随着我国经济的高速发展，以能源消耗为主的重工业也迅速发展，我国的火电、煤炭、化肥、冶金、水泥产量已居世界前列，但以上重工业的发展带来了严重的能源消耗和环境污染。很多重工业过程中涉及到大量的工业高温含尘气体，如燃煤电厂排放高温烟气、煤的气化联合循环发电（IGCC）高温合成气、化学工业中的高温含催化剂气体、冶金工业高炉与转炉高温煤气、玻璃工业的高温尾气、工业窑炉排放的高温废气等。高温含尘气体不仅温度较高而且含有大量的粉尘和有害气体，严重的污染了环境。但高温工业气体同时含有大量的物理显热、化学潜热、动力能以及可利用的物质，如IGCC过程中煤气化制备得到的粗煤气中含有大量的粉尘，不能直接燃烧推动燃气轮机，而需要将其温度从1000℃左右降低至200℃左右进行除尘后再进入燃气室，整个过程温度经历“升温-降温-升温”过程，损失了大量的热能；再如燃煤电厂的高温烟气脱硝过程中，催化脱硝温度约为400℃左右，此温度下烟气中的粉尘目前无法有效去除，粉尘的存在大大的降低了催化剂的催化活性并明显的缩短了催化剂的使用寿命。因此，高温工业含尘气体的净化过滤已成为困扰我国火电、煤炭、化工等重工业可持续发展亟待解决的能源高效利用的难题。

目前，用于工业高温含尘气体除尘的技术种类有：旋风除尘、静电除尘、陶瓷过滤除尘和袋式过滤除尘等。旋风除尘是利用离心力作用将粉尘从气流中分离并捕集下来，其结构简单并能耐较高温度，但除尘效率一般只有85%左右，且对于粒径小于10μm的颗粒效果较差。静电除尘是利用高压电源和电极产生不均匀电场以分离捕集气流中的粉尘，除尘效率约为90%左右。陶瓷过滤器是利用陶瓷材料的多孔性进行除尘，陶瓷过滤器可耐温至1000℃左右，但也存在密封困难、过滤膜孔隙永久性堵塞、陶瓷微裂缝蔓延、耐热冲击性能差等问题。

袋式过滤除尘是使含尘气体通过过滤材料而将粉尘拦截、分离、捕集，获得纯净的气体。袋式除尘器因高效除尘的特点，成为迄今为止应用最广泛的过滤式除尘器。在实验室操作条件下，布袋式除尘器除尘效率可高达99.999%，在实际工业应用中也可超过99.9%，粉尘排放浓度可达到10mg/m3以下，甚至达到2mg/m3；袋式除尘器还具有较高的分级效率，对于10μm、5μm、2.5μm的粉尘颗粒都有很高的捕集效率，基本可以实现零排放。但目前袋式除尘器用于工业高温含尘气体过滤时效果不佳，这主要是由于袋式除尘器中所用过滤介质在高温、强腐蚀性的含尘气体中容易发生热缩、降解、氧化等现象而无法使用。

因此，高温过滤介质的选择是袋式除尘器的核心，其性能对袋式过滤器操作有很大的影响。性能良好的过滤介质应容尘量大、吸湿量小、效率高、阻力低、耐腐蚀、耐高温和机械强度高等特点。目前常用滤料有天然纤维、无机纤维和合成纤维等，根据可以连续使用温度可以把滤料分为常温滤料（<130℃）、中温滤料（130~200℃）和高温滤料（>200℃）[4]。由于工业高温含尘气体温度往往较高（>400℃），因此普通高温滤料往往不能满足要求，而目前工业高温气体的除尘多采用水冷将气体降温至200℃以下，再使用袋式过滤器进行过滤除尘。这样不仅增加了冷凝设备的投资和运行费用，也使大量的热能流失。因此，耐高温、耐强腐蚀特殊过滤介质的开发与应用研究迫在眉睫。

碳纤维是用分解温度低于熔融温度的纤维聚合物，惰性气氛下通过1000~3000℃固相热解制成，最终含碳量在90%以上的无机材料。具有高轴向强度、高模量、无蠕变、耐疲劳性好、低热膨胀系数、耐腐蚀性好及低密度等优点。在航天、航空等高科技领域中，广泛用于碳纤维增强复合材料(CFRP)。将碳纤维布或碳纤维毡作为新型过滤材料可以在高温含尘气体不降温的情况下实现高温除尘，最大限度的减少热损失，综合考虑高温烟气的湿度、腐蚀性、滤布强度、过滤阻力、价格及反吹时温差引起的热应力变化，碳纤维必将成为一种前景广阔的过滤材料。 

根据原料体系的不同，碳纤维主要分为三种：粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维和沥青基碳纤维。粘胶基碳纤维的原料主要是木浆与棉浆，是不可或缺的战略物资，作为耐烧蚀材料和隔热材料，主要应用于军工（如导弹）和航天领域。又因其柔软、导电和孔隙发达，在民用市场上，是前景广阔的环保材料和医用卫生材料。但其生产成本高，生产线每吨投资达一千多万。粘胶基纤维产量不足世界碳纤维总产量的1%。PAN基纤维是以丙烯腈为原料的碳纤维，由于以PAN纤维经烧蚀后得到的碳纤维综合性能最好，如具有高的分子取向，较高的熔点以及较高的碳纤维产率，因此得到了大力发展，占据纤维市场份额的80%以上。由于其高度取向的分子结构，使其在进行碳化处理时也不会受到严重破坏，能制得力学性能良好的碳纤维。PAN纤维的这些优点使它成为当今制造碳纤维的最重要和最有发展前途的原丝。沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制，纺丝，预氧化，碳化或石墨化而形成含碳量大于92%的特种纤维。其具有高模量，高强度，耐高温，耐腐蚀，抗疲劳，抗蠕变导电与导热等优良性能，是一种军民两用高性能纤维。当其在隔绝空气时，使用温度可达2000℃，且随着使用温度升高，纤维强度越大。