CN108261838B - 一种垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧专用滤料，包括由表及里依次设置的覆膜层、面层、基布层和底层，所述覆膜层由PTFE膜制成，所述面层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成，所述基布层由PTFE基布制成，所述底层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成。还公开上述垃圾焚烧专用滤料的制备方法和应用。本发明的优点在于：可以吸收垃圾焚烧过程中的颗粒态粉尘、颗粒态二噁英以及气态二噁英，从而降低垃圾焚烧物中二噁英的气相排放浓度。

Description

一种垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及滤料技术领域，更具体涉及一种垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用。
背景技术
随着城市化的进程加快，城市人口数目增加，垃圾的产生量也在不断地增加。有报道显示：目前在许多大中型城市，垃圾以每年8％-10％的速度在增长。常规的垃圾处理采用填埋、堆肥、焚烧等处理方式，填埋不仅占用土地、产生恶臭污染大气环境，还会造成地下水源的污染；堆肥的与垃圾中的有机物组分的含量相关，并非适用于所有垃圾；而焚烧处理可实现“三化”(减量化、无害化和资源化)，产生热能可用来发电，但是垃圾焚烧过程中会产生有毒有害化合物，即二噁英，它是“三致(致癌致畸致突变)”物质，对人体健康危害极大。有文献表明，大气中90％的二噁英来源于垃圾焚烧，这也是采用焚烧方式处理垃圾的过程中存在的技术瓶颈之一。
袋式除尘器是一种高效的除尘技术，在环保领域得到广泛应用，主要用来捕集细小、干燥的非纤维性粉尘，滤料的选用是袋式除尘器稳定可靠运行的关键因素。由于垃圾焚烧产生的烟气成分复杂、温度波动大、烟气中腐蚀性气体含量多、含尘浓度较高，因此，对滤袋所用滤料的性能要求极高，一般滤料难以满足要求。
依据日本环保专家的报告，垃圾焚烧产生的二噁英颗粒态毡85％～98％，其余以气态形式存在，我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001中规定，垃圾焚烧炉出口烟气二噁英含量不得高于1.0ngTEQ/m3。常规的二噁英处理方式是采用活性炭与飞灰和脱酸后的产物混合，吸收二噁英，但是此种处理方式，由于活性炭只占混合物的5％左右，烟气中的气相二噁英与活性炭粉体接触和被吸附机会少，而且由于飞灰和脱酸产物浓度大，在袋式除尘器清灰周期短，停留时间短，更降低了活性炭的利用率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种可以同时吸附颗粒态和气态二噁英的垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一方面，提供一种垃圾焚烧专用滤料，其包括由表及里依次设置的覆膜层、面层、基布层和底层，所述覆膜层由PTFE(聚四氟乙烯)膜制成，所述面层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成，所述基布层由PTFE基布制成，所述底层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成。
优选地，在所述覆膜层中，所述PTFE膜的孔径为0.3～2μm；在所述面层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1；在所述底层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1。
在覆膜层中，PTFE膜的孔径分布集中并且致密，不易含尘气流、粉尘穿透，其过滤精度高，能有效降低除尘器排放浓度；并且PTFE膜由聚四氟乙烯聚合物形成，具有优异的化学稳定性和耐温性(长期使用温度可以在260℃以下)，能够有效抵抗垃圾焚烧产生的腐蚀性气体以及除尘的高温(长期使用温度在120～240℃之间)；PTFE膜表面光滑，容易清灰，对于垃圾焚烧产生的粘附性强的颗粒物，能够有效的进行喷吹，从而保证除尘器运行压差稳定。在面层和底层中，由于常规的玻纤纤维除了对氢氟酸、高温强碱的耐化学腐蚀性较差外，对其它介质都很稳定，但是其耐磨和耐折性差，因此，采用高硅氧玻纤纤维能够有效提高滤料的耐酸性，并且通过与PTFE纤维混纺，提高整体混纺滤料的耐折性；此外，纯PTFE滤料的经纬向机械强力在800～900N左右，通过与高硅氧玻纤混纺，提高整体滤料的抱和强力，纬向强力可以达到1300N以上。在基布层中，使用PTFE基布作为基布层，其耐温性、耐酸碱腐蚀性能好，在长期的酸性环境下使用，经向强力损失非常缓慢，使用寿命可以达到3年以上。整体采用PTFE与高硅氧玻纤混纺的形式，相比较纯PTFE滤料，可明显降低成本。
另一方面，还提供上述垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其包括如下步骤：
将PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维作为面层、PTFE基布作为基布层、PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维作为底层，将面层、基布层和底层由表及里进行混纺得到素毡，然后将素毡依次经过浸渍定型、压光烧毛、覆PTFE膜作为覆膜层，制得垃圾焚烧专用滤料。
优选地，在覆膜层中，PTFE膜的孔径为0.3～2μm；在面层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1，更有选为1.5:1；在底层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1，更有选为1.5:1。
优选地，浸渍定型步骤中采用的浸渍定型液包含PTFE乳液、丙烯酸树脂、活性碳颗粒、非离子型渗透剂和去离子水。
优选地，在浸渍定型液中，以质量比计，PTFE乳液：丙烯酸树脂：活性碳颗粒：非离子型渗透剂：去离子水＝4～8：2～4：1～3：0.1～0.5：85～92。
更优选地，在浸渍定型液中，以质量比计，PTFE乳液：丙烯酸树脂：活性碳颗粒：非离子型渗透剂：去离子水＝6：3：2：0.3：88.7。
优选地，该浸渍定型液采用以下方法制备：首先将PTFE乳液加入到去离子水中，然后依次加入丙烯酸树脂、活性碳颗粒以及非离子型渗透剂，搅拌至均匀，获得浸渍定型液。
