CN111939649A - 一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺 - Google Patents

一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，包括如下步骤：S1：得到海泡石粉；S2：加入海泡石粉进行超声分散处理；S3：得到功能化海泡石粉；S4：得到水曲柳纤维浆料；S5：采用超声波处理10～15min，再进行抽提80～150min，得到水曲柳纤维；S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:5～10的质量比混合均匀，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。采用本发明制造的锅炉空气过滤装置的滤芯耐磨性好，适合于恶劣环境使用，具有净化效率高、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、风阻小、可有效除去空气中的固体粉尘颗粒。

Description

一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺
技术领域
本发明属于过滤技术领域，具体涉及一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺。
背景技术
随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。在重工业领域中，大部分生产制造企业均需要用到高热高压设备，比如锅炉等。锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉的燃烧需要从空气中通入大量氧气进行辅助燃烧，为提高燃烧效率，一般采用网格燃烧器。
网格燃烧器在工作过程中吸收大量的空气，同时网格燃烧器对空气质量的要求较高，如果空气不经过过滤，空气中悬浮的尘埃被吸入网格后，大颗粒杂质附着在网格间，会使锅炉造成严重的不完全燃烧现象。这在我国干燥多沙的工作环境中尤为严重，最终导致网格损坏，锅炉停工。为此，现有技术中一般通过在网格燃烧器的进气前方设置空气过滤装置，使其起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证锅炉中通入足量、清洁的空气。
滤芯是空气过滤装置最主要的部分，然而，通过目前工艺制造的滤芯耐磨性较差，不能很好地在恶劣环境中使用，且净化效率低，耐高温和耐腐蚀性较差，导致其使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，包括如下步骤：
S1：将海泡石加入搅拌器中，再加入盐酸溶液混合搅拌10～20min，经过抽滤和洗涤后放入烘干箱中，在50～60℃条件下烘烤30～50min，得到海泡石粉；
S2：将有机钛酸酯和四氯化锡分散到无水乙醇中后加入超声波分散机中，再加入海泡石粉进行超声分散处理，对产物进行离心沉淀，得到混合物；
S3：将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后加入超声波分散机中，再加入混合物和氧化还原石墨烯进行超声分散处理，将产物离心分离，将分离得到的产物在550～800℃条件下焙烧60～150min，得到功能化海泡石粉；
S4：将水曲柳纤维原料加入到蒸煮锅中，再向蒸煮锅中加入水曲柳纤维原料质量3～7倍的处理液，将蒸煮锅加热至75～80℃，以1000～1500r/min转速搅拌40～80min，对搅拌后的溶液进行过滤，得到水曲柳纤维浆料；
S5：将水曲柳纤维浆料和乙醇溶液按1:14～18的质量比例均匀混合后，加热至35～45℃，以180～220r/min转速搅拌60～100min，然后采用超声波处理10～15min，再进行抽提80～150min，得到水曲柳纤维；
S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:5～10的质量比混合均匀，加入水性树脂乳液再次混合均匀后填充入铝蜂窝板中，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。
优选的，所述S2中的有机钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的一种或任意几种的混合物。
优选的，所述S2中的有机钛酸酯和四氯化锡的质量比为1:0.2～0.5。
优选的，所述S3中的焙烧是在惰性气体氛围中进行。
优选的，所述S3中的处理液包括基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水，所述基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水按重量份计的比例为2:4:1:2:1:3:40～80。
优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
优选的，所述S4中的在对搅拌后的溶液进行过滤前还包括调节温度至30～40℃，保温30～60min。
优选的，所述S5中的乙醇溶液质量分数为60～70％。
优选的，所述S5中的超声波处理的超声波功率为700～800W，频率为35～45kHz。
