CN104623977B - 燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料，包括四层结构，依次为浸渍处理保护层、高硅氧纤维膨体布层、浸渍处理保护层、聚四氟乙烯微孔薄膜层；所述的高硅氧纤维膨体布是采用双层变化斜纹工艺织造的双层机织布；所述高硅氧纤维膨体布层整体浸渍于浸渍液中在其表面形成浸渍处理保护层；所述高硅氧纤维膨体布层与浸渍处理保护层构成高硅氧纤维处理布层；所述聚四氟乙烯微孔薄膜层热覆合于高硅氧纤维处理布层。本发明的高硅氧纤维机织覆膜滤料具有过滤精度高、耐温耐腐、高强低伸、低阻高效长寿命等优异特点，高效捕集PM2.5粉尘，实现粉尘量小于5mg/Nm³的近零排放。

Description

燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料及制备方法

技术领域

本发明针对燃煤电厂工况现有滤料存在的过滤精度，能耗大，使用寿命短等的问题，提供一种高硅氧纤维机织覆膜滤料及其制备方法。

背景技术

目前，燃煤电厂的烟气中含有酸性物质较多，容易对滤袋产生侵蚀。目前燃煤电厂的主力滤料是聚苯硫醚纤维(PPS)及PPS复合针刺毡滤料，随着环保和节能减排政策的深入实施，现用滤料存在的问题愈发明显：一是过滤精度问题，对于PM2.5等微细粉尘的捕集率偏低，粉尘排放在20-30mg/Nm³；二是使用寿命问题，存在超温、超氧、滤料堵塞、糊袋、酸腐蚀等问题，滤袋使用寿命两年左右；三是能耗大，长期运行后系统压差急剧升高，风机能耗大，清灰气源消耗大，系统维护量大。需要一种高性能的过滤材料，满足燃煤电厂的使用要求。

高硅氧纤维作为一种无机非金属特种纤维材料，在我国得到了广泛的研究，其制品凭借优异的性能，在我国各工业领域获得了广泛的应用，航天器防热烧蚀材料、耐高温绝热体、高温气体收尘、液体过滤、金属溶化过滤、净化等方面，具有十分广阔的应用前景和巨大的市场潜力。

高硅氧玻纤从制备过程中玻璃成分的研究以及后序处理到新品种、新工艺、新设备的开发，已取得了大量的研究成果，生产工艺日趋成熟。为提升高硅氧制品的应用性能，国内外公司都在进行完善高硅氧玻璃纤维制品强度与耐热性的研究和开发，部分制品已成功应用于高温气体、液体和侵蚀性介质的过滤和国民经济各个高端领域。相对国外的研究和产品，国内的差距不小，主要表现为生产工艺不完善、强力偏低、耐温性能不理想等方面，制品的多样性和新颖性如在卫生、环保、电子、医药、生物等方面的应用都较缺乏，尤其是在环保除尘领域的应用急需拓展。

发明内容

本发明针对燃煤电厂工况现有滤料存在的过滤精度，能耗大，使用寿命短等的问题，提供一种燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料及制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明目的之一是提供一种燃煤锅炉高温烟气过滤使用的高硅氧纤维机织覆膜滤料。

燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料，包括四层结构，依次为浸渍处理保护层、高硅氧纤维膨体布层、浸渍处理保护层、聚四氟乙烯微孔薄膜层；所述高硅氧纤维膨体布层整体浸渍于浸渍液中在其表面形成浸渍处理保护层；所述高硅氧纤维膨体布层与浸渍处理保护层构成高硅氧纤维处理布层；所述聚四氟乙烯微孔薄膜层热覆合于高硅氧纤维处理布层。

