DE69929797T2

DE69929797T2 - Staubfilterstoff und filterbeutel

Info

Publication number: DE69929797T2
Application number: DE69929797T
Authority: DE
Inventors: Makoto Otsu-shi NAKAHARA; Koji Osaka-shi KAWAKAMI; Takehiko Mishima-shi MIYOSHI
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: WO2000009790A1; EP1116809A4; US6663684B1; JP2010064075A; EP1116809A1; EP1116809B1; DE69929797D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubabscheidungsfilterstoff und ein Beutelfilter.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Staubabscheidungsfilterstoff und ein Beutelfilter mit guter Hitzebeständigkeit und guter Staubabscheidungseffizienz.
STAND DER TECHNIK
Filter zur Luftreinigung umfassen solche zur Innenreinigung und solche zur Oberflächenreinigung. Filter zur Oberflächenreinigung werden in Staubabscheidern verwendet. Zur Oberflächenfiltration fängt das Filter Staub zuerst auf seiner Oberfläche ein, um darauf eine Staubschicht auszubilden, wonach die darauf liegende Staubschicht beständig Staub einfängt, um ihre Dicke zu erhöhen. Nachdem die Dicke auf einen bestimmten Grad erhöht worden ist, wird die Staubschicht von der Oberfläche des Filters entfernt. Dadurch beginnt das Filter erneut Staub einzufangen, um eine Staubschicht auf seiner Oberfläche auszubilden; der Vorgang wiederholt sich.
Das zur Oberflächenfiltration verwendete Filter besteht aus nicht gewebtem Stoff. Bekannt dafür sind Nadelfilze, deren Oberfläche durch Kalandrieren geglättet werden, sowie Nadelfilze, die mit einem Siliconharz oder einem Fluorharz beschichtet sind, um erhöhte Schlüpfrigkeit zur besseren Entfernung von darauf liegendem Staub aufzuweisen.
Hinsichtlich Beutelfilter aus Polyphenylensulfidfasern wurde in der JP 9057026A ein Filterstoff für Beutelfilter vorgeschlagen, der einen Textilbasisstoff aus Polyphenylensulfidfasern und ein Gewebe aus Polyphenylensulfidfasern umfasst. In der japanischen Patentanmeldung 2.576.599 wurde ein Filterstoff für Beutelfilter vorgeschlagen, der einen Textilbasisstoff aus langen Polyphenylensulfidfasern und ein Gewebe aus Polyphenylensulfidfasern umfasst, wobei seine Oberfläche mit einem porösen Polyphenylensulfidfilm beschichtet ist. In der JP 10165729 wurde ein Filterstoff für Beutelfilter vorgeschlagen, worin die Feinheit der Polyphenlyensulfidfasern für das Gewebe auf höchstens 1,8 d eingestellt ist.
Herkömmliche Filterstoffe erweisen sich jedoch insofern als problematisch, als dass sie lediglich eine geringe Menge Staub einfangen können. Dies hängt damit zusammen, dass das Querschnittsprofil der einzelnen darin verwendeten Fasern kreisförmig und deren Kontaktfläche mit Staub klein ist. Der durch Aufbringen einer Harzschicht auf einem Nadelfilz erhaltene Filterstoff weist eine hohe Staubabscheidungseffizienz auf und Staub kann von dessen Oberfläche leicht entfernt werden. Dies ist jedoch nach wie vor mangelhaft, da der durch die Verwendung entstehende Druckverlust hoch ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines hocheffizienten Staubabscheidungsfilterstoffs für Beutelfiltereinheiten zur Abgasstaubabscheidung sowie die Bereitstellung eines Beutelfilters, das den Filterstoff umfasst.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt einen Staubabscheidungsfilterstoff bereit, der einen Basisstoff und ein Gewebe umfasst, das zumindest auf der Staubabscheidungsoberfläche des Filterstoffs aufgebracht ist, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche teilweise oder vollständig aus Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt mit einer Feinheit von nicht mehr als 5 d besteht.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Beutelfilter bereit, das aus einem Staubabscheidungsfilterstoff besteht, der einen Basisstoff und ein Gewebe umfasst, das zumindest auf der Staubabscheidungsoberfläche des Filterstoffs aufgebracht ist, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche teilweise oder vollständig aus Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt mit einer Feinheit von nicht mehr als 5 d besteht.
Im Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeführt.
Nachstehend werden der erfindungsgemäße Staubabscheidungsfilterstoff und das Beutelfilter detailliert beschrieben.
