CN102166455B - 一种耐高温硬挺化针刺毡滤材及其制造方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温硬挺化针刺毡滤材及其制造方法和应用，涉及过滤材料。毡滤材设有基布层和纤维层，纤维层设在基布层上，基布层与纤维层针刺连接。配抗静电剂溶液；将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；将开松的耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成纤网层，即耐高温纤维层；在耐高温纤维层底部铺上基布层，然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡；使用定型机将针刺毡进行热定型，然后对其进行烧毛、压光处理；使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡、然后对针刺毡进行上胶处理，然后用烘干机、焙烘机依次对针刺毡进行烘干、焙烘。
Description
技术领域
本发明涉及过滤材料，尤其是是涉及一种高温烟气处理的耐高温硬挺化针刺毡滤材及其制造方法和应用。
背景技术
目前，用于高温烟气处理一般采用传统的袋式除尘、静电除尘或湿法除尘等除尘技术，除尘设备除尘效率较低，滤芯的耐酸碱和抗折绕能力较差，烟气排放浓度控制不理想。
中国专利CN1895723公开一种用于烟气治理的过滤材料及其制造方法，该发明作为迎尘面的氟纤维高温过滤材料包括基布、纤维面层，纤维面层的纤维针刺穿插在基布中，构成基础毡，此外还包括聚四氟乙烯纤维覆盖层，聚四氟乙烯纤维覆盖的纤维针刺穿插在基础毡中，构成滤料毡，覆盖层表面为轧光层。制造步骤主要有准备基布、制备面层、针刺成毡、制备覆盖层、二次针刺、热轧定型。
中国专利CN201192605公开一种耐磨、耐折、耐高温、耐腐蚀性能好，且易于清灰，过滤阻力小，使用寿命长的聚四氟乙烯纤维与玻璃纤维混纺滤材，聚四氟乙烯纤维与玻璃纤维交织混纺而成基布，基布的表面复合一层聚四氟乙烯微孔薄膜。该实用新型的混纺滤材具有表面过滤功能，过滤阻力小且稳定，易清灰，清灰动力小，可节能20％，节能效果好；其不仅对普通烟气粉尘的除尘效果好，更可有效过滤粒径小于10um的飘尘和粒径在2～3um的微细粉尘，除尘率高达99.99％，对脱硫脱碳、消减二恶英及重金属排放的效果可达99.99％；其使用寿命较单纯的玻璃纤维滤材长50％以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种除尘效率较高、耐酸碱和抗折绕能力较强、烟气排放浓度理想的耐高温硬挺化针刺毡滤材及其制造方法和应用。
本发明所述的耐高温硬挺化针刺毡滤材设有基布层和耐高温纤维层，所述耐高温纤维层设在基布层上，所述基布层与耐高温纤维层针刺连接。
所述基布层的厚度可为0.2～1.5mm，所述耐高温纤维层的厚度可为0.2～8mm。
所述基布层可为由芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维等中的至少一种制成的基布层。
所述耐高温纤维层可为由芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维等耐高温纤维中的至少一种制成的耐高温纤维层。
本发明所述的耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法包括以下步骤：
1)抗静电剂配水稀释，制成抗静电剂溶液；
2)将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；
3)将开松的耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成纤网层，即耐高温纤维层；
4)在耐高温纤维层底部铺上基布层，然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡；
5)使用定型机将针刺毡进行热定型，然后对其进行烧毛、压光处理；
6)使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡、然后对针刺毡进行上胶处理，然后用烘干机、焙烘机依次对针刺毡进行烘干、焙烘，即得到耐高温硬挺化针刺毡滤材。
在步骤1)中，所述抗静电剂可选自聚氧乙烯醚、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种；所述抗静电剂溶液按质量百分比，抗静电剂含量为1％～10％。
