CN113015570A - 集尘滤布及袋式过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集尘滤布，其具备：基材层，其由平织或斜纹编织的含不锈钢钢丝的无机纤维布构成；下游侧滑流层，其配置于上述基材层的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成；层叠层，其配置于上述下游侧滑流层的上表面，含有有机纤维、或以200～1800g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的无机纤维、或以10～30g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的不锈钢制金属纤维；耐热粘合剂，其分别涂敷于上述基材层的下表面及上述层叠层的上表面；上游侧滑流层，其配置于上述层叠层侧的上述耐热粘合剂的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成，将上述基材层、上述下游侧滑流层、上述层叠层进行编织而一体化。
Description
技术领域
本发明涉及集尘滤布及袋式过滤器。
背景技术
将集尘滤布缝制成筒状的袋式过滤器在覆盖筒状保持器的状态下设置于集尘装置内。从制铁现场等产生的包含粉尘的废气被输送至集尘装置内，从上游侧(外侧)向下游侧(内侧)通过构成袋式过滤器的集尘滤布，并将进行了净化的废气释放至大气中。当将废气中的粉尘利用滤布继续集尘时，滤布引起堵塞，集尘能力降低。为了使集尘滤布的集尘能力再生，例如在一定的周期内从集尘滤布的下游侧(内侧)向上游侧(外侧)吹附压缩空气等，掸落被滤布收集的粉尘。
在制铁现场等、排出包含粉尘的高温气体的现场中使用的袋式过滤器要求耐热性。作为用于处理高温废气的方法，具有：在集尘装置的前段设置冷却设备，在冷却高温废气后，利用由有机纤维构成的常温规格的袋式过滤器处理废气的方法；使用由具有耐热性的金属原材料或陶瓷成型材料构成的袋式过滤器直接处理高温废气的方法。
就前者的方法而言，需要冷却设备，因此，在节能方面是不利的。因此，例如，通过使用由不锈钢等耐热性高的金属原材料构成的袋式过滤器，能够直接进行高温废气的处理。但是，上述袋式过滤器与原有的集尘装置中使用的袋式过滤器的互换性较弱。另外，上述袋式过滤器会导致高压力损失、高价格。而且，上述袋式过滤器由于原材料的加工性、不锈钢的直径产生的问题，会导致相对于粉尘的集尘率降低。因此，要求兼备耐热性、持久性及灵活性，且能够实现低压力损失及高集尘率的集尘滤布及袋式过滤器。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明人等发现，在现有的耐热集尘滤布中，关于耐热性、持久性、灵活性、压力损失及集尘率尚有改善的余地。
因此，本发明的目的在于，提供兼备耐热性、持久性、灵活性，且兼得低压力损失和高集尘率、及高效地掸落收集的粉尘的集尘滤布及袋式过滤器。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的第一方式，提供一种集尘滤布，其具备：基材层，其由平织或斜纹编织的含不锈钢钢丝的无机纤维布构成；下游侧滑流层，其配置于所述基材层的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成；层叠层，其配置于所述下游侧滑流层的上表面，含有有机纤维或以200～1800g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的无机纤维，或以10～30g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的不锈钢制金属纤维；耐热粘合剂，其分别涂敷于所述基材层的下表面及所述层叠层的上表面；上游侧滑流层，其配置于所述层叠层侧的所述耐热粘合剂的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成，将所述基材层、所述下游侧滑流层、所述层叠层进行编织而一体化。
根据本发明的第二方式，提供缝制了第一方式的集尘滤布的袋式过滤器。
发明效果
