一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材及其製造方法和應用的製作方法
2023-04-24 00:24:56 1
專利名稱：一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材及其製造方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及過濾材料，尤其是是涉及一種高溫煙氣處理的耐高溫硬挺化針刺氈濾材及其製造方法和應用。
背景技術：
目前，用於高溫煙氣處理一般採用傳統的袋式除塵、靜電除塵或溼法除塵等除塵技術，除塵設備除塵效率較低，濾芯的耐酸鹼和抗折繞能力較差，煙氣排放濃度控制不理
術g
；ο中國專利CN1895723公開一種用於煙氣治理的過濾材料及其製造方法，該發明作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料包括基布、纖維面層，纖維面層的纖維針刺穿插在基布中， 構成基礎氈，此外還包括聚四氟乙烯纖維覆蓋層，聚四氟乙烯纖維覆蓋的纖維針刺穿插在基礎氈中，構成濾料氈，覆蓋層表面為軋光層。製造步驟主要有準備基布、製備面層、針刺成氈、製備覆蓋層、二次針刺、熱軋定型。中國專利CN201192605公開一種耐磨、耐折、耐高溫、耐腐蝕性能好，且易於清灰， 過濾阻力小，使用壽命長的聚四氟乙烯纖維與玻璃纖維混紡濾材，聚四氟乙烯纖維與玻璃纖維交織混紡而成基布，基布的表面複合一層聚四氟乙烯微孔薄膜。該實用新型的混紡濾材具有表面過濾功能，過濾阻力小且穩定，易清灰，清灰動力小，可節能20%，節能效果好； 其不僅對普通煙氣粉塵的除塵效果好，更可有效過濾粒徑小於IOum的飄塵和粒徑在2 3um的微細粉塵，除塵率高達99. 99%，對脫硫脫碳、消減二惡英及重金屬排放的效果可達 99. 99% ；其使用壽命較單純的玻璃纖維濾材長50%以上。
發明內容
本發明的目的是提供一種除塵效率較高、耐酸鹼和抗折繞能力較強、煙氣排放濃度理想的耐高溫硬挺化針刺氈濾材及其製造方法和應用。本發明所述的耐高溫硬挺化針刺氈濾材設有基布層和耐高溫纖維層，所述耐高溫纖維層設在基布層上，所述基布層與耐高溫纖維層針刺連接。所述基布層的厚度可為0. 2 1. 5mm，所述耐高溫纖維層的厚度可為0. 2 8mm。所述基布層可為由芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維等中的至少一種製成的基布層。所述耐高溫纖維層可為由芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維等耐高溫纖維中的至少一種製成的耐高溫纖維層。本發明所述的耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法包括以下步驟1)抗靜電劑配水稀釋，製成抗靜電劑溶液；2)將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；3)將開松的耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成纖網層，即耐高溫纖維層；
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4)在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，然後將基布層和耐高溫纖維層一同弓I入針刺機進行針刺，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈；5)使用定型機將針刺氈進行熱定型，然後對其進行燒毛、壓光處理；6)使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡、然後對針刺氈進行上膠處理，然後用烘乾機、焙烘機依次對針刺氈進行烘乾、焙烘，即得到耐高溫硬挺化針刺氈濾材。在步驟1)中，所述抗靜電劑可選自聚氧乙烯醚、烷基苯酚、油酸脂酸聚合物、脂肪酸酯混合物、脂肪酸聚氧乙烯醚等中的至少一種；所述抗靜電劑溶液按質量百分比，抗靜電劑含量為 10%。在步驟幻中，所述耐高溫纖維可選自芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維等纖維中的至少一種；所述纖網層的克重可為100 300g/m2。所述耐高溫纖維層的厚度可為 0. 2 8. 0mm。在步驟4)中，所述基布層的材料可選自芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維等材料中的至少一種；所述針刺氈的針刺深度為2 15mm，針刺密度為100 1000針/cm2，所述基布層的厚度可為0. 2 1. 