在步骤3)中，所述耐高温纤维可选自芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维等纤维中的至少一种；所述纤网层的克重可为100～300g/m2。所述耐高温纤维层的厚度可为0.2～8.0mm。
在步骤4)中，所述基布层的材料可选自芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维等材料中的至少一种；所述针刺毡的针刺深度为2～15mm，针刺密度为100～1000针/cm2，所述基布层的厚度可为0.2～1.5mm。
在步骤5)中，所述热定型的热定温度为200～280℃，最好为240～260℃，所述热定型的时间可为5～20min，最好为10～15min。
在步骤6)中，所述烘干温度可为100～150℃；所述焙烘温度可为220～260℃，所述烘干和焙烘的时间可为10～20min。
所述一种耐高温硬挺化针刺毡滤材可用于制造耐高温过滤筒或滤芯等，所述耐高温过滤筒或滤芯等作为高温烟气除尘设备的过滤部件用于高温烟气处理。
所述在制造耐高温过滤筒或滤芯中的应用的具体方法如下：将所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材进行折叠，形成皱折筒壁，将皱折筒壁粘接上滤布接头，并配上端盖和网板，端盖与滤布接头用密封胶粘接，网板与端盖焊接并电镀处理，即可制得耐高温过滤筒或滤芯。
与现有用于高温烟气处理滤材比较，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的耐高温硬挺化针刺毡滤材以芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺芳纶、玻璃纤维等耐高温纤维中的至少一种为原料，通过合理的配方设计，以基布为结构支撑，利用先进的无纺针刺工艺制作成毡，再经高温热定型、烧毛压光、微孔发泡、上胶、硬挺化处理等多种技术集成制作而成，可用于制成耐高温滤筒、滤芯。采用该工艺针刺成型的毡状材料，孔隙率高、阻力小，除尘效率超过织物滤料，可达99.99％。过滤速度比普通滤料高一倍左右，产品呈无定向三维立体结构，纤维层内部结构呈曲折路径，孔隙尺寸小，孔隙率高(可达70％以上)，耐高温纤维混合经过针刺加固形成三维立体结构的针刺毡经定型、压光、烧毛、微孔发泡、上胶硬挺化处理，增加纤维之间的抱合力，进一步提高滤料的微孔率和过滤精度，增强滤料的硬挺度，可用于制成耐高温过滤筒、滤芯。还可进行PTFE涂层、防油拒水处理、覆膜处理等后处理，以实现更高、更新的物理及化学性能，使其表面平整光滑，不易被粉尘所堵塞，此滤料空隙率大，透气性能较好，用途极为广泛，抗化学稳定性强。与普通针刺毡相比较，这种硬挺化过滤材料可用于制成耐高温滤筒、滤芯，耐酸碱和抗折绕能力较强，具有粉尘不粘过滤布，易清灰，设备运行阻力低，使用寿命长等优点。适于白炭黑、化工、钢铁、冶金、燃煤锅炉、耐火材料以及水泥等工业的高温烟气过滤等领域理想的过滤材料，经高温、腐蚀介质的长期考验，性能优良，可有效地治理粉尘污染，用于制作高效低阻耐腐蚀耐高温滤筒、滤芯，本产品可在重污染行业的烟气治理和除尘系统中应用，可替代传统的袋式除尘，静电除尘以及湿法除尘等除尘技术，烟气排放浓度远小于国家标准要求的50mg/Nm3。
附图说明
图1为采用本发明所述的耐高温硬挺化针刺毡滤材制作的过滤筒结构示意图。
图2为图1的A-A剖视示意图。
具体实施方式
实施例1
选用聚苯硫醚制成的基布层，选用聚苯硫醚作为耐高温纤维层材料，选用聚氧乙烯醚作为抗静电剂。耐高温硬挺化聚苯硫醚针刺毡滤材的制造方法，包括以下步骤：
1)抗静电剂配水稀释，制成抗静电剂溶液；按质量百分比，抗静电剂含量为5％；
2)将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；
3)将开松的耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成厚度为17.5mm的纤网层；即耐高温纤维层，纤网层的克重为200g/m2；纤网层厚度为4.0mm；
4)在耐高温纤维层底部铺上基布层，基布层厚度为0.7mm，基布层的材料选用芳纶，然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，针刺的深度为10.5mm，针刺的密度可为650针/cm2，牵伸比例为15％，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡，得到针刺毡；