优选地，所述滤料表面的微孔直径为0.02-2.0μm。

优选地，所述高硅氧纤维膨体布层为包括高硅氧纤维经纱和高硅氧纤维纬纱的双层结构。

本发明目的之二是提供燃煤锅炉高温烟气过滤使用的高硅氧纤维机织覆膜滤料的制备方法。

采用高硅氧纤维纱，采用纺纱—纬纱膨体—经纱整经—浆纱—穿筘—织布—检验—预处理—浸渍处理—脱浆—挥发处理—烘干处理—热定型—热覆膜加工—热定型—检验成包工序制备；所述的高硅氧纤维选用二氧化硅含量大于96％的高硅氧纤维。

优选地，所述膨体工序，是将高硅氧纤维纱在膨体纱机中进行气流喷吹，所述喷吹压力为0.3-0.8bar，膨体纱机膨化速度60-350m/min。

优选地，所述浆纱工序为低温上浆工艺，浆液温度70-80℃，浆纱速度30-60m/min。

优选地，所述织布工序采用喷气织机运用双层变化斜纹的织布工艺进行织造，所述喷气织机转速为600-800r/min。

优选地，所述预处理工序采用热清洗技术，水温为92-98℃之间，清洗速度为3-8m/min。

优选地，所述浸渍处理工序是将预处理后的织物进行整体浸渍处理，所述浸渍液温度30-45℃，浸渍速度3-8m/min。

优选地，所述的热覆膜加工工序，是将热定型后的织物引入热覆膜机，将聚四氟乙烯微孔薄膜与高硅氧纤维处理布覆合在一起；所述热覆膜温度300-350℃，覆膜速度3-6m/min。

本发明的有益效果：采用优质高硅氧纤维(二氧化硅的含量大于96％)制成，结构稳定。拉伸强度高，是PPS毡类滤料的3倍以上；伸长率小于3％，滤料尺寸稳定性好。耐温性、耐腐性显著提高，尤其是耐酸性能突出，适合燃煤电厂的工况要求。采用有机材料与无机材料进行复合，结合两种材料的优点，制成具有表面过滤功效的高性能的复合过滤材料。本发明的高硅氧纤维机织覆膜滤料具有过滤精度高、耐温耐腐、高强低伸、低阻高效长寿命等优异特点。高硅氧纤维机织覆膜滤料表面的微孔小而均匀(0.02-2.0μm)，能分离所有大于微孔直径的粉尘，对严重损害人体健康的粉尘PM10(可吸入粉尘)和PM2.5(呼吸性粉尘)的捕集效率可达99.99％以上，烟尘净化效率高而稳定，可以实现粉尘量小于5mg/Nm³的近零排放。

附图说明

图1是燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料结构图；

图2是燃煤锅炉用高硅氧纤维膨体布结构图。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明通过机织工艺、滤料后整理工艺和覆膜工艺的创新，形成高硅氧纤维机织覆膜滤料的成套制备技术。所述的高硅氧纤维选用二氧化硅含量大于96％的优质高硅氧纤维，保证制品的结构稳定，理化性能优秀。

采用高硅氧纤维纱，采用纺纱—纬纱膨体—经纱整经—浆纱—穿筘—织布—检验—预处理—浸渍处理—脱浆—挥发处理—烘干处理—热定型—热覆膜加工—热定型—检验成包工序制备；所述的高硅氧纤维选用二氧化硅含量大于96％的高硅氧纤维。

所述的膨体工序，是将高硅氧纤维纱经过高压气流的喷吹，使纱线蓬松，表面多毛羽，增大比表面积，提高捕尘效率。优选的喷吹压力为0.3-0.8bar，膨体纱机膨化速度60-350m/min；保证膨化均匀，强力保留率高。

所述的浆纱工序，是在纱线的表面被覆一层浆料，提高产品的织造性能，减少断头和布面疵点，提高质量和生产效率。优选的采用低温上浆工艺，浆液温度70-80℃，浆纱速度30-60m/min；保证上浆均匀，纱线增强率高。

所述的织布工序，采用特殊的织布工艺，使制品为双层结构，提高织物的拉伸强度和尺寸稳定性。优选的采用喷气织机织造，转速600-800r/min；保证优质高产，制成高硅氧纤维膨体布。