根据本发明，提供兼备耐热性、持久性、灵活性，且兼得低压力损失和高集尘率的集尘滤布及袋式过滤器。而且，通过粉尘的掸落效果的提高，能够抑制残留于滤布内的粉尘量而防止滤布的堵塞，能够抑制因长期使用引起的滤布的集尘能力的降低、压力损失上升的速度。
附图说明
图1是表示本发明一方式的集尘滤布的一例的剖视图。
图2是构成本发明一方式的集尘滤布的基材层及层叠于其上表面的下游滑流层的外观照片。
图3是表示本发明一方式的袋式过滤器的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在所有的附图中，对同样或发挥类似的功能的构成要素标注相同的参照符号，并省略重复的说明。
图1是表示本发明一方式的集尘滤布的一例的剖视图。
图1所示的集尘滤布1具备：基材层2；在基材层2的上表面配置的下游侧滑流(スリップフロー，slip flow)层5；在下游侧滑流层的上表面配置的层叠层6；分别涂敷于基材层2的下表面及层叠层6的上表面的耐热粘合剂7、7；在层叠层6侧的耐热粘合剂7的上表面配置的上游侧滑流层8，将基材层2、下游侧滑流层6、层叠层7进行编织而一体化。
基材层2是由平织或斜纹编织的含不锈钢钢丝(SUS线)3的无机纤维毛毡4构成的层。
构成基材层2中使用的无机纤维毛毡4的无机纤维的材质例如为玻璃、二氧化硅、陶瓷、碳、或它们的混合物，不包含耐火陶瓷纤维(RCF)。构成无机纤维毛毡4的无机纤维的材质根据现场假定的废气的温度域适当选择。该无机纤维的纤维直径例如为5～13μm。另外，该无机纤维的纤维长度例如为30～100mm。无机纤维毛毡4的单位面积质量例如为100～600g/m2。
在基材层2(无机纤维毛毡4)的上表面(上游侧的表面)层叠有由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成的下游侧滑流层5。硅酸铝纤维是由以20～80质量％的比例含有氧化铝，且余部为二氧化硅构成的纤维。硅酸铝纤维的纤维长度例如为50～150mm，更优选为60～100mm。图2中表示基材层2和层叠于其上表面的下游滑流层5的外观照片。通过将抑制纤维直径的该下游侧滑流层5层叠，能够通过滑移流效应期待滤布内的透气性的提高。在从集尘滤布的下游侧(内侧)向上游侧(外侧)吹附压缩空气等，掸落收集于滤布的粉尘时，抑制残留于滤布内部的粉尘量，预计滤布以滤布中的压力损失的上升速度变缓的量长寿命化。
基材层2中使用的不锈钢钢丝3的种类没有特别限定，但考虑到耐热性及加工性，能够适当选择SUS304、SUS316L等。不锈钢钢丝3的直径例如为50～300μm，优选为50～200μm，更优选为100～180μm。不锈钢钢丝3通过平织或斜纹编织而被织入无机纤维毛毡4。不锈钢钢丝3的单位面积质量例如为10～30g/m2，优选为15～25g/m2，更优选为16～23g/m2。
通过向无机纤维毛毡4织入不锈钢钢丝3，能够提高基材层2的强度。另外，通过将该基材层2设置于集尘滤布1的下游侧，相对于流入的废气提高该滤布整体的强度，预计防止与保持器的摩擦。即，能够提高该滤布整体的持久性。基材层2的单位面积质量例如为500～1500g/m2。基材层2的厚度例如为0.3～2.5mm。
层叠层6为了保持作为集尘滤布的强度且确保充分的透气性，含有有机纤维，或以200～1800g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的无机纤维，或以10～30g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的不锈钢(SUS)制金属纤维。关于有机纤维，特别优选为聚酯。层叠层6经由下游侧滑流层5配置于基材层2的上游侧，例如具有0.7～8.0mm的厚度。
层叠层6中使用的无机纤维的材质例如为玻璃、二氧化硅、陶瓷、碳、石棉、或它们的混合物。该无机纤维的材质根据现场假定的废气的温度域适当选择。层叠层6中使用的无机纤维的纤维直径为2～30μm，优选为4～15μm，更优选为6～12μm。该无机纤维的纤维长度例如为50～150mm。层叠层6以200～1800g/m2、优选以200～500g/m2、更优选以300～450g/m2的单位面积质量含有上述无机纤维。