优选地，非离子型渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯。
优选地，所述浸渍定型的步骤为：将素毡放入浸渍定型液中浸渍5～10s，浸渍完成后在涂胶机上以90％～95％的压轧率进行压轧去液，然后经过六个烘箱高温定型，六个烘箱的定型温度分别为：220℃、260℃、280℃、270℃、240℃，定型速度为8～11m/min；所述烧毛轧光处理的步骤为：将经过浸渍定型的素毡以10～15m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为180～240℃；所述覆PTFE膜的步骤为：通过高温高压压辊的方式使得PTFE膜贴合在经过烧毛轧光的素毡表面，压辊压力0.3～0.6MPa，压辊转速为8～11m/min，压辊温度320～350℃。
又一方面，还提供上述垃圾焚烧专用滤料在处理垃圾焚烧物中的应用。
本发明相比现有技术具有以下优点：将活性碳颗粒通过浸渍的方式附着在PTFE+玻纤混纺滤料的三维结构孔隙中，使得活性碳颗粒均匀地分布在滤料上，然后再进行覆膜，得到成品滤料，活性炭沾附在滤料上，位于覆膜滤料内层，当用此滤料处理垃圾焚烧物时，颗粒态粉尘和颗粒态二噁英被PTFE膜所阻挡截留，气态二噁英穿过滤料时，被滤料中的活性炭颗粒所吸附，从而降低二噁英的气相排放浓度；并且处理垃圾焚烧物后的滤袋可以通过低温等离子技术、紫外光解等技术，将二噁英转化成无毒无害物。
附图说明
图1为本发明实施例1的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
浸渍定型液的制备：按质量份计，浸渍定型液包含PTFE乳液6份、丙烯酸树脂3份、活性碳颗粒2份、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯0.3份和去离子水88.7份。首先将PTFE乳液加入到去离子水中，然后依次加入丙烯酸树脂、活性碳颗粒以及聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯，搅拌至均匀，获得浸渍定型液。
垃圾焚烧专用滤料的制备：如图1所示，将60％PTFE纤维和40％高硅氧玻纤纤维作为面层2、PTFE基布作为基布层3、60％PTFE纤维和40％高硅氧玻纤纤维作为底层4，将面层2、基布层3和底层4由表及里进行混纺得到素毡，然后将素毡在以上制备的浸渍定型液中浸渍8s，浸渍完成后在涂胶机上以92％的压轧率进行压轧去液，然后经过六个烘箱高温定型，六个烘箱的定型温度分别为：220℃、260℃、280℃、270℃、240℃，定型速度为9m/min；将经过浸渍定型的素毡以12m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为200℃；通过高温高压压辊的方式使得孔径为1μm的PTFE膜贴合在经过烧毛轧光的素毡表面作为覆膜层1，压辊压力0.5MPa，压辊转速为9m/min，压辊温度340℃，从而制得垃圾焚烧专用滤料。
实施例2
浸渍定型液的制备：按质量份计，浸渍定型液包含PTFE乳液4份、丙烯酸树脂4份、活性碳颗粒1份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3份和去离子水90.7份。首先将PTFE乳液加入到去离子水中，然后依次加入丙烯酸树脂、活性碳颗粒以及脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌至均匀，获得浸渍定型液。
垃圾焚烧专用滤料的制备：如图1所示，将50％PTFE纤维和50％高硅氧玻纤纤维作为面层2、PTFE基布作为基布层3、50％PTFE纤维和50％高硅氧玻纤纤维作为底层4，将面层2、基布层3和底层4由表及里进行混纺得到素毡，然后将素毡在以上制备的浸渍定型液中浸渍5s，浸渍完成后在涂胶机上以90％的压轧率进行压轧去液，然后经过六个烘箱高温定型，六个烘箱的定型温度分别为：220℃、260℃、280℃、270℃、240℃，定型速度为8m/min；将经过浸渍定型的素毡以10m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为180℃；通过高温高压压辊的方式使得孔径为0.3μm的PTFE膜贴合在经过烧毛轧光的素毡表面作为覆膜层1，压辊压力0.3MPa，压辊转速为8m/min，压辊温度320℃，从而制得垃圾焚烧专用滤料。
实施例3
浸渍定型液的制备：按质量份计，将PTFE乳液8份、丙烯酸树脂2份、活性碳颗粒3份、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯0.1份和去离子水86.9份。首先将PTFE乳液加入到去离子水中，然后依次加入丙烯酸树脂、活性碳颗粒以及聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯，搅拌至均匀，获得浸渍定型液。
垃圾焚烧专用滤料的制备：如图1所示，将66％PTFE纤维和34％高硅氧玻纤纤维作为面层2、PTFE基布作为基布层3、66％PTFE纤维和34％高硅氧玻纤纤维作为底层4，将面层2、基布层3和底层4由表及里进行混纺得到素毡，然后将素毡在以上制备的浸渍定型液中浸渍11s，浸渍完成后在涂胶机上以95％的压轧率进行压轧去液，然后经过六个烘箱高温定型，六个烘箱的定型温度分别为：220℃、260℃、280℃、270℃、240℃，定型速度为11m/min；将经过浸渍定型的素毡以15m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为240℃；通过高温高压压辊的方式使得孔径为2μm的PTFE膜贴合在经过烧毛轧光的素毡表面作为覆膜层1，压辊压力0.6MPa，压辊转速为11m/min，压辊温度350℃，从而制得垃圾焚烧专用滤料。
实施例4：实施例1-3制备的垃圾焚烧专用滤料的性能测试
性能测试方法：
(1)二噁英测试标准：《环境空气和废气二恶英的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HJ 77.2-2008)》，送第三方检测公司进行检测。
(2)过滤效率：过滤性能测试使用AFC-133滤料测试仪采用VDI3926评价可清洁滤料的标准测试方法进行测试；
(3)滤料的机械强力：GB/T 3923.1纺织品织物拉伸性能的标准测试方法进行测试。
性能测试结果：
表1：实施例1-3制备的垃圾焚烧专用滤料的性能测试结果
Figure GDA0001648810480000071
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护。