所述的前处理工序，采用热清洗技术，去除织物表面的浆液，为后续加工打好基础。优选的，水温控制在92-98℃之间，清洗速度3-8m/min；保证浆料残留率低，保证浸渍处理加工效果。

所述的浸渍处理工序，是将前处理加工后的织物进行整体浸渍处理，在纤维表面形成一层保护层，提高制品的耐腐蚀性能；高硅氧纤维膨体布表面形成浸渍处理保护层。优选的浸渍液温度30-45℃，浸渍速度3-8m/min；保证织物浸渍均匀，理化性能显著提升。

所述的热覆膜工序，是将浸渍处理后的织物引入热覆膜机，通过高温热压的方式将聚四氟乙烯微孔薄膜与高硅氧纤维处理布牢固的覆合在一起，制成高性能高硅氧纤维机织覆膜滤料。优选的热覆膜温度300-350℃，覆膜速度3-6m/min；保证覆膜牢度高，透气性均匀。

通过高硅氧纤维纱线的线密度和经纬密的调整，可以得到不同单位面积质量的高硅氧纤维机织覆膜滤料。高硅氧纤维机织覆膜滤料是一种综合性能优异的过滤材料，具有过滤精度高、耐温耐腐、高强低伸、低阻高效长寿命等优异特点。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料作进一步阐述。

实施例1

选用二氧化硅含量大于96％的优质高硅氧纤维并捻成纱，分别制成156tex和204tex纱。204tex纱高硅氧纤维纱进行膨体加工，经过喷吹压力为0.6bar高压气流的喷吹，使纱线蓬松，表面多毛羽，增大比表面积，提高捕尘效率，膨体纱机膨化速度280m/min。

156tex高硅氧纤维纱线进入浆纱工序，在纱线的表面被覆一层浆料，提高产品的织造性能，减少断头和布面疵点，提高质量和生产效率。采用低温上浆工艺，浆液温度80℃，浆纱速度60m/min。

织布工序采用双层变化斜纹的织布工艺，使制品为双层结构，提高织物的拉伸强度和尺寸稳定性。如图二所示，该双层结构包括高硅氧纤维经纱10和高硅氧纤维纬纱20。同时采用喷气织机进行织造，转速600r/min，保证优质高产。选用经密20根/厘米，纬密20根/厘米，织造成730g/㎡的高硅氧纤维膨体布1。

前处理工序采用热清洗技术去除织物表面的浆液，水温控制在95±1℃之间，清洗速度4m/min，后续加工打好基础。前处理加工后的织物进行整体浸渍处理，浸渍液温度35℃，浸渍速度4m/min。使纤维表面形成一层保护层，提高制品的耐腐蚀性能；高硅氧纤维膨体布表面形成浸渍处理保护层2和3，制成760g/㎡的高硅氧纤维处理布。

热覆膜工序将浸渍处理后的织物引入热覆膜机，通过高温热压的方式将聚四氟乙烯微孔薄膜与高硅氧纤维处理布牢固的覆合在一起，热覆膜温度320℃，覆膜速度3m/min。高硅氧纤维处理布迎尘面形成聚四氟乙烯微孔薄膜层4，制成760g/㎡高性能高硅氧纤维机织覆膜滤料。

高硅氧纤维机织覆膜滤料是一种综合性能优异的过滤材料，具有过滤精度高、耐温耐腐、高强低伸、低阻高效长寿命等优异特点。

实施例2

选用二氧化硅含量大于96％的优质高硅氧纤维并捻成纱，分别制成136tex和204tex纱。204tex纱高硅氧纤维纱进行膨体加工，经过喷吹压力为0.6bar高压气流的喷吹，使纱线蓬松，表面多毛羽，增大比表面积，提高捕尘效率，膨体纱机膨化速度280m/min。

136tex高硅氧纤维纱线进入浆纱工序，在纱线的表面被覆一层浆料，提高产品的织造性能，减少断头和布面疵点，提高质量和生产效率。采用低温上浆工艺，浆液温度80℃，浆纱速度60m/min。