优选的，所述S6中的水性树脂乳液为固含量在50％～75％的水性丙烯酸树脂乳液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用处理液对水曲柳纤维原料进行处理，能够有效的改善水曲柳纤维原料的性能和组织结构，使其更薄、更细，其单元强度也大大提高，增加了纤维间的接触面积，能够有效提高水曲柳纤维对空气中固体粉尘颗粒的过滤效果，能够在滤芯中承担良好的稳定吸附功能，增强滤芯的过滤效果，提高过滤效果，通过制得的功能化海泡石粉不仅对空气中的污染物具有优异的催化降解能力，还能有效的防止污染物通过静电吸附堵塞铝蜂窝板，实现滤芯结构容易清洗，方便回收利用，使得通过采用本发明制造的锅炉空气过滤装置的滤芯耐磨性好，适合于恶劣环境使用，具有净化效率高、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、风阻小、可有效除去空气中的固体粉尘颗粒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，包括如下步骤：
S1：将海泡石加入搅拌器中，再加入盐酸溶液混合搅拌10min，经过抽滤和洗涤后放入烘干箱中，在50℃条件下烘烤30min，得到海泡石粉；
S2：将有机钛酸酯和四氯化锡按1:0.2的质量比分散到无水乙醇中后加入超声波分散机中，其中有机钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的一种或任意几种的混合物，再加入海泡石粉进行超声分散处理，对产物进行离心沉淀，得到混合物；
S3：将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后加入超声波分散机中，再加入混合物和氧化还原石墨烯进行超声分散处理，将产物离心分离，将分离得到的产物在550℃、惰性气体氛围条件下焙烧60min，得到功能化海泡石粉；
S4：将水曲柳纤维原料加入到蒸煮锅中，再向蒸煮锅中加入水曲柳纤维原料质量3倍的处理液，其中处理液包括基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、钛酸酯偶联剂、丙三醇和去离子水，所述基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水按重量份计的比例为2:4:1:2:1:3:40，将蒸煮锅加热至75℃，以1000r/min转速搅拌40min，调节温度至30℃，保温30min，对搅拌后的溶液进行过滤，得到水曲柳纤维浆料；
S5：将水曲柳纤维浆料和质量分数为60％的乙醇溶液按1:14的质量比例均匀混合后，加热至35℃，以180r/min转速搅拌60min，然后采用超声波处理10min，其中超声波功率为700W，频率为35kHz，再进行抽提80min，得到水曲柳纤维；
S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:5的质量比混合均匀，加入固含量在50％的水性丙烯酸树脂乳液再次混合均匀后填充入铝蜂窝板中，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。
实施例2
一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，包括如下步骤：
S1：将海泡石加入搅拌器中，再加入盐酸溶液混合搅拌15min，经过抽滤和洗涤后放入烘干箱中，在55℃条件下烘烤40min，得到海泡石粉；
S2：将有机钛酸酯和四氯化锡按1:0.4的质量比分散到无水乙醇中后加入超声波分散机中，其中有机钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的一种或任意几种的混合物，再加入海泡石粉进行超声分散处理，对产物进行离心沉淀，得到混合物；
S3：将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后加入超声波分散机中，再加入混合物和氧化还原石墨烯进行超声分散处理，将产物离心分离，将分离得到的产物在680℃、惰性气体氛围条件下焙烧100min，得到功能化海泡石粉；
S4：将水曲柳纤维原料加入到蒸煮锅中，再向蒸煮锅中加入水曲柳纤维原料质量5倍的处理液，其中处理液包括基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、钛酸酯偶联剂、丙三醇和去离子水，所述基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水按重量份计的比例为2:4:1:2:1:3:60，将蒸煮锅加热至78℃，以1300r/min转速搅拌60min，调节温度至35℃，保温45min，对搅拌后的溶液进行过滤，得到水曲柳纤维浆料；
S5：将水曲柳纤维浆料和质量分数为65％的乙醇溶液按1:16的质量比例均匀混合后，加热至40℃，以200r/min转速搅拌80min，然后采用超声波处理12min，其中超声波功率为750W，频率为40kHz，再进行抽提110min，得到水曲柳纤维；
S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:8的质量比混合均匀，加入固含量在65％的水性丙烯酸树脂乳液再次混合均匀后填充入铝蜂窝板中，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。
实施例3
一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，包括如下步骤：
S1：将海泡石加入搅拌器中，再加入盐酸溶液混合搅拌20min，经过抽滤和洗涤后放入烘干箱中，在60℃条件下烘烤50min，得到海泡石粉；
S2：将有机钛酸酯和四氯化锡按1:0.5的质量比分散到无水乙醇中后加入超声波分散机中，其中有机钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的一种或任意几种的混合物，再加入海泡石粉进行超声分散处理，对产物进行离心沉淀，得到混合物；
S3：将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后加入超声波分散机中，再加入混合物和氧化还原石墨烯进行超声分散处理，将产物离心分离，将分离得到的产物在800℃、惰性气体氛围条件下焙烧150min，得到功能化海泡石粉；
