过滤袋是布袋除尘系统的核心组成部分。过滤袋材料的选择直接决定集尘器的关键性能参数，包括设备尺寸、除尘效率、排放浓度、工作阻力、使用寿命和整体系统稳定性。
因此，在选择针毡时，必须全面考虑工作条件，如粉尘浓度、气体温度、湿度和pH值，以及粉尘的物理和化学特性，包括颗粒大小、粘附性和磨蚀性。只有选择合适的针毡，集尘系统才能高效、可靠且经济地运行。
1. 针毡选择原则
针毡的选择应基于灰尘气体的特性、灰尘的特性以及袋子清洁方法。一般来说，应遵循以下原则：
- 结构合理且集尘效率高
- 易于去除灰尘，清洁性能良好，堵塞风险低
- 具备适当的空气渗透率，低作阻力和高过滤精度
- 机械强度足够，尺寸稳定性极佳
- 耐高温、耐化学品、抗氧化和水解能力强，广泛适用性强
- 稳定可靠的性能，原材料供应稳定
- 性价比高且使用寿命长的解决方案
2. 根据滤材特性进行选择
2.1 聚酯针毡
聚酯针毡常用于低温应用。在正常情况下，它不涂表面涂层。然而，当排放限值低于30 mg/Nm³，或过滤非常细或湿度高的粉尘时，可以考虑表面处理或膜层压以提高过滤效率和散尘性能。
2.2 聚四氟乙烯（PTFE）
PTFE，也称为特氟龙，可以膨胀成高度微孔结构，孔径范围从0.1微米到2.0微米，孔隙率超过80%。它具有卓越的耐化学性，几乎不受强酸、碱和高腐蚀性化学物质的影响。PTFE可在–200°C至250°C的广泛温度范围内连续工作，提供优异的电绝缘和极为光滑的表面。
PTFE膜通常通过特殊工艺与针毡基材结合层压，以显著提升过滤效率、降低工作阻力并延长使用寿命。
2.3 诺美克斯（芳纶）针毡
Nomex针毡适用于含有较粗粉尘颗粒的高温应用。它比玻璃纤维具有更好的柔韧性和抗冲击能力，并能承受更高的脉冲喷流清洗压力，允许在高压条件下同时清洗更多滤袋。
2.4 玻璃纤维针毡
玻璃纤维针毡具有卓越的耐高温能力、高抗拉强度以及良好的耐酸、耐碱和耐潮性。然而，由于其弯曲强度有限，玻璃纤维滤袋在安装和作过程中更容易受到机械损伤，不适合高强度脉冲清洗。
随着玻璃纤维加工和表面处理技术的进步，包括多种涂层方法，玻璃纤维针毡现已显著提升了过滤性能和耐用性。它已被广泛应用于高温过滤应用，尤其是在欧洲和北美。
2.5 P84（聚酰亚胺）针毡
P84针毡由一家意大利公司开发的高性能聚酰亚胺纤维制成。它整体表现优异，且对酸碱具有强强的抗性。尽管其最大耐温性略低于玻璃纤维，但其独特的纤维截面提供了较高的集尘效率。P84针毡通常不涂膜，因此在超低排放应用中过滤效率可能低于膜层压滤袋。
3. 基于尘埃气体性质的选择
3.1 气体温度
气体温度是针毡选择中最关键的因素之一。低于130°C的尘埃气体通常被归类为环境温度气体，而高于130°C的气体则被视为高温气体。
每种滤袋材料具有长期连续工作温度和短期峰值温度。长期温度指的是滤袋在连续运行时能承受的最大温度。短期峰值温度指的是袋子在短时间内能耐受的最大温度，通常每天不超过10分钟。超过这些限制可能导致滤材软化、变形或永久性损伤。
3.2 气体湿度
尘埃气体可以根据相对湿度分类：
- 干气：相对湿度≤30%
- 中湿度气体：相对湿度30–80%