Zur Erreichung obiger Ziele, d.h. zum Erhalt eines hocheffizienten Staubabscheidungsfilterstoffs und eines daraus bestehenden Beutelfilters, haben die Erfinder umfangreiche Studien durchgeführt. Als Staubabscheidungsstoff wurde ein Gewebe aus Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt getestet, wodurch es gelang, alle bei herkömmlichen Filterstoffen auftretenden Probleme zu lösen.
Die Polyphenylensulfidfasern zur Verwendung in vorliegender Erfindung sind dafür bekannt, gute Hitzebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Hydrolysebeständigkeit aufzuweisen, und zumindest 90% der Grundeinheiten der Fasern bestehen aus einem Polymer mit Phenylensulfidstruktureinheiten -(C₆H₄-S)-. Folglich konnten die Fasern Staubabscheidungsfilterstoffe mit guter Hitzebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Hydrolysebeständigkeit bilden, wobei es jedoch nach wie vor nicht möglich ist, die daraus bestehenden Filterstoffe direkt zu verbessern. Deshalb kommen in der vorliegenden Erfindung Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt zur Anwendung, um das Gewebe für Staubabscheidungsfilterstoffe zu bilden. Ohne dass es zu Druckverlusten kommt, wird die Effizienz des erfindungsgemäßen Staubabscheidungsfilterstoffs wesentlich verbessert.
Das Gewebe aus 100% Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt wird zur Erhöhung der Staubabscheidungseffizienz der Filterstoffe bevorzugt, wobei aus wirtschaftlicher Sicht das Gewebe des erfindungsgemäßen Filterstoffs aus Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt bestehen kann, die mit Fasern mit rundem Querschnitt vermischt oder kombiniert sind. In diesem Fall beträgt der Anteil der Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt hinsichtlich der Staubabscheidungseftizienz des Filterstoffs vorzugsweise zumindest 25 Gew.-%, noch bevorzugter zumindest 50 Gew.-%.
Der hierin angeführte modifizierte Querschnitt für das Profil der Polyphenylensulfidfasern umfasst Y-förmige, V-förmige, U-förmige, L-förmige, dreieckige oder kreuzför mige Sschnittprofile ohne kreisförmige oder ovale Abschnittsprofile. Davon werden Y-förmige Querschnittsfasern bevorzugt, da diese leicht zu kardieren sind.
Die Fasern, aus denen das Gewebe des erfindungsgemäßen Staubabscheidungsfilterstoffs bestehen sollen, weisen vorzugsweise eine Feinheit von höchstens 5 d, noch bevorzugter von höchstens 2 d, auf, da dadurch eine gute Staubabscheidungseffizienz erzielt werden kann. Darüber hinaus besteht zumindest die Oberflächenschicht des Gewebes oder die Oberfläche des Gewebes, die die Oberflächenschicht enthält, aus Fasern, deren Feinheit im definierten Bereich liegt. Die Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 d können eine dichte Filzstruktur bilden, wodurch die Staubabscheidungsfähigkeit des daraus bestehenden Filterstoffs verbessert wird. Noch bevorzugter wird die Feinheit der Fasern, aus denen das Gewebe besteht, in Richtung der Dicke des Gewebes abgestuft. Konkret wird erwünscht, dass die Fasern integriert sind, um ein Gewebe mit Laminatstruktur so auszubilden, dass dessen Feinheit durch Abstufung in Richtung der Dicke des Gewebes abnimmt, um in der oberen Schicht der Laminatstruktur geringer zu sein. Es versteht sich, dass die hierin angeführte Feinheitsabstufung die mittlere Feinheit der vermischten oder kombinierten Fasern, aus denen das Gewebe besteht, kennzeichnet. Für bessere Ergebnisse ist es jedoch noch erstrebenswerter, dass die aufgebrachten Faserschichten des Gewebes jeweils die gleiche Feinheit aufweisen und die Feinheit der Faserschichten wie hierin definiert abgestuft wird.
Für den Haupt- und Basisstoff des erfindungsgemäßen Filterstoffs eignen sich jegliche Fasern. Hinsichtlich ihrer Hitzebeständigkeit werden jedoch fluorhältige Fasern, PPS-Fasern, Polyimidfasern, Glasfasern und dergleichen bevorzugt. Bezüglich ihrer Fähigkeit, sich leicht mit dem Gewebe zu verschlingen, sind PPS-Fasern noch bevorzugter. Der Basisstoff ist ein rauer Textilstoff, dessen Kettendichte im Bereich von 15 bis 40/2,546 cm (Zoll), noch bevorzugter 20 bis 30/2,546 cm (Zoll), liegt und dessen Schussdichte im Bereich von vorzugsweise 10 und 30/2,546 cm (Zoll), noch bevorzugter 15 bis 25/2,546 cm (Zoll), liegt.