S4：将水曲柳纤维原料加入到蒸煮锅中，再向蒸煮锅中加入水曲柳纤维原料质量7倍的处理液，其中处理液包括基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、钛酸酯偶联剂、丙三醇和去离子水，所述基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水按重量份计的比例为2:4:1:2:1:3:80，将蒸煮锅加热至80℃，以1500r/min转速搅拌80min，调节温度至40℃，保温60min，对搅拌后的溶液进行过滤，得到水曲柳纤维浆料；
S5：将水曲柳纤维浆料和质量分数为70％的乙醇溶液按1:18的质量比例均匀混合后，加热至45℃，以220r/min转速搅拌100min，然后采用超声波处理15min，其中超声波功率为800W，频率为45kHz，再进行抽提150min，得到水曲柳纤维；
S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:10的质量比混合均匀，加入固含量在75％的水性丙烯酸树脂乳液再次混合均匀后填充入铝蜂窝板中，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。
综上所述，本发明通过采用处理液对水曲柳纤维原料进行处理，能够有效的改善水曲柳纤维原料的性能和组织结构，使其更薄、更细，其单元强度也大大提高，增加了纤维间的接触面积，能够有效提高水曲柳纤维对空气中固体粉尘颗粒的过滤效果，能够在滤芯中承担良好的稳定吸附功能，增强滤芯的过滤效果，提高过滤效果，通过制得的功能化海泡石粉不仅对空气中的污染物具有优异的催化降解能力，还能有效的防止污染物通过静电吸附堵塞铝蜂窝板，实现滤芯结构容易清洗，方便回收利用，使得通过采用本发明制造的锅炉空气过滤装置的滤芯耐磨性好，适合于恶劣环境使用，具有净化效率高、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、风阻小、可有效除去空气中的固体粉尘颗粒。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将海泡石加入搅拌器中，再加入盐酸溶液混合搅拌10～20min，经过抽滤和洗涤后放入烘干箱中，在50～60℃条件下烘烤30～50min，得到海泡石粉；
S2：将有机钛酸酯和四氯化锡分散到无水乙醇中后加入超声波分散机中，再加入海泡石粉进行超声分散处理，对产物进行离心沉淀，得到混合物；
S3：将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后加入超声波分散机中，再加入混合物和氧化还原石墨烯进行超声分散处理，将产物离心分离，将分离得到的产物在550～800℃条件下焙烧60～150min，得到功能化海泡石粉；
S4：将水曲柳纤维原料加入到蒸煮锅中，再向蒸煮锅中加入水曲柳纤维原料质量3～7倍的处理液，将蒸煮锅加热至75～80℃，以1000～1500r/min转速搅拌40～80min，对搅拌后的溶液进行过滤，得到水曲柳纤维浆料；
S5：将水曲柳纤维浆料和乙醇溶液按1:14～18的质量比例均匀混合后，加热至35～45℃，以180～220r/min转速搅拌60～100min，然后采用超声波处理10～15min，再进行抽提80～150min，得到水曲柳纤维；
S6、将功能化海泡石粉和水曲柳纤维按1:5～10的质量比混合均匀，加入水性树脂乳液再次混合均匀后填充入铝蜂窝板中，将铝蜂窝板烘干，即得到锅炉空气过滤装置的滤芯。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S2中的有机钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的一种或任意几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S2中的有机钛酸酯和四氯化锡的质量比为1:0.2～0.5。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S3中的焙烧是在惰性气体氛围中进行。
5.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S3中的处理液包括基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水，所述基纤维素钠、氢氧化钠、纳米二氧化钛、环氧脂肪酸甲酯、偶联剂、丙三醇和去离子水按重量份计的比例为2:4:1:2:1:3:40～80。
6.根据权利要求5所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
7.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S4中的在对搅拌后的溶液进行过滤前还包括调节温度至30～40℃，保温30～60min。
8.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S5中的乙醇溶液质量分数为60～70％。
9.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S5中的超声波处理的超声波功率为700～800W，频率为35～45kHz。
10.根据权利要求1所述的一种锅炉空气过滤装置的滤芯制造工艺，其特征在于：所述S6中的水性树脂乳液为固含量在50％～75％的水性丙烯酸树脂乳液。
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