- 高湿度气体：相对湿度≥80%
高湿度，尤其是与高温及含二氧化硫气体的气体结合时，可能导致冷却过程中冷凝。冷凝会导致粉尘附着、袋子堵塞和结构部件腐蚀，选材时需特别注意。
对于潮湿气体条件，应考虑以下几点：
- 湿气促进粉尘附着，尤其是吸湿或溶性粉尘，导致袋子致盲。建议使用表面光滑且防水性能良好的滤袋，如玻璃纤维或长纤维材料，表面处理（硅油浸渍、氟碳树脂处理、丙烯酸涂层或PTFE膜层压）。
- 高温与高湿度结合会加速水解，尤其是对于水解稳定性较差的材料，如聚酯、尼龙和聚酰亚胺。
- 入口气体温度应保持在露点以上至少10–30°C，以防止冷凝。
3.3 气体的化学成分
烟气和化学工艺气体通常含有酸、碱、氧化剂和有机溶剂。这些部件经常同时受到温度和湿度的影响。因此，必须仔细分析粉尘和气体的化学成分，选择针毡时优先考虑主要腐蚀因素。
4. 基于尘埃特性的选择
4.1 粉尘的湿润性与附着性
粉尘的润湿性通常由接触角来表征。接触角低于60°的尘埃被认为是亲水的，而接触角高于90°的尘埃则被认为是疏水的。
吸湿性或溶性粉尘倾向于吸湿，增加颗粒的内聚力和与滤袋表面的附着力。随着时间推移，这会导致尘埃块压实和清洁失败。含有CaO、CaCl₂、KCl、MgCl₂或Na₂CO₃的尘埃可能与水分发生化学反应，导致严重的袋状失明。
对于这些灰尘，过滤袋应表面光滑，纤维毛茸茸最少，且具有强力的防水性。更倾向于使用膜层压或塑料涂层过滤介质。对于高度粘附的粉尘，应避免使用耗材绒布，并充分利用表面处理方法，如烧焦、校正、镜面处理、浸渍或涂层。
4.2 可燃粉尘与静电荷
某些尘埃在特定浓度条件下悬浮于空气中时可能会点燃或爆炸。点火源通常包括摩擦火花、静电或热颗粒。合成滤芯材料容易积聚静电荷，增加火花风险。
对于可燃或静电敏感的粉尘，如煤尘、焦炭粉、铝粉和镁粉，应选择阻燃导电针毡。适用材料包括含氧指数大于30的PVC、PPS、P84和PTFE纤维。
对于氧指数低于30的纤维，如聚丙烯、尼龙、聚酯和聚酰亚胺，应将导电纤维掺入滤材中。导电纤维可以被纳入经线或纬线中，表面电阻控制在10⁹ Ω以下。常见的导电纤维包括不锈钢纤维和改性碳化合成纤维。
4.3 粉尘流动性与磨损
高尘速和强烈摩擦显著缩短滤袋的使用寿命。带有粗糙、棱角状颗粒的磨料尘埃比光滑球形颗粒更容易造成磨损。约90微米的尘埃颗粒产生最严重的磨损，而当颗粒尺寸低于5–10微米时，磨损显著减少。
磨损随气流速度增加至二次方或三次方，且与颗粒大小成正比为1.5次方。因此，气流速度和分布必须严格控制。
对于铝粉、硅粉、焦炭粉、碳黑和烧结矿尘等磨蚀性粉，应选择抗磨性高的过滤袋。磨损通常发生在滤袋的下部。主要考虑因素包括：
- 化学纤维通常比玻璃纤维具有更好的耐磨性。细纤维、短纤维和压曲纤维的表现优于粗、长且光滑的纤维。
- 带有增强纤维纠缠的针孔毡能提升耐磨性。缎面织物和刷面也能增强耐磨性，尽管它们可能会增加工作阻力。
- 表面处理如涂层和刻度处理可以进一步提升耐磨性。对于玻璃纤维滤袋，使用硅油、石墨或聚四氟乙烯树脂处理效果显著。然而，在极度磨损的条件下，膜层可能过早磨损，失去其功能性优势。