5mm。在步驟5)中，所述熱定型的熱定溫度為200 280V，最好為240 260°C，所述熱定型的時間可為5 20min，最好為10 15min。在步驟6)中，所述烘乾溫度可為100 150°C ；所述焙烘溫度可為220 260°C， 所述烘乾和焙烘的時間可為10 20min。所述一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材可用於製造耐高溫過濾筒或濾芯等，所述耐高溫過濾筒或濾芯等作為高溫煙氣除塵設備的過濾部件用於高溫煙氣處理。所述在製造耐高溫過濾筒或濾芯中的應用的具體方法如下將所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材進行摺疊，形成皺摺筒壁，將皺摺筒壁粘接上濾布接頭，並配上端蓋和網板，端蓋與濾布接頭用密封膠粘接，網板與端蓋焊接並電鍍處理，即可製得耐高溫過濾筒或濾芯。與現有用於高溫煙氣處理濾材比較，本發明具有如下有益效果本發明所述的耐高溫硬挺化針刺氈濾材以芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺芳綸、玻璃纖維等耐高溫纖維中的至少一種為原料，通過合理的配方設計，以基布為結構支撐，利用先進的無紡針刺工藝製作成氈，再經高溫熱定型、燒毛壓光、微孔發泡、上膠、硬挺化處理等多種技術集成製作而成，可用於製成耐高溫濾筒、濾芯。採用該工藝針刺成型的氈狀材料，孔隙率高、阻力小，除塵效率超過織物濾料，可達99. 99 %。過濾速度比普通濾料高一倍左右，產品呈無定向三維立體結構，纖維層內部結構呈曲折路徑，孔隙尺寸小，孔隙率高(可達70% 以上)，耐高溫纖維混合經過針刺加固形成三維立體結構的針刺氈經定型、壓光、燒毛、微孔發泡、上膠硬挺化處理，增加纖維之間的抱合力，進一步提高濾料的微孔率和過濾精度，增強濾料的硬挺度，可用於製成耐高溫過濾筒、濾芯。還可進行PTFE塗層、防油拒水處理、覆膜處理等後處理，以實現更高、更新的物理及化學性能，使其表面平整光滑，不易被粉塵所堵塞，此濾料空隙率大，透氣性能較好，用途極為廣泛，抗化學穩定性強。與普通針刺氈相比較，這種硬挺化過濾材料可用於製成耐高溫濾筒、濾芯，耐酸鹼和抗折繞能力較強，具有粉塵不粘過濾布，易清灰，設備運行阻力低，使用壽命長等優點。適於白炭黑、化工、鋼鐵、冶金、燃煤鍋爐、耐火材料以及水泥等工業的高溫煙氣過濾等領域理想的過濾材料，經高溫、腐蝕介質的長期考驗，性能優良，可有效地治理粉塵汙染，用於製作高效低阻耐腐蝕耐高溫濾筒、濾芯，本產品可在重汙染行業的煙氣治理和除塵系統中應用，可替代傳統的袋式除塵，靜電除塵以及溼法除塵等除塵技術，煙氣排放濃度遠小於國家標準要求的50mg/Nm3。
圖1為採用本發明所述的耐高溫硬挺化針刺氈濾材製作的過濾筒結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖視示意圖。
具體實施例方式實施例1選用聚苯硫醚製成的基布層，選用聚苯硫醚作為耐高溫纖維層材料，選用聚氧乙烯醚作為抗靜電劑。耐高溫硬挺化聚苯硫醚針刺氈濾材的製造方法，包括以下步驟1)抗靜電劑配水稀釋，製成抗靜電劑溶液；按質量百分比，抗靜電劑含量為5% ；2)將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；3)將開松的耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成厚度為17. 5mm的纖網層；即耐高溫纖維層，纖網層的克重為200g/m2 ；纖網層厚度為4. Omm ；4)在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，基布層厚度為0. 7mm，基布層的材料選用芳綸，然後將基布層和耐高溫纖維層一同引入針刺機進行針刺，針刺的深度為10. 5mm，針刺的密度可為650針/cm2，牽伸比例為15%，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈，得到針刺氈；5)使用定型機將針刺氈進行熱定型，熱定溫度為240°C，熱定型的時間為lOmin， 然後對其進行燒毛、壓光處理；6)使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡，然後對針刺氈進行上膠處理，然後再用烘乾機和焙烘機依次對上膠處理後的針刺氈進行烘乾、焙烘，烘乾溫度125°C，焙烘溫度220°C，烘乾和焙烘時間15min，即得到耐高溫硬挺化聚苯硫醚針刺氈濾材。實施例2選用芳綸製成的基布，選用聚苯硫醚纖維作為耐高溫纖維，選用聚氧乙烯醚作為抗靜電劑。