5)使用定型机将针刺毡进行热定型，热定温度为240℃，热定型的时间为10min，然后对其进行烧毛、压光处理；
6)使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡，然后对针刺毡进行上胶处理，然后再用烘干机和焙烘机依次对上胶处理后的针刺毡进行烘干、焙烘，烘干温度125℃，焙烘温度220℃，烘干和焙烘时间15min，即得到耐高温硬挺化聚苯硫醚针刺毡滤材。
实施例2
选用芳纶制成的基布，选用聚苯硫醚纤维作为耐高温纤维，选用聚氧乙烯醚作为抗静电剂。芳纶耐高温硬挺化聚苯硫醚针刺毡滤材的制造方法，包括以下步骤：
1)抗静电剂配水稀释，制成抗静电剂溶液；按质量百分比，抗静电剂含量为10％；
2)将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；
3)将开松的耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成厚度为20mm的纤网层，即耐高温纤维层，纤网层的克重为300g/m2；纤网层厚度为8.0mm；
4)在耐高温纤维层底部铺上基布层，基布层厚度为1.5mm然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，针刺的深度为2mm，针刺的密度为100针/cm2，牵伸比例为5％，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡，得到针刺毡；
5)使用定型机将针刺毡进行热定型，热定温度为200℃，热定型的时间可为15min，然后对其进行烧毛、压光处理；
6)使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡，然后对针刺毡进行上胶处理，然后再用烘干机和焙烘机依次对上胶处理后的针刺毡进行烘干和焙烘，烘干温度150℃，焙烘温度260℃，烘干和焙烘时间20min，即得到芳纶耐高温硬挺化芳纶针刺毡滤材。
实施例3
选用聚酰亚胺制成的基布，选用聚酰亚胺纤维作为耐高温纤维，选用烷基苯酚作为抗静电剂。聚酰亚胺耐高温硬挺化聚酰亚胺针刺毡滤材的制造方法，包括以下步骤：
1)抗静电剂配水稀释，制成抗静电剂溶液；按质量百分比，抗静电剂含量为1％；
2)将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；
3)将开松的聚苯硫醚耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成厚度为20mm的纤网层，即耐高温纤维层，纤网层的克重为100g/m2；纤网层厚度为0.2mm；
4)在耐高温纤维层底部铺上基布层，基布层厚度为0.2mm，然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，针刺的深度可为13mm，针刺的密度可为1000针/cm2，牵伸比例可为20％，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡，得到针刺毡；
5)使用定型机将针刺毡进行热定型，热定温度为280℃，热定型的时间为5min，然后对其进行烧毛、压光处理；
6)使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡，然后对针刺毡进行上胶处理，然后再用烘干机和焙烘机依次对上胶处理后的针刺毡进行烘干和焙烘，烘干温度150℃，焙烘温度260℃，烘干和焙烘时间10min，即得到芳纶耐高温硬挺化芳纶针刺毡滤材。
本发明不仅限于上述实施例，可通过选用不同材料(可一种或一种以上)制成的基布和不同材料(可一种或一种以上)的耐高温纤维，以及选择变换工艺条件等，可采用不同的实施例，制造方法均类似。
以下给出用耐高温硬挺化针刺毡滤材制造耐高温过滤筒、滤芯的方法：
通过折叠滤布(即本发明所述的耐高温硬挺化针刺毡滤材)形成皱折筒壁，将皱折筒壁粘接上滤布接头，并配上端盖和网板，端盖与滤布接头用密封胶粘接，网板与端盖焊接并电镀处理。即可得到耐高温过滤筒或滤芯。耐高温过滤筒、滤芯作为除尘设备的过滤部件。
下面给出所制作的耐高温过滤筒的具体结构说明：