Im Filterstoff der vorliegenden Erfindung ist das Gewebe durch Verschlingen der Fasern mit dem Basisstoff verbunden, aus denen die beiden bestehen. Damit diese verschlungen werden, wird zumindest eine aus Stanzen mittels Nadeln und mittels Wasserstrahlen ausgewählte Behandlung angewandt. Hinsichtlich der Festigkeit beim Verschlingen der Fasern wird das Stanzen mittels Nadeln bevorzugt. Je nach Druckverlust durch den Filterstoff und Staubabscheidungsfähigkeiten des Filterstoffs wird das Stanzen mittels Wasserstrahlen bevorzugt. Je nach Anlassfall wird eine Kombination der beiden Behandlungsverfahren, Stanzen mittels Nadeln und Stanzen mittels Wasserstrahlen, bevorzugt, da dadurch gleichmäßige Filterstoffe erhalten werden. Deshalb ist es wünschenswert, dass die Behandlung zur Faserverschlingung hierin geeignet ausgewählt und angewandt wird.
Vorzugsweise wird die Oberfläche des erfindungsgemäßen Staubabscheidungsfilterstoffs zumindest einer aus Sengen und Walzen ausgewählten Behandlung unterzogen. Sollte eine erhöhte Staubabscheidungseffizienz des Filterstoffs erwünscht sein, wird dieser vorzugsweise sowohl einer Seng- als auch einer Walzbehandlung unterzogen. Effektiv wird die Oberfläche des Filterstoffs mit einem Brenner oder einem IR-Heizelement gesengt und anschließend gegen eine Heißwalze gepresst. Nach einer solchen Behandlung wird zumindest ein Teil der Fasern, aus denen die Oberfläche des Filterstoffs besteht, verschmolzen oder verdichtet oder fallweise durch Kombination der beiden Behandlungen kalandriert, wodurch die Staubabscheidungseffizienz des so behandelten Filterstoffs stark verbessert werden kann.
Das erfindungsgemäße Beutelfilter kann hergestellt werden, indem der Staubabscheidungsfilterstoff so vernäht wird, dass die Oberfläche des Filterstoffs die Staubabscheidungsoberfläche des vernähten Beutels bildet. Der dazu verwendete Nähfaden besteht vorzugsweise aus den gleichen Fasern wie der Basisstoff, nämlich aus Polyphenylensulfidfasern mit Chemikalien- und Hitzebeständigkeit.
BEISPIELE
Beispiel 1
Kurze Polyphenylensulfidfasern mit rundem Querschnitt, die eine Feinheit von 2,0 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufwiesen, wurden zu Doppelgarnen mit einer Einzelgarnzahl von 20 s und einer Strangzahl von 2 versponnen. Dies wurde zu ungemusterten Stoffen aus Polyphenylensulfid gewoben. Als nächstes wurden diese Stoffe bei 220°C überfüttert und 45 Sekunden lang thermofixiert, um einen Basisstoff mit einer Kettendichte von 26/2,546 cm (Zoll) und einer Schussdichte von 18/2,546 cm (Zoll) zu ergeben. Polyphenylensulfidfasern mit Y-förmigem Querschnitt und rundem Querschnitt, die eine Feinheit von 2,0 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufwiesen, wurden in einem 30:70-Gewichtsverhältnis eingemischt und zu einem Gewebe ausgebildet, wonach das Gewebe auf die Staubabscheidungsoberfläche des Basisstoffs aufgebracht wurde. Auf der Rückseite des Basisstoffs wurde ein Gewebe mit Polyphenylensulfidfasern mit rundem Querschnitt und einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufgebracht. Dies wurde zur Erhaltung eines Nadelfilzes mittels Nadeln gestanzt. Der Filz wurde mit einem Brenner gesengt und anschließend in einer Heißwalze mit einer Oberflächentemperatur von 200°C gepresst. Der so erhaltene Filterstoff wies ein Metsuke (Einheitsgewicht) von 552 g/m² und eine Dicke von 1,72 mm auf.
Beispiel 2
Auf gleiche Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde hierin ein Filterstoff mit einem Metsuke von 543 g/m² und einer Dicke von 1,77 mm erhalten. Dabei betrug das Gewichtsverhältnis zwischen den Polyphenylensulfidfasern mit Y-förmigem Querschnitt und jenen mit rundem Querschnitt jedoch 90:10.
Beispiel 3
Auf gleiche Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde hierin ein Filterstoff mit einem Metsuke von 548 g/m² und einer Dicke von 1,76 mm erhal ten. Dabei wiesen die Polyphenylensulfidfasern mit Y-förmigem Querschnitt, aus denen das auf der Staubabscheidungsoberfläche des Basisstoffs vorliegende Gewebe besteht, jedoch eine Feinheit von 1,5 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) auf.