芳綸耐高溫硬挺化聚苯硫醚針刺氈濾材的製造方法，包括以下步驟1)抗靜電劑配水稀釋，製成抗靜電劑溶液；按質量百分比，抗靜電劑含量為10% ；2)將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；3)將開松的耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成厚度為20mm的纖網層，即耐高溫纖維層，纖網層的克重為300g/m2 ；纖網層厚度為8. Omm ；4)在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，基布層厚度為1. 5mm然後將基布層和耐高溫纖維層一同引入針刺機進行針刺，針刺的深度為2mm，針刺的密度為100針/cm2，牽伸比例為5%，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈，得到針刺氈；5)使用定型機將針刺氈進行熱定型，熱定溫度為200°C，熱定型的時間可為 15min，然後對其進行燒毛、壓光處理；6)使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡，然後對針刺氈進行上膠處理，然後再用烘乾機和焙烘機依次對上膠處理後的針刺氈進行烘乾和焙烘，烘乾溫度150°C，焙烘溫度260°C，烘乾和焙烘時間20min，即得到芳綸耐高溫硬挺化芳綸針刺氈濾材。實施例3選用聚醯亞胺製成的基布，選用聚醯亞胺纖維作為耐高溫纖維，選用烷基苯酚作為抗靜電劑。聚醯亞胺耐高溫硬挺化聚醯亞胺針刺氈濾材的製造方法，包括以下步驟1)抗靜電劑配水稀釋，製成抗靜電劑溶液；按質量百分比，抗靜電劑含量為；2)將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；3)將開松的聚苯硫醚耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成厚度為20mm的纖網層，即耐高溫纖維層，纖網層的克重為100g/m2 ；纖網層厚度為 0. 2mm ；4)在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，基布層厚度為0. 2mm，然後將基布層和耐高溫纖維層一同引入針刺機進行針刺，針刺的深度可為13mm，針刺的密度可為1000針/cm2， 牽伸比例可為20%，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈，得到針刺氈；5)使用定型機將針刺氈進行熱定型，熱定溫度為280°C，熱定型的時間為5min，然後對其進行燒毛、壓光處理； 6)使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡，然後對針刺氈進行上膠處理，然後再用烘乾機和焙烘機依次對上膠處理後的針刺氈進行烘乾和焙烘，烘乾溫度150°C，焙烘溫度260°C，烘乾和焙烘時間lOmin，即得到芳綸耐高溫硬挺化芳綸針刺氈濾材。本發明不僅限於上述實施例，可通過選用不同材料(可一種或一種以上)製成的基布和不同材料(可一種或一種以上)的耐高溫纖維，以及選擇變換工藝條件等，可採用不同的實施例，製造方法均類似。以下給出用耐高溫硬挺化針刺氈濾材製造耐高溫過濾筒、濾芯的方法通過摺疊濾布(即本發明所述的耐高溫硬挺化針刺氈濾材)形成皺摺筒壁，將皺摺筒壁粘接上濾布接頭，並配上端蓋和網板，端蓋與濾布接頭用密封膠粘接，網板與端蓋焊接並電鍍處理。即可得到耐高溫過濾筒或濾芯。耐高溫過濾筒、濾芯作為除塵設備的過濾部件。下面給出所製作的耐高溫過濾筒的具體結構說明參見圖1和2，過濾筒設有內管1、皺摺筒壁2、上端蓋3和下端蓋4。內管1為金屬網內管，皺摺筒壁2為耐高溫硬挺化針刺氈皺摺筒壁，皺摺筒壁2套在內管1上，皺摺筒壁2的兩端和內管1兩端均分別與上端蓋3和下端蓋4固連，皺摺筒壁2中部通過腰帶5卡緊，上端蓋3和下端蓋4均設有中心通孔。使用時，煙氣從皺摺筒壁2側面和金屬網內管1 側面進入進行過濾，從上端蓋3的中心通孔排出較乾淨的氣體。由於皺摺筒壁2為耐高溫硬挺化針刺氈皺摺筒壁，因此具有一定強度，抗折繞能力較強，同時耐高溫性能好，耐酸鹼、 使用壽命較長，而且皺摺結構可形成三維過濾，過濾效率高。
權利要求
1.一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材，其特徵在於設有基布層和耐高溫纖維層，所述耐高溫纖維層設在基布層上，所述基布層與耐高溫纖維層針刺連接，所述基布層的厚度為 0. 2 1. 5mm，所述耐高溫纖維層的厚度為02 8mm。
2.如權利要求1所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材，其特徵在於所述基布層為由芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維中的至少一種製成的基布層；所述耐高溫纖維層為由芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維中的至少一種製成的耐高溫纖維層。
