CN105536354A

CN105536354A - 针刺毛毡及袋式过滤器

Info

Publication number: CN105536354A
Application number: CN201510699158.7A
Authority: CN
Inventors: 齐藤嘉一; 古尾谷纯一
Original assignee: SAGAMI CORP
Current assignee: SAGAMI CORP
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-05-04
Also published as: JP5727083B1; JP2016084554A; HK1223323A1

Abstract

本发明提供一种在高温下能够使用且机械性能好的针刺毛毡、以及利用该针刺毛毡的袋式过滤器。针刺毛毡的特征在于，由基布（1）和网（2）构成，并以将基布和网进行针刺而一体化的方式构成，前述基布（1）为由将金属线捻入至玻璃纤维的丝构成的玻璃织布的基布，前述网（2）配置于基布（1）的单面或两面，包含玻璃纤维和耐热性有机纤维。

Description

针刺毛毡及袋式过滤器

技术领域

本发明涉及针刺毛毡及袋式过滤器，特别涉及耐热性好的针刺毛毡，以及适用于捕集焚烧炉和锅炉等的高温气体中的粉尘的袋式过滤器。

背景技术

由有害物质产生的大气污染、进而由二恶英类产生的环境污染成为了严重的地球环境问题，正在世界范围内强化对其进行的限制，有义务进行锅炉和焚烧炉等产业燃烧炉中的集尘、氮氧化物及硫氧化物的清除。特别地，二恶英类作为毒性、致癌性非常高的有害物质，在世界范围内设有严格的限制，在日本也作为基于大气污染防止法的指定物质，施行规定有对应焚烧炉的处理能力的限制值和应用时期的法律法规。而且，为了遵守今后应用的《二恶英类对策特别措施法》的环境基准，不管是新设置还是已经设置，都有义务进行高度的废气集尘装置的设置，对应于此的清除装置的低成本化成为目标。另外，需要省略脱硝装置（氮氧化物的清除装置）等中多余的温度的冷却和升温。

集尘设备以借助电集尘器的集尘方法和借助袋式过滤器的集尘方法为主流，但是电集尘器设备费高且可维修性有问题，因此现在袋式过滤器方式的集尘正成为主流。袋式过滤器具有在由织布构成的基布的上面层叠细密的非织造纤维集合体的多层结构（例如参照专利文献1），在纤维上面捕集微小粉尘。而且，通过过滤器的气体在将气体中的氯化氢、硫氧化物、氮氧化物等酸性物质清除以后被放出。但是，存在下述状况：作为使用的上限温度260℃为一般情况，对应260℃~400℃的原材料可以说完全没有。借助袋式过滤器的集尘的压力损失少，而且集尘效率非常高，并且适用于干式集尘。

袋式过滤器被暴露在高温中，而且包含酸性物质，因此需要有耐热性和耐酸性。以往提出了芳纶类纤维（例如参照专利文献2）、聚酰亚胺纤维（参照专利文献3）、氟类纤维（参照专利文献4）等原材料，还提出了使二氧化硅纤维和有机耐热性纤维组合的毛毡材料（例如参照专利文献5）。

专利文献1：日本特开2001-149719号公报。

专利文献2：日本特开平9-313832号公报。

专利文献3：日本特开2001-62219号公报。

专利文献4：日本特开2001-276528号公报。

专利文献5：日本特开2001-262453号公报。

但是，使用有机纤维的袋式过滤器的耐热温度不一定能够满足需要，高温时的形状稳定性有问题，另一方面，金属纤维和无机纤维具有耐热性好的优点，但是有耐弯曲性差的问题。

发明内容

本发明是为了解决前述问题而进行的发明，目的是提供一种能够在高温下使用而且机械性能优良的针刺毛毡、以及使用该针刺毛毡的袋式过滤器。

本发明为了解决前述问题，具有以下方案。

（1）一种针刺毛毡，其特征在于，由基布和网构成，并以将前述基布和前述网进行针刺而一体化的方式构成，前述基布为由将金属线捻入至玻璃纤维的丝构成的玻璃织布的基布，前述网配置于前述基布的单面或两面，包含玻璃纤维和耐热性有机纤维。

