CN102430289A - 一种无机纤维过滤毡及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机纤维过滤毡，其从外到里包括：无机纤维交叉铺网而成的迎尘层、无机纤维交叉铺网而成的附着层和无机纤维长丝编织而成的基布支撑层，无机纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维中的一种，迎尘层采用气流成网方式置于附着层上，附着层采用气流成网方式置于基布支撑层上，迎尘层、附着层和基布支撑层通过针刺勾连加固。无机纤维过滤毡制备方法包括：制备迎尘层、制备附着层、制备基布支撑层、勾连加固、乳液浸渍、烘干。本发明所述无机纤维过滤毡，过滤精度达到99.99%，运行阻力低于800Pa，在280℃~350℃工况条件下可使用3年以上，粉尘排放浓度小于10mg/Nm3，使用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤毡，特别涉及一种用于除尘领域的无机纤维过滤毡及其制备方法。
背景技术
目前，在烟气除尘领域，由于环境温度高，成分复杂，腐蚀性较强，对过滤毡的过滤精度以及使用要求很高。随着国家环保标准的进一步提高，尤其对于钢铁、电力、水泥、垃圾焚烧等污染较严重的行业，要求对粉尘的排放浓度越来越低。除尘方式已经由电除尘转变为袋式除尘，袋式除尘具有过滤精度高，设备运行阻力低等众多优势，同时对袋式除尘器的核心部件——滤袋则要求更高，要使其具有耐高温、耐腐蚀、更高过滤精度、更低设备运行阻力。
现有滤袋的过滤材料采用机械成网梳理加工，对纤维的损伤较大，尤其是对玻璃纤维等耐磨耐折性能较差的无机纤维损伤更大；另外现有的针刺滤料是三层夹心对称结构，基布层在中间，基布层的上层为迎尘层，基布层的下层为底层。实际上将迎尘层和附着层同时加固置于基布支撑层上的非对称结构，更加有助于提高耐磨耐折性能和过滤精度。
发明内容
本发明提供一种用于除尘领域的无机纤维过滤毡及其制备方法。本发明目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明所述无机纤维过滤毡从外到里包括：无机纤维交叉铺网而成的迎尘层、无机纤维交叉铺网而成的附着层和无机纤维长丝编织而成的基布支撑层，无机纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维中的一种，迎尘层采用气流成网方式置于附着层上，附着层采用气流成网方式置于基布支撑层上，迎尘层、附着层和基布支撑层通过针刺勾连加固。
所述迎尘层的无机纤维直径不小于5微米，且不大于10微米。
所述附着层的无机纤维直径不小于5微米，且不大于10微米。
所述基布支撑层每平方米的总重量不小于360克，且不大于500克。
所述无机纤维过滤毡制备方法依次为：制备迎尘层、制备附着层、基布支撑层、勾连加固、乳液浸渍、烘干。
所述无机纤维过滤毡制备方法如下：
步骤一：制备迎尘层
迎尘层通过气流成网的方式形成纤维网，纤维直径为5微米，长度为60毫米，所形成的纤维网每平方米的重量为250克；
步骤二：制备附着层
附着层通过气流成网的方式形成纤维网，纤维直径为5微米，长度为60毫米，所形成的纤维网每平方米的重量为250克；
步骤三：制备基布支撑层
基布支撑层采用纤维长丝，经过经纬纱交织加工成形，纤维直径为7微米，所形成的基布支撑层每平方米的重量为500克；
步骤四：勾连加固
迎尘层采用气流成网方式置于附着层上，再采用气流成网方式置于基布支撑层上。通过上述步骤形成的迎尘层、附着层和基布支撑层，通过针刺机分别进行针刺，针刺深度分别为4毫米或3毫米、5毫米、3毫米，针刺频率分别为350次/分钟或400次/分钟、500次/分钟、350次/分钟，将迎尘层、附着层和基布支撑层针刺勾连加固，形成素毡；
步骤五：乳液浸渍
素毡勾连加固后，在下述配比乳液进行液体浸渍（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液： 8%~12%；
硅油： 1%~3%；
丙烯酸酯乳液： 2%~4%；
偶联剂： 1%~2%；
水： 余量；
步骤六：烘干
乳液浸渍后，在280℃±20℃高温下烘干，烘干速度为2.5±0.5米/分钟，最终形成玻璃纤维过滤毡。
所述无机纤维乳液各成分优选配比如下（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液： 10%；
硅油： 2%；
丙烯酸酯乳液： 3%；
偶联剂： 1%或2%；
水： 余量。
本发明所述无机纤维过滤毡，经向和纬向断裂强力都超过3500N/（5cm×20cm），其过滤精度达到99.99%，运行阻力低于800Pa。与现有对称结构的滤袋相比较，本发明所述的无机纤维过滤毡，其过滤精度、设备运行阻力方面都具有明显的优势。在280℃~350℃工况条件下可使用3年以上，粉尘排放浓度小于10mg/Nm3，使用效果好。
附图说明
图1为本发明所述的无机纤维过滤毡结构示意图；