构成层叠层6中使用的不锈钢制金属纤维的不锈钢钢丝的直径例如为2～30μm，优选为10～20μm。该不锈钢制金属纤维例如具有25～300目、优选为50～250目、更优选为100～200目的网眼。层叠层6以10～30g/m2、优选以15～25g/m2、更优选以16～23g/m2的单位面积质量含有上述不锈钢制金属纤维。
上述基材层2、上述下游侧滑流层5、上述层叠层6在进行编织并将构成各层的纤维彼此缠绕的状态下一体化。编织能够通过公知的针刺法进行。
在将基材层2、下游侧滑流层5及层叠层6通过编织而一体化所得到的层叠体的两面分别涂敷有耐热粘合剂7。耐热粘合剂7的涂敷例如通过喷雾进行。通过向层叠体的两面涂敷耐热粘合剂7，能够防止构成基材层、下游侧滑流层5及层叠层3的纤维脱落。
耐热粘合剂7为任意的无机粘合剂或耐热有机粘合剂。耐热粘合剂7的耐热温度例如为200～800℃，优选为250～700℃，更优选为300～600℃。能够根据作为除去对象的废气的温度域，适当选择具有恰当的耐热温度的粘合剂。无机粘合剂例如为二氧化硅、氧化铝、硅或复合陶瓷粉，优选为二氧化硅、氧化铝或复合体。耐热有机粘合剂例如为硅、氟、酰亚胺或聚亚苯基，优选为氟树脂或聚酰亚胺。涂敷于基材层2、下游侧滑流层5及层叠层6的层叠体的两面的耐热粘合剂7的量如果是集尘滤布的压力损失不过度增大的程度，则没有特别限定，例如每单面为10～120g/m2。
在层叠层6侧的耐热粘合剂7的上表面配置有上游侧滑流层8。上游侧滑流层8由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成，利用耐热粘合剂7固定安装于上述层叠层6侧。硅酸铝纤维是由以20～80质量％的比例含有氧化铝且余部为二氧化硅构成的纤维。硅酸铝纤维的纤维长度例如为50～150mm，更优选为60～100mm。通过将抑制了纤维直径的该上游侧滑流层8层叠，能够通过滑移流效应期待滤布内的透气性的提高。在从集尘滤布的下游侧(内侧)向上游侧(外侧)吹附压缩空气等，掸落收集于滤布的粉尘时，抑制残留于滤布内部的粉尘量，预计滤布以滤布中的压力损失的上升速度变缓的量长寿命化。为了高效地收集微细粒子，微细纤维是有效的，且压力损失也变低。但是，为了强度保持，也需要粗纤维，因此，根据集尘的目的适当选定纤维直径。
上述硅酸铝纤维能够通过例如电场纺丝法或加热喷雾法制备。例如，由硅酸铝纤维构成的下游侧滑流层5通过向基材层2的上表面直接喷雾而进行。由硅酸铝纤维构成的上游侧滑流层8利用耐热粘合剂7固定安装于层叠层6侧。上游侧滑流层8的固定安装例如通过如下方法来进行，即，向层叠层6侧层叠硅酸铝纤维，并从其上喷雾耐热粘合剂(未图示)。
上述的耐热粘合剂与涂敷于层叠体的两面的耐热粘合剂7一样，是任意的无机粘合剂或耐热有机粘合剂。能够根据作为除去对象的废气的温度域，适当选择具有恰当的耐热温度的粘合剂。
上述的集尘滤布具有如下结构，将由平织或斜纹编织的含不锈钢制5的无机纤维毛毡6构成的基材层2、由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成的下游侧滑流层、层叠层3进行了一体化，因此，能够兼备耐热性、持久性、灵活性，且兼得低压力损失和高集尘率。
由该集尘滤布构成的袋式过滤器为将纤维直径及性质不同的多个纤维层层叠的结构，因此，能够兼得耐热性和灵活性，而发挥比将金属原材料形成为网眼状的现有的金属袋式过滤器高的集尘率。另外，由该集尘滤布构成的袋式过滤器兼得耐热性和灵活性，因此，与烧结无机材料的现有的成形型袋式过滤器相比，集尘时的破损的可能性低，持久性优异。
另外，上述集尘滤布具有灵活性，因此，加工性高，袋式过滤器向集尘装置内的保持器安装时及更换时的可操作性高。由此，能够实现作业效率的提高及产品的低价格化。另外，上述集尘滤布具有不逊色于现有的聚酯等非耐热性集尘滤布的灵活性，因此，与非耐热性集尘滤布的互换性高，能够利用原有的设备。
上述集尘滤布的耐热性优异，因此，在产生在非耐热规格的集尘滤布中不能应对的250～700℃的温度域的高温废气的现场，能够不使用冷却设备就进行废气的处理，能够节能。另外，通过排热的二次利用，能够促进节能。