3.如權利要求1所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於包括以下步驟1)抗靜電劑配水稀釋，製成抗靜電劑溶液；2)將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；3)將開松的耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成纖網層， 即耐高溫纖維層；4)在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，然後將基布層和耐高溫纖維層一同引入針刺機進行針刺，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈；5)使用定型機將針刺氈進行熱定型，然後對其進行燒毛、壓光處理；6)使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡、然後對針刺氈進行上膠處理，然後用烘乾機、焙烘機依次對針刺氈進行烘乾、焙烘，即得到耐高溫硬挺化針刺氈濾材。
4.如權利要求3所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於在步驟 1)中，所述抗靜電劑選自聚氧乙烯醚、烷基苯酚、油酸脂酸聚合物、脂肪酸酯混合物、脂肪酸聚氧乙烯醚等中的至少一種；所述抗靜電劑溶液按質量百分比，抗靜電劑含量為 10%。
5.如權利要求3所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於在步驟 3)中，所述耐高溫纖維選自芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維等纖維中的至少一種；所述纖網層的克重為100 300g/m2，所述耐高溫纖維層的厚度為0. 2 8. 0mm。
6.如權利要求3所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於在步驟4)中，所述基布層的材料選自芳綸、聚苯硫醚、聚醯亞胺、玻璃纖維材料中的至少一種； 所述針刺氈的針刺深度為2 15mm，針刺密度為100 1000針/cm2，所述基布層的厚度為 0. 2 1. 5mm。
7.如權利要求3所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於在步驟5)中，所述熱定型的熱定溫度為200 280°C，優選240 260°C，所述熱定型的時間為5 20min,優選 10 15min。
8.如權利要求3所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材的製造方法，其特徵在於在步驟6)中，所述烘乾溫度為100 150°C；所述焙烘溫度為220 260°C，所述烘乾和焙烘的時間為10 20min。
9.如權利要求1所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材在製造耐高溫過濾筒或濾芯中的應用，所述耐高溫過濾筒或濾芯作為高溫煙氣除塵設備的過濾部件用於高溫煙氣處理。
10.如權利要求9所述的應用，其特徵在於所述在製造耐高溫過濾筒或濾芯中的應用的具體方法如下將權利要求1所述的一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材進行摺疊，形成皺摺筒壁，將皺摺筒壁粘接上濾布接頭，並配上端蓋和網板，端蓋與濾布接頭用密封膠粘接，網板與端蓋焊接並電鍍處理，即可製得耐高溫過濾筒或濾芯。
全文摘要
一種耐高溫硬挺化針刺氈濾材及其製造方法和應用，涉及過濾材料。氈濾材設有基布層和纖維層，纖維層設在基布層上，基布層與纖維層針刺連接。配抗靜電劑溶液；將抗靜電劑溶液噴灑到耐高溫纖維中，對耐高溫纖維進行開松處理；將開松的耐高溫纖維餵入梳理機，按不同纖維取向鋪疊或氣流凝聚而形成纖網層，即耐高溫纖維層；在耐高溫纖維層底部鋪上基布層，然後將基布層和耐高溫纖維層一同引入針刺機進行針刺，使纖維自身相互纏結，形成呈三維骨架結構的針刺氈；使用定型機將針刺氈進行熱定型，然後對其進行燒毛、壓光處理；使用上膠機，先將膠進行PS和PSU微孔發泡、然後對針刺氈進行上膠處理，然後用烘乾機、焙烘機依次對針刺氈進行烘乾、焙烘。
文檔編號B01D39/16GK102166455SQ20111006050
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者邱新標 申請人:廈門美達斯環保工業有限公司