（2）如前述（1）记载的针刺毛毡，其特征在于，前述网将前述玻璃纤维和前述耐热性有机纤维以重量比95:5~80:20混合。

（3）如前述（1）或（2）记载的针刺毛毡，其特征在于，前述耐热性有机纤维是从对位芳纶类纤维、聚对苯撑苯并二恶唑纤维及聚酰亚胺纤维中选择的一种以上的纤维构成的耐热性有机纤维。

（4）如前述（1）至（3）的任意一项中记载的针刺毛毡，其特征在于，前述基布的前述玻璃织布为使用捻入有不锈钢线或结构钢线的丝的织布。

（5）如前述（1）至（4）的任意一项中记载的针刺毛毡，其特征在于，前述网的前述玻璃纤维为玄武岩纤维。

（6）如前述（1）至（5）的任意一项中记载的针刺毛毡，其特征在于，进一步进行了热收缩处理及耐热性树脂附着处理。

（7）一种集尘用的袋式过滤器，其特征在于，利用前述（1）至（6）的任意一项中记载的针刺毛毡制作而成。

根据本发明，能够提供一种在高温下能够使用且机械性能好的针刺毛毡、以及利用该针刺毛毡的袋式过滤器。

附图说明

图1是表示实施例1的针刺毛毡的结构的图。

图2是表示实施例1的基布的伴随温度变化的抗拉强度的变化的图。

图3是表示使用实施例1的针刺毛毡的袋式过滤器的图。

图4是表示实施例1的集尘性能评价试验的结果的图。

具体实施方式

参照附图的同时对本发明的具体实施方式进行以下说明。

实施例1

本发明的针刺毛毡构成为，如图1所示，将包含玻璃纤维和有机纤维的网2置于基布1的表面上，借助针刺被一体化。图1（a）示出了将网2载置于基布1的单面的二层结构的针刺毛毡10，图1（b）示出了将网2载置于基布1的两面的三层结构的针刺毛毡20。

基布1为将不锈钢（SUS）线或结构钢（SS）线捻入至玻璃纤维中的材料，制作厂家不被限定。构成基布1的玻璃纤维具有代表性的为纤维径200~1500dtex的单丝和纤维径250~440dtex的复丝，将此进行单位面积重量为800~1050g/cm²左右的平织、朱子织或斜织的1~2重织并使用。在图2中，示出了基布1的伴随加热温度的变化的抗拉强度的变化的试验结果，前述基布1将不锈钢线或结构钢线捻入至玻璃纤维中。图2（a）表示纵向的抗拉强度的结果，图2（b）表示横向的抗拉强度的结果。该试验根据JISL-1096.6.12.1A法，在英斯特朗（instron）拉伸试验机上测定。由该试验结果可知，捻入不锈钢线的基布1的强度在任意温度下都比没有捻入不锈钢线的基布1的强度大。特别地，在400℃以下的温度下这种倾向较显著。

如此，捻入不锈钢线的基布1即使在高温下也有大的抗拉强度，因此利用该基布1制作的二层结构的针刺毛毡10和三层结构的针刺毛毡20，即使在高温下也具有好的形状稳定性。

网2由玻璃纤维和耐热性有机纤维混合构成，耐热性有机纤维从聚酰亚胺类纤维、对位芳纶类纤维、聚对苯撑苯并二恶唑纤维（PBO纤维）等纤维中选择，也可以使用2种以上的耐热性有机纤维。

网2中的玻璃纤维和耐热性有机纤维的纤维径为2~18μm左右，将这些纤维切断成纤维长为38~100mm左右来使用。优选地，玻璃纤维和耐热性有机纤维两者的混合比为95:5~80:20（重量比）的范围。图3中示出了将针刺毛毡10装配在保持器3上的袋式过滤器30的例子。

在用由基布1和网2构成的针刺毛毡10、20制作袋式过滤器30的情况下，进行集尘的是纤维集合体层，为了该目的，使用图1（a）的二层结构的针刺毛毡10能够充分地实现目的，但是优选地，要使作为袋式过滤器30的强度提高、变形减小，并应对借助高压空气的掸落的振动，优选设为图1（b）的三层结构的针刺毛毡20。在这种情况下，优选地使用下述三层结构：集尘的表面的纤维集合体层选择纤维径小的纤维来提高集尘效果，其相反侧的纤维集合体层为了确保透气性并减轻与袋式过滤器30的保持器3的接触磨损，使用较大纤维径的纤维。网2将厚度设为1.2~10mm，单位面积重量为50~400g/m²左右。由针刺进行的交织处理（絡合処理）借助60~500万根/m²左右的针的总植毛根数使基布1和网2一体化。基布1和网2一体化的毛毡的单位面积重量通常为800~1500g/m²。