图2为本发明所述的无机纤维过滤毡制备方法流程图；
其中：
1—迎尘层、2—附着层、3—基布支撑层。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1所示，为本发明所述的无机纤维过滤毡结构示意图。本发明所述的无机纤维过滤毡从外到里分别是：迎尘层1、附着层2和基布支撑层3。迎尘层1为无机纤维交叉铺网而成的层体，如玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维。附着层2采用无机纤维交叉铺网而成的层体，如玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维。基布支撑层3为无机纤维长丝编织而成的层体，如玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维。迎尘层1采用气流成网方式置于附着层2上，附着层2采用气流成网方式置于基布支撑层3上，迎尘层1、附着层2和基布支撑层3通过针刺勾连加固，形成素毡。素毡再通过无机纤维乳液浸渍、烘干，最终形成所述的无机纤维过滤毡。
为了提高本发明所述的无机纤维过滤毡的除尘能力，本发明所述迎尘层1的无机纤维直径为5微米~10微米，所述附着层2的无机纤维直径为
5微米~10微米，所述基布支撑层3每平方米的重量为360克~500克。
如图2所示，为本发明所述的无机纤维过滤毡制备方法流程图。本发明所述的柔性过滤毡制备方法依次为：制备迎尘层1、制备附着层2、制备基布支撑层3、勾连加固、烘燥、后处理。
以下分别以玻璃纤维和玄武岩纤维来阐述本发明所述的无机纤维过滤毡制备方法。
【实施例一】玻璃纤维过滤毡制备方法
步骤一：制备迎尘层1
迎尘层1采用玻璃纤维，其直径为5微米，长度为60毫米，通过气流成网的方式形成纤维网，其每平方米的重量为250克。
步骤二：制备附着层2
附着层2采用玻璃纤维，其直径为5微米，长度为60毫米，通过气流成网的方式形成纤维网，每平方米的重量为250克。
步骤三：制备基布支撑层3
基布支撑层3采用玻璃纤维长丝，其直径为7微米，经过经纬纱交织，加工成基布支撑层3，其每平方米的重量为500克。
步骤四：勾连加固
迎尘层1采用气流成网方式置于附着层2上，再采用气流成网方式置于基布支撑层3上。通过上述步骤形成的迎尘层1、附着层2和基布支撑层3，通过三台针刺机分别进行针刺，针刺深度分别为4毫米、5毫米、3毫米，针刺频率分别为350次/分钟，500次/分钟，350次/分钟，最终将迎尘层1、附着层2和基布支撑层3针刺勾连加固，形成素毡。
步骤五：乳液浸渍
素毡勾连加固后，在下述配比乳液进行液体浸渍（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液（即PTFE乳液）： 8%~12%；
硅油： 1%~3%；
丙烯酸酯乳液： 2%~4%；
偶联剂： 1%~2%；
水： 余量。
优选的无机纤维乳液各成分配比如下（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液（即PTFE乳液）： 10%；
硅油： 2%；
丙烯酸酯乳液： 3%；
偶联剂： 1%；
水： 84%。
步骤六：烘干
乳液浸渍后，在280℃±20℃高温下烘干，烘干速度为2.5±0.5米/分钟，最终形成玻璃纤维过滤毡。
本实施例所述的玻璃纤维过滤毡，经向和纬向断裂强力都超过3500N/（5cm×20cm），其过滤精度达到小于10mg/Nm3，运行阻力仅800Pa。与现有对称结构的滤袋材料相比较，本实施例所述的玻璃纤维过滤毡，其过滤精度、设备运行阻力方面都具有明显的优势。通过上述方法得到的玻璃纤维过滤毡，在280℃的炭黑行业烟气除尘工况条件下，可以正常使用3年以上，粉尘排放浓度小于5mg/Nm3，使用效果好。
【实施例二】玄武岩纤维过滤毡制备方法
步骤一：制备迎尘层1
迎尘层1采用玄武岩纤维，其直径为5微米，长度为60毫米，通过气流成网的方式形成纤维网，其每平方米的重量为250克；迎尘层1利用针刺机进行针刺，针刺深度为3毫米，针刺频率为400次/分钟。
步骤二：制备附着层2
附着层2采用玄武岩纤维，其直径为5微米，长度为60毫米，通过气流成网的方式形成纤维网，每平方米的重量为250克；附着层2利用针刺机进行针刺，针刺深度为5毫米，针刺频率为500次/分钟。
步骤三：制备基布支撑层3
基布支撑层3采用玄武岩纤维长丝，其直径为7微米，经过经纬纱交织，加工成基布支撑层3，其每平方米的重量为500克；基布支撑层3利用针刺机进行针刺，针刺深度为3毫米；针刺频率为350次/分钟。
步骤四：勾连加固
迎尘层1采用气流成网方式置于附着层2上，再采用气流成网方式置于基布支撑层3上。通过上述步骤形成的迎尘层1、附着层2和基布支撑层3，通过三台针刺机分别进行针刺，针刺深度分别为3毫米、5毫米、3毫米，针刺频率分别为400次/分钟，500次/分钟，350次/分钟，最终将迎尘层1、附着层2和基布支撑层3针刺勾连加固，形成素毡。