参见图1和2，过滤筒设有内管1、皱折筒壁2、上端盖3和下端盖4。内管1为金属网内管，皱折筒壁2为耐高温硬挺化针刺毡皱折筒壁，皱折筒壁2套在内管1上，皱折筒壁2的两端和内管1两端均分别与上端盖3和下端盖4固连，皱折筒壁2中部通过腰带5卡紧，上端盖3和下端盖4均设有中心通孔。使用时，烟气从皱折筒壁2侧面和金属网内管1侧面进入进行过滤，从上端盖3的中心通孔排出较干净的气体。由于皱折筒壁2为耐高温硬挺化针刺毡皱折筒壁，因此具有一定强度，抗折绕能力较强，同时耐高温性能好，耐酸碱、使用寿命较长，而且皱折结构可形成三维过滤，过滤效率高。
Claims (6)
1.一种耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1）抗静电剂配水稀释，制成抗静电剂溶液；所述抗静电剂选自聚氧乙烯醚、烷基苯酚、油酸脂酸聚合物、脂肪酸酯混合物、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种；所述抗静电剂溶液按质量百分比，抗静电剂含量为1%～10%；
2）将抗静电剂溶液喷洒到耐高温纤维中，对耐高温纤维进行开松处理；
3）将开松的耐高温纤维喂入梳理机，按不同纤维取向铺叠或气流凝聚而形成纤网层，即耐高温纤维层；所述耐高温纤维选自芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维中的至少一种；所述纤网层的克重为100～300g/m2，所述耐高温纤维层的厚度为0.2～8.0mm；
4）在耐高温纤维层底部铺上基布层，然后将基布层和耐高温纤维层一同引入针刺机进行针刺，使纤维自身相互缠结，形成呈三维骨架结构的针刺毡；所述基布层的材料选自芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、玻璃纤维材料中的至少一种；所述针刺毡的针刺深度为2～15mm，针刺密度为100～1000针/cm2，所述基布层的厚度为0.2～1.5mm；
5）使用定型机将针刺毡进行热定型，然后对其进行烧毛、压光处理；
6）使用上胶机，先将胶进行PS和PSU微孔发泡、然后对针刺毡进行上胶处理，然后用烘干机、焙烘机依次对针刺毡进行烘干、焙烘，即得到耐高温硬挺化针刺毡滤材。
2.如权利要求1所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法，其特征在于在步骤5）中，所述热定型的热定温度为200～280℃，所述热定型的时间为5～20min。
3.如权利要求2所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法，其特征在于所述热定型的热定温度为240～260℃，所述热定型的时间为10～15min。
4.如权利要求1所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法，其特征在于在步骤6）中，所述烘干温度为100～150℃；所述焙烘温度为220～260℃，所述烘干和焙烘的时间为10～20min。
5.如权利要求1所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材的制造方法所制备的耐高温硬挺化针刺毡滤材在制造耐高温过滤筒或滤芯中的应用，所述耐高温过滤筒或滤芯作为高温烟气除尘设备的过滤部件用于高温烟气处理。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述在制造耐高温过滤筒或滤芯中的应用的具体方法如下：将权利要求1所述的一种耐高温硬挺化针刺毡滤材进行折叠，形成皱折筒壁，将皱折筒壁粘接上滤布接头，并配上端盖和网板，端盖与滤布接头用密封胶粘接，网板与端盖焊接并电镀处理，即可制得耐高温过滤筒或滤芯。
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Denomination of invention: High-temperature resisting stiffened needled felt filter material and manufacturing method and application thereof Effective date of registration: 20200511 Granted publication date: 20140129 Pledgee: Xiamen Haicang Financing Guarantee Co., Ltd. Pledgor: XIAMEN MEI DA SI ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980002105 |