织布工序采用双层变化斜纹的织布工艺，使制品为双层结构，提高织物的拉伸强度和尺寸稳定性。如图二所示，该双层结构包括高硅氧纤维经纱10和高硅氧纤维纬纱20。同时采用喷气织机进行织造，转速600r/min，保证优质高产。选用经密21根/厘米，纬密20根/厘米，织造成700g/㎡的高硅氧纤维膨体布1。

前处理工序采用热清洗技术去除织物表面的浆液，水温控制在95±1℃之间，清洗速度4m/min，后续加工打好基础。前处理加工后的织物进行整体浸渍处理，浸渍液温度35℃，浸渍速度4m/min。使纤维表面形成一层保护层，提高制品的耐腐蚀性能；高硅氧纤维膨体布表面形成浸渍处理保护层2和3，制成760g/㎡的高硅氧纤维处理布。

热覆膜工序将浸渍处理后的织物引入热覆膜机，通过高温热压的方式将聚四氟乙烯微孔薄膜与高硅氧纤维处理布牢固的覆合在一起，热覆膜温度320℃，覆膜速度3m/min。高硅氧纤维处理布迎尘面形成聚四氟乙烯微孔薄膜层4，制成760g/㎡高性能高硅氧纤维机织覆膜滤料。

高硅氧纤维机织覆膜滤料与PPS复合针刺毡滤料产品性能如下表所示：

采用二氧化硅的含量大于96％的优质高硅氧纤维为原料，机织制成高硅氧纤维布，再通过科学的后整理加工后，表面热压覆合聚四氟乙烯微孔薄膜，得到本发明的高硅氧纤维机织覆膜滤料。高硅氧纤维机织覆膜滤料的单位面积质量为370-900g/㎡，优选760g/㎡。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.燃煤锅炉用高硅氧纤维机织覆膜滤料的制备方法，其特征在于，采用高硅氧纤维纱，采用纺纱—纬纱膨体—经纱整经—浆纱—穿筘—织布—检验—预处理—浸渍处理—脱浆—挥发处理—烘干处理—热定型—热覆膜加工—热定型—检验成包工序制备；

所述的高硅氧纤维选用二氧化硅含量大于96％的高硅氧纤维；所述膨体工序，是将高硅氧纤维纱在膨体纱机中进行气流喷吹，所述喷吹压力为0.3-0.8bar，膨体纱机膨化速度60-350m/min；

所述浆纱工序为低温上浆工艺，浆液温度70-80℃，浆纱速度30-60m/min；

所述织布工序采用喷气织机运用双层变化斜纹的织布工艺进行织造，所述双层仅包括高硅氧纤维经纱和高硅氧纤维纬纱；所述喷气织机转速为600-800r/min；

所述预处理工序采用热清洗技术，水温为92-98℃之间，清洗速度为3-8m/min；

所述浸渍处理工序是将预处理后的织物进行整体浸渍处理，所述浸渍液温度30-45℃，浸渍速度3-8m/min；

所述的热覆膜加工工序，是将热定型后的织物引入热覆膜机，将聚四氟乙烯微孔薄膜与高硅氧纤维处理布覆合在一起；所述热覆膜温度300-350℃，覆膜速度3-6m/min。

2.根据权利要求1所述方法制备的滤料，其特征在于，包括四层结构，依次为浸渍处理保护层、高硅氧纤维膨体布层、浸渍处理保护层、聚四氟乙烯微孔薄膜层；所述高硅氧纤维膨体布层整体浸渍于浸渍液中在其表面形成浸渍处理保护层；所述高硅氧纤维膨体布层与浸渍处理保护层构成高硅氧纤维处理布层；所述聚四氟乙烯微孔薄膜层热覆合于高硅氧纤维处理布层；所述滤料表面的微孔直径为0.02-2.0μm。

3.根据权利要求2所述滤料，其特征在于，所述高硅氧纤维膨体布层为包括高硅氧纤维经纱和高硅氧纤维纬纱的双层结构。