Beispiel 4
Auf gleiche Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 wurde hierin ein Filterstoff mit einem Metsuke von 548 g/m² und einer Dicke von 1,76 mm erhalten. Dabei wiesen die Polyphenylensulfidfasern mit Y-förmigem Querschnitt, aus denen das auf der Staubabscheidungsoberfläche des Basisstoffs vorliegende Gewebe besteht, jedoch eine Feinheit von 4,0 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) auf.
Vergleichsbeispiel 1
Polyphenylensulfidfilamente mit rundem Querschnitt und einer Feinheit von 4 d sowie einer Filamentzahl von 100 wurden zu ungemusterten Stoffen aus Polyphenylensulfid gewoben. Als nächstes wurden diese Stoffe unter Überfütterung bei 220°C 45 Sekunden lang thermofixiert, um einen Basisstoff mit einer Kettendichte von 2/2,546 cm (Zoll) und einer Schussdichte von 26/2,546 cm (Zoll) zu ergeben. Polyphenylensulfidfasern mit rundem Querschnitt und einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) wurden zu einem Gewebe ausgebildet und das Gewebe auf beiden Oberflächen des Basisstoffs aufgebracht. Dies wurde zur Erhaltung eines Nadelfilzes mittels Nadeln gestanzt. Der Filz wurde mit einem Brenner gesengt und anschließend in einer Heißwalze mit einer Oberflächentemperatur von 200°C gepresst. Der so erhaltene Filterstoff wies ein Metsuke von 568 g/m² und eine Dicke von 1,71 mm auf.
Vergleichsbeispiel 2
Auf gleiche Weise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 wurde hierin ein Filterstoff mit einem Metsuke von 551 g/m² und einer Dicke von 1,75 mm erhalten. Dabei wiesen die Polyphenylensulfidfasern mit Y-förmigem Querschnitt, aus denen das auf der Staubabscheidungsoberfläche des Basisstoffs vorliegende Gewebe besteht, jedoch eine Feinheit von 6,0 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) auf.
Vergleichsbeispiel 3
Kurze Polyethylenterephthalatfasern mit rundem Querschnitt, die eine Feinheit von 2,0 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufwiesen, wurden zu Doppelgarnen mit einer Einzelgarnzahl von 20 s und einer Strangzahl von 2 versponnen. Dies wurde zu ungemusterten Stoffen aus Polyethylenterephthalat gewoben. Als nächstes wurden diese Stoffe bei 220°C überfüttert und 45 Sekunden lang thermofixiert, um einen Basisstoff mit einer Kettendichte von 26/2,546 cm (Zoll) und einer Schussdichte von 18/2,546 cm (Zoll) zu ergeben. Fasern mit Y-förmigem Querschnitt und rundem Querschnitt aus Polyethylenterephthalat, die eine Feinheit von 1,5 d, eine Faserlänge von 51 mm und eine Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufwiesen, sowie Polyethylenterephthalatfasern mit rundem Querschnitt und einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) wurden in einem 90:10-Gewichtsverhältnis eingemischt und zu einem Gewebe ausgebildet, wonach das Gewebe auf die Staubabscheidungsoberfläche des Basisstoffs aufgebracht wurde. Auf der Rückseite des Basisstoffs wurde ein Gewebe mit Polyethylenterephthalatfasern mit rundem Querschnitt und einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) aufgebracht. Dies wurde zur Erhaltung eines Nadelfilzes mittels Nadeln gestanzt. Der Filz wurde mit einem Brenner gesengt und anschließend in einer Heißwalze mit einer Oberflächentemperatur von 200°C gepresst. Der so erhaltene Filterstoff wies ein Metsuke von 561 g/m² und eine Dicke von 1,71 mm auf.
Die Staubabscheidungsfähigkeiten der in Beispiel 1 und 2 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Laminate wurde gemäß dem nachstehend erläuterten Verfahren gemessen. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 angeführt.
Staubabscheidungsfähigkeit
Es wurde die in JIS-Z-8901 festgesetzte Staubgruppe 10 verwendet. Durch jedes der Laminate wurde staubhältige Luft gefiltriert, bis sich der dadurch entstehende Druckverlust um 20 mmAq erhöht hatte. Die in der Luft gemessene Staubkonzentration betrug 12 g/m³, und die Filtrationsluftdurchflussrate betrug 1,5 m/min. Aus der Staubmenge in der Luft, die an den Filterstoff (A) angelegt wurde, und der den Filterstoff (B) passierten Staubmenge wurde die Staubabscheidungsfähigkeit des Filterstoffs gemäß nachstehend angeführter Gleichung erhalten. Staubabscheidungsfähigkeit (%) = A/(A + B)worin,