上述硅酸铝纤维随着缩小纤维直径，能够抑制相对于通过集尘滤布的废气的阻力。通过在集尘滤布的表面设置上游侧滑流层8，不增大集尘滤布整体的压力损失，就能够收集PM2.5等微细的粉尘。另外，通过在集尘滤布的表面设置该上游侧滑流层8，能够提高集尘滤布的粉尘的剥离性。即，能够兼得低压力损失和高集尘率。由此，能够抑制集尘装置的送风机的工作能量。
另外，该硅酸铝纤维为具有耐热性的材质，因此，不会由于高温废气而溶解。
因此，上述的集尘滤布能够兼备耐热性、持久性、灵活性，且兼得低压力损失和高集尘率。
该集尘滤布1能够通过例如以下的方法制造。首先，在基材层2的上表面配置下游侧滑流层5，使层叠层3重合，将其通过编织进行一体化。向通过编织而一体化的层叠体的两面涂布耐热粘合剂7。然后，利用耐热粘合剂7将上游侧滑流层8固定安装于层叠层6侧。对上述那样得到的结构体实施压缩加工，使其干燥，能够得到集尘滤布。
上述的集尘滤布1以成形为圆筒状的袋的方式缝制，能够作为设置于对高温废气进行处理的集尘装置内的袋式过滤器使用。
图3中将本发明一方式的袋式过滤器10的一例局部断开地表示。图3所示的袋式过滤器10覆盖筒状的保持器11。
袋式过滤器10中，将无机纤维、耐热有机纤维、金属纤维的丝单独使用或复合使用，缝制集尘滤布1的重合的部分，例如，在集尘滤布1的重合的部分的两侧使用玻璃丝，在中央部使用SUS丝进行缝制。通过采用这种缝制方法，能够提高袋式过滤器10的强度。
就玻璃丝的直径而言，将例如5～50μm，优选为7～20μm，更优选为8～15μm的单一纤维扭绞，并形成0.3～1.0mm的丝。就SUS丝的直径而言，将例如20～70μm、优选为30～60μm、更优选为45～55μm的单一纤维扭绞作为多条的束，形成0.3～1.0mm的丝。
该袋式过滤器8由上述的集尘滤布1构成，因此，能够兼备耐热性、持久性、灵活性，且兼得低压力损失和高集尘率。
实施例
制作从空气流出的二次侧(下游侧)向空气流入的一次侧(下游侧)层叠了下述部件的集尘滤布。
实施例：以基材层、下游侧滑流层、层叠层、上游侧滑流层的顺序层叠的集尘滤布
比较例1：以基材层、层叠层、上游侧滑流层的顺序层叠的集尘滤布
比较例2：以基材层、下游侧滑流层、层叠层的顺序层叠的集尘滤布
比较例3：仅由基材层、层叠层构成的集尘滤布。
对于实施例、比较例1及比较例2及比较例3各自，测定透气度、集尘效率及耐热性、滤布的压力损失上升推移。将它们的测定结果总结于以下的表1中。
【表1】
根据表1可知，实施例的集尘滤布的耐热性优异，且兼得低压力损失和高集尘率。
需要说明的是，本发明不限定于上述实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。另外，各实施方式也可以适当组合并实施，在该情况下可得到组合的效果。另外，上述实施方式中包含各种发明，可通过从公开的多个构成要件选择的组合抽出各种发明。例如，在即使从实施方式中所示的全部构成要件删除一些构成要件，也能够解决课题，得到效果的情况下，删除了该构成要件的结构可作为发明被抽出。
符号说明
1…集尘滤布，2…基材层，3…不锈钢钢丝，4…无机纤维毛毡，5…下游侧滑流层，6…层叠层，7…耐热粘合剂，8…上游侧滑流层，10…袋式过滤器，11…保持器。
Claims (2)
1.一种集尘滤布，其具备：
基材层，其由平织或斜纹编织的含不锈钢钢丝的无机纤维布构成；
下游侧滑流层，其配置于所述基材层的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成；
层叠层，其配置于所述下游侧滑流层的上表面，含有有机纤维，或以200～1800g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的无机纤维，或以10～30g/m2的单位面积质量含有具有2～30μm的纤维直径的不锈钢制金属纤维；
耐热粘合剂，其分别涂敷于所述基材层的下表面及所述层叠层的上表面；
上游侧滑流层，其配置于所述层叠层侧的所述耐热粘合剂的上表面，由具有0.1～10μm的纤维直径的硅酸铝纤维构成，
将所述基材层、所述下游侧滑流层、所述层叠层进行编织而一体化。
2.一种袋式过滤器，将无机纤维、耐热有机纤维、金属纤维单独或复合使用来缝制权利要求1所述的集尘滤布。
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