本发明的针刺毛毡10、20耐热性好，适合用于袋式过滤器30，前述袋式过滤器30捕集焚烧炉和锅炉等的高温气体中的粉尘。特别地，在针刺毛毡10、20的网2中将耐热性有机纤维与玻璃纤维配合使用具有下述优点：与只有耐热性有机纤维的网相比，能够使耐热性提高，能够使暴露在高温下时的形状稳定化。

样品1

将纤维径6μm、纤维长60mm的无碱玻璃纤维（E玻璃纤维）(尤尼吉可(UNITIKA)公司)和纤维径14μm（2旦尼尔）、纤维长60mm的芳香族对位芳纶纤维（东丽杜邦有限公司（DUPONT-TORAYCO.,LTD.）凯夫拉（KEVLAR）纤维）以92:8的比例混纺，通过梳棉机得到网2（单位面积重量120g/m²）。基布1为#8400R（霓佳斯（NICHIAS）公司）及8400SUS（同公司）。这些材料本来是作为防热膜使用而不是作为过滤器使用的基布。然后，借助针刺使基布1和网2一体化，得到二层结构的针刺毛毡10。

样品2

把将前述无碱玻璃纤维和芳香族对位芳纶纤维（东丽杜邦有限公司（DUPONT-TORAYCO.,LTD.）凯夫拉（KEVLAR）纤维）以92:8的比例混纺得到的产物置于基布1的表面上，把80:20的产物置于基布1的背面，将单位面积重量120g/m²+120g/m²（合计240g/m²）两面针刺（needle），得到三层结构的针刺毛毡20。基布1为与样品1相同的#8400R（霓佳斯（NICHIAS）公司）及8400SUS（同公司）。

使用由前述样品1得到的针刺毛毡10和在基布1和网2都是涤纶的情况下通过针刺得到的比较毛毡，借助小型集尘试验机在接下来的（a）~（g）（JISZ8909-1）的测试条件下，进行过滤-掸落的重复试验（集尘性能评价试验），评价透气度、集尘效率及初始粉尘掸落性能。将试验结果表示在图4中。

测试条件

（a）过滤速度（V）=2.5[m/min]

（b）入口粉尘浓度=5.11[g/m³]

（c）过滤面积（A）=0.735[m²]

（d）脉冲控制方法=压力损失控制[到达1000Pa时]

（e）过滤风量（Q）=1.8375[m³/min]

（f）粉尘掸落方法=脉冲压强

（压强：0.15[MPa]，间隔：1[sec]，喷射时间：0.1[sec]）

（g）试验粉体=JIS试验用粉尘10种（飞尘=超微粉；50%粒径=3~4[μm]）

此外，图4的透气度为根据JISL-1096.6.27.1A法并由弗雷泽型透气度计测定附加12.7mm水柱的压强差时的流量的结果。

图4的试验结果的下栏的初始粉尘掸落性能的A、B、C的范围为以下所述。

（a）图中的初始捕集率为老化前（新品时）的捕集率（%）。

A：99.995以上，B：99.994~99.990，C：99.989以下。

（b）图中的初始掸落为老化前（新品时）到达1KPa的时间（分）。

A：20以上，B：15~19.9，C：14.9以下。

（c）图中的长期掸落为循环时间减少率（%）。

A：25以下，B：26~35，C：36以上。

从图4的试验结果可知，样品1的针刺毛毡和比较毛毡相比，在透气度、老化前的集尘效率、初始粉尘掸落性能的任意一项中都要更好。

本申请的针刺毛毡10为，如前所述地在基布1的上面层叠由玻璃纤维和耐热性有机纤维混纺构成的网2，将基布1和网2借助针刺进行交织一体化。进而，也可以对该针刺毛毡10实施热收缩处理及耐热性树脂附着处理。若实施热收缩处理及耐热性树脂附着处理，则针刺毛毡10能够产生下述效果：切实消去玻璃纤维毛毡化时产生的针刺法的针孔，改善玻璃纤维的耐化学性，与已有的高温用过滤布相比，能够以高效率、低压力损失的方式使用，实现长寿命化。