步骤五：乳液浸渍
素毡勾连加固后，在下述配比乳液进行液体浸渍（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液（即PTFE乳液）： 8%~12%；
硅油： 1%~3%；
丙烯酸酯乳液： 2%~4%；
偶联剂： 1%~2%；
水： 余量。
优选的无机纤维乳液各成分配比如下（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液（即PTFE乳液）： 10%；
硅油： 2%；
丙烯酸酯乳液： 3%；
偶联剂： 2%；
水： 83%。
步骤六：烘干
乳液浸渍后，在280℃±20℃高温下烘干，烘干速度为2.5±0.5米/分钟，最终形成玄武岩纤维过滤毡。
本实施例所述的玄武岩纤维过滤毡，经向和纬向断裂强力都超过4500N/（5cm×20cm），其过滤精度达到99.99%，运行阻力低于800Pa。与现有对称结构的滤袋相比较，本实施例所述的玄武岩纤维过滤毡，其过滤精度、设备运行阻力方面都具有明显的优势。通过上述方法得到的玄武岩纤维过滤毡，在350℃的高温烟气除尘工况条件下，可以正常使用4年以上，粉尘排放浓度小于10mg/Nm3，使用效果好。
以上实施例一以玻璃纤维为例，实施例二以玄武岩纤维为例，具体阐述本发明所述的无机纤维过滤毡的制备方法。当采用本发明所述的其他无机纤维时，其制备方法相同，这并不脱离本发明的实质。
Claims (7)
1.一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述无机纤维过滤毡从外到里包括：无机纤维交叉铺网而成的迎尘层（1）、无机纤维交叉铺网而成的附着层（2）和无机纤维长丝编织而成的基布支撑层（3），无机纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维或不锈钢纤维中的一种，迎尘层（1）采用气流成网方式置于附着层（2）上，附着层（2）采用气流成网方式置于基布支撑层（3）上，迎尘层（1）、附着层（2）和基布支撑层（3）通过针刺勾连加固。
2.如权利要求1所述的一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述迎尘层（1）的无机纤维直径不小于5微米，且不大于10微米。
3.如权利要求1所述的无机纤维过滤毡，其特征在于，所述附着层（2）的无机纤维直径不小于5微米，且不大于10微米。
4.如权利要求1所述的一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述基布支撑层（3）每平方米的总重量不小于360克，且不大于500克。
5.如权利要求1所述的一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述无机纤维过滤毡制备方法依次为：制备迎尘层（1）、制备附着层（2）、基布支撑层（3）、勾连加固、乳液浸渍、烘干。
6.如权利要求5所述的一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述无机纤维过滤毡制备方法如下：
步骤一：制备迎尘层（1）
迎尘层（1）通过气流成网的方式形成纤维网，纤维直径为5微米，长度为60毫米，所形成的纤维网每平方米的重量为250克；
步骤二：制备附着层（2）
附着层（2）通过气流成网的方式形成纤维网，纤维直径为5微米，长度为60毫米，所形成的纤维网每平方米的重量为250克；
步骤三：制备基布支撑层（3）
基布支撑层（3）采用纤维长丝，经过经纬纱交织加工成形，纤维直径为7微米，所形成的基布支撑层（3）每平方米的重量为500克；
步骤四：勾连加固
迎尘层（1）采用气流成网方式置于附着层（2）上，再采用气流成网方式置于基布支撑层（3）上；通过上述步骤形成的迎尘层（1）、附着层（2）和基布支撑层（3），通过针刺机分别进行针刺，针刺深度分别为4毫米或3毫米、5毫米、3毫米，针刺频率分别为350次/分钟或400次/分钟、500次/分钟、350次/分钟，将迎尘层（1）、附着层（2）和基布支撑层（3）针刺勾连加固，形成素毡；
步骤五：乳液浸渍
素毡勾连加固后，在下述配比乳液进行液体浸渍（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液： 8%~12%；
硅油： 1%~3%；
丙烯酸酯乳液： 2%~4%；
偶联剂： 1%~2%；
水： 余量；
步骤六：烘干
乳液浸渍后，在280℃±20℃高温下烘干，烘干速度为2.5±0.5米/分钟，最终形成玻璃纤维过滤毡。
7.如权利要求6所述的一种无机纤维过滤毡，其特征在于，所述无机纤维乳液各成分优选配比如下（重量百分比）：
聚四氟乙烯乳液： 10%；
硅油： 2%；
丙烯酸酯乳液： 3%；
偶联剂： 1%或2%；
水： 余量。
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