Claims (5)

1.一种垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其特征在于，所述垃圾焚烧专用滤料包括由表及里依次设置的覆膜层、面层、基布层和底层，所述覆膜层由PTFE膜制成，所述面层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成，所述基布层由PTFE基布制成，所述底层由PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维制成；
包括如下步骤：
将PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维作为面层、PTFE基布作为基布层、PTFE纤维和高硅氧玻纤纤维作为底层，将所述面层、基布层和底层由表及里进行混纺得到素毡；
然后将所述素毡依次经过浸渍定型、压光烧毛、覆PTFE膜作为覆膜层，制得垃圾焚烧专用滤料；
在所述浸渍定型液中，以质量比计，PTFE乳液：丙烯酸树脂：活性碳颗粒：非离子型渗透剂：去离子水＝4～8：2～4：1～3：0.1～0.5：85～92；
所述浸渍定型的步骤为：将所述素毡放入所述浸渍定型液中浸渍5～10s，浸渍完成后在涂胶机上以90％～95％的压轧率进行压轧去液，然后经过六个烘箱高温定型，六个烘箱的定型温度分别为：220℃、260℃、280℃、270℃、240℃，定型速度为8～11m/min；所述烧毛轧光处理的步骤为：将经过浸渍定型的素毡以10～15m/min的速度穿过压光烧毛一体机，压光烧毛一体机的温度为180～240℃；所述覆PTFE膜的步骤为：通过高温高压压辊的方式使得PTFE膜贴合在经过烧毛轧光的素毡表面，压辊压力0.3～0.6MPa，压辊转速为8～11m/min，压辊温度320～350℃。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其特征在于，所述覆膜层中，所述PTFE膜的孔径为0.3～2μm；在所述面层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1；在所述底层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其特征在于，在所述覆膜层中，所述PTFE膜的孔径为0.3～2μm；在所述面层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1；在所述底层中，PTFE纤维与高硅氧玻纤纤维的比例为1～2:1。
4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其特征在于，所述浸渍定型液采用以下方法制备：首先将PTFE乳液加入到去离子水中，然后依次加入丙烯酸树脂、活性碳颗粒以及非离子型渗透剂，搅拌至均匀，获得浸渍定型液。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧专用滤料的制备方法，其特征在于，所述非离子型渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯。
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Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hefei Xinzhan high tech Zone sub branch

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