因此，能够在高温废气，特别是城市垃圾焚烧炉、产业废弃物焚烧炉等以往的玻璃毛毡无法应对的领域中使用，另外，和该领域中的已有的过滤布相比，能够以高效率、低压力损失的方式工作，因此能够获得下述效果：综合来看成本降低，在经济上也有优势。

本申请的针刺毛毡10的特征在于，如前所述将基布1作为高温袋式过滤器的原材料使用，前述基布1将金属线（不锈钢或结构钢）捻入至玻璃纤维里。而且，在基布1的单面或两面上层叠网2，前述网2由在玻璃纤维中混纺具有热收缩性的耐热型有机纤维而成，将该基布1和网2借助针刺交织一体化并形成基础毛毡后，也可以使该基础毛毡借助热处理收缩，然后使耐热性树脂附着。其结果，能够高效率地制造在以玻璃纤维为主的同时耐久性被改善的高温废气集尘用过滤布，并且能够获得实现成本降低的效果。

实施例2

本实施例的针刺毛毡10是作为实施例1的网2的玻璃纤维的替代而利用玄武岩纤维的毛毡。即，本实施例的针刺毛毡10的网2由玄武岩纤维和耐热性有机纤维混合形成。

玄武岩纤维是将玄武岩从熔融状态进行纤维化得到的纤维。玄武岩是火山岩的一种，由45~63重量%的二氧化硅（SiO2），及其它的氧化铝、碳酸铁、氧化钛、氧化镁等构成。而且，玄武岩纤维与在制作耐热过滤器时经常使用的玻璃纤维（无碱玻璃）或二氧化硅纤维相比，弹性率、耐折强度高，因此制造时（纤维的梳毛、针刺）的可纺性良好，容易制作毛毡。

此外，网2中的玄武岩纤维和耐热有机纤维的纤维径和纤维长与在实施例1中所述的网2的玻璃纤维和耐热性有机纤维的纤维径和纤维长为相同范围的长度。此外，也可以将二层结构的针刺毛毡10以含有玄武岩纤维的网为两层的方式构成三层结构的针刺毛毡20。

本实施例的针刺毛毡10耐热性好，适用于捕集焚烧炉和锅炉等的高温气体中的粉尘的袋式过滤器30。特别地，在针刺毛毡10的网2中在耐热性有机纤维中配合使用玄武岩纤维的优点为，与单独使用耐热性有机纤维的网2相比，使耐热性提高，能够使暴露在高温中时的针刺毛毡10的形状稳定化。进而，玄武岩纤维虽然在耐热性这点上和玻璃纤维程度相同，但是在耐弯曲性和耐碱性上比玻璃纤维好。

在用于焚烧炉的袋式过滤器30中，为了应对气体中的酸性成分，可以散布石灰，这种情况下，在停止焚烧炉的运行并冷却时，袋式过滤器30以附着有石灰的状态被放置。如此，即使是袋式过滤器30被置于碱性条件下的情况，也能借助玄武岩纤维获得不易劣化的效果。

附图标记说明

1基布；2网；3保持器；10,20针刺毛毡；30袋式过滤器。

Claims

1.一种针刺毛毡，其特征在于，由基布和网构成，并以将前述基布和前述网进行针刺而一体化的方式构成，前述基布为由将金属线捻入至玻璃纤维的丝构成的玻璃织布的基布，前述网配置于前述基布的单面或两面，包含玻璃纤维和耐热性有机纤维。

2.如权利要求1所述的针刺毛毡，其特征在于，前述网将述玻璃纤维和前述耐热性有机纤维以重量比95:5~80:20混合。

3.如权利要求1或2所述的针刺毛毡，其特征在于，前述耐热性有机纤维是从对位芳纶类纤维、聚对苯撑苯并二恶唑纤维及聚酰亚胺纤维中选择的一种以上的纤维构成的耐热性有机纤维。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的针刺毛毡，其特征在于，前述基布的前述玻璃织布为使用捻入有不锈钢线或结构钢线的丝的织布。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的针刺毛毡，其特征在于，前述网的前述玻璃纤维为玄武岩纤维。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的针刺毛毡，其特征在于，进一步进行了热收缩处理及耐热性树脂附着处理。

7.一种集尘用的袋式过滤器，其特征在于，利用权利要求1至6中任意一项所述的针刺毛毡制作而成。