜滤料。滤料作为袋式除尘器的一个附属性配件，目前被广泛用于钢铁、水泥、化工、电力、有色金属、垃圾焚烧等领域。
       2005年，国家将烟尘排放标准从原来的200mg/m3修订为50mg/m3，并加强了监管力度。袋式除尘因透气性好、捕集效率高、压力损失小、使用寿命长等性能优势被广泛采用。有统计显示，2005年以来滤料产量都以约20％的年增长率增长，预计2015年前这种增长态势不会改变。
目前，针刺毡占袋式除尘滤料份额已达80％以上。针刺非织造滤材作为新兴的过滤材料，以其独特的三维立体网状结构、空隙分布均匀、曲经系统合理，过滤性能好、产量高、成本低等特点，逐步取代了传统的机织和针织过滤材料，成为袋式除尘器滤料的主流。过滤过程随着使用时间的延长，滤料积灰量增加，对气流的阻力也会相应增加。当形成的尘埃层也称滤饼加厚时反而会增强其过滤效果。当阻力增加到某一规定的值时，滤饼太厚时滤效下降。此时需要清灰，直至报废，需要更换滤袋。
       无锡嘉元非织造技术研究所总工程师冯学本：将开发高性能滤布作为技术支撑
       依据2006~2020年国家中长期科学和技术发展规划纲要中"将制造业领域的基础原材料优先"的主题，我们应该把开发高性能功能化滤布作为技术支撑。
滤布研发的关键技术包括针刺水刺复合新工艺、表面拒水防油整理及微孔化处理技术、催化功能整理技术等。针刺水刺复合是一种崭新的生产工艺，可以使双组分桔瓣纤维开纤率达到80%，并获得0.1dtex超细纤维，使滤布纤维结构更致密、更杂乱、具有更多的细微空隙，使烟尘过滤效果达到PM2.5以下。水刺法尽管工艺简单，但技术难度较大。
       滤料在某些情况下会发生水汽冷凝现象，还可能存在油性物质，不管是水还是油性物质都会引起滤袋的糊袋和板结问题，导致清灰困难、加大除尘系统的压差。在这种情况下必须对滤料进行表面拒水防油处理，使纤维的表面张力降低，使油滴和水滴不能发生表面润湿现象。该技术是在织物表面施加一层整理剂，改变纤维的表面性能，使织物获得拒油的性能后自然也就有了拒水的性能，仍然能保持其透气性。 
       涂层复合作为一项新技术应用于过滤材料领域已引起业界高度重视，我国早就把开发新型微孔膜滤布列入到创新计划中，也成功研究出一些工艺方法，例如压发、凝固涂层和间接涂层。表面微孔化处理技术的开发成功，解决了深层过滤中长期难以解决的粉层粘附、阻塞和微细粉层钻隙问题，实现了由深层过滤到表面过滤的转变。
       随着人们对大气环境和室内空气质量的日益重视，一系列法规的颁布实施，使得空气过滤材料在空气环境治理中担当着日益重要的角色。所谓功能性空气过滤材料是指能满足特定行业和领域对空气过滤材料特殊功能需求的滤料，是近年来兴起的一个热点。