A: für die Staubmenge in der Luft steht, die auf den Filterstoff aufgebracht wurde, und
B: für die Staubmenge steht, die den Filterstoff passiert hatte.

Tabelle 1
In der Tabelle steht

2,0 d-Y: für Fasern mit Y-förmigem Querschnitt und 2,0 Denier
2,0 d-rund: für Fasern mit rundem Querschnitt und 2,0 Denier

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist die Staubabscheidungsfähigkeit der Filterstoffe der Beispiele 1 und 2 höher als jene des Filterstoffs des Vergleichsbeispiels 1.
Die Staubabscheidungsfilterstoffe von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurden unabhängig voneinander genäht, um Beutelfilter zu bilden, deren Nähfaden hergestellt wurde, indem die kurzen Polyphenylensulfidfasern von Beispiel 1 mit einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) zu Doppelgarnen mit einer Einzelgarnzahl von 20 s und einer Strangzahl von 2 versponnen wurden. Die Beutelfilter wiesen einen Durchmesser von 20 cm und eine Länge von 4 m auf. An einem Abgasstaubabscheider angebracht, wurde jedes der Beutelfilter auf Folgendes getestet:
Konzentration des Staubverlusts
Es wurde die in JIS-Z-8901 festgesetzte Staubgruppe 10 verwendet. Durch jedes der Beutelfilter wurde staubhältige Luft gefiltert, bis sich der dadurch entstehende Druckverlust um 20 mmAq erhöht hatte. Die in der Luft gemessene Staubkonzentration betrug 12 g/m³, und die Filtrationsluftdurchflussrate betrug 1,5 m/min. Aus der Gesamtstaubmenge, die das Beutelfilter (A) passierte, und der Gesamtluftmenge, die das Filter (B) passierte, wurde die Konzentration des Staubverlusts durch das Beutelfilter gemäß nachstehend angeführter Gleichung erhalten. Konzentration des Staubverlusts (mg/m3) = A/Bworin,

A: für die Gesamtstaubmenge steht, die das Beutelfilter passierte, und
B: für die Gesamtluftmenge steht, die das Beutelfilter passierte.

Die Konzentration des Staubverlusts durch jedes der Beutelfilter war wie folgt:
Beutelfilter des Stoffs aus Beispiel 1: 1,29 mg/m³
Beutelfilter des Stoffs aus Vergleichsbeispiel 1: 4,62 mg/m³.
Wie oben hervorgeht, beträgt die Konzentration des Staubverlusts durch das Beutelfilter des Staubabscheidungsfilterstoffs aus Vergleichsbeispiel 1 etwa 3,5 mal mehr als jene des Filterstoffs aus Beispiel 1.
Zudem wurden die Staubabscheidungsfilterstoffe der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 unabhängig voneinander genäht, um Beutelfilter zu bilden, deren Nähfaden hergestellt wurde, indem die kurzen Polyphenylensulfidfasern aus Beispiel 1 mit einer Feinheit von 2,0 d, einer Faserlänge von 51 mm und einer Kräuselungszahl von 14/2,546 cm (Zoll) zu Doppelgarnen mit einer Einzelgarnzahl von 20 s und einer Strangzahl von 2 versponnen wurden. Die Beutelfilter wiesen einen Durchmesser von 20 cm und eine Länge von 4 m auf. An einem Abgasstaubabscheider angebracht, wurden diese für Testzwecke 1.000 Stunden lang kontinuierlich laufen gelassen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angeführt.
Konzentration des Staubverlusts
Nachdem der Staubabscheider 1.000 Stunden lang laufen gelassen wurde, wurde die Konzentration des Staubverlusts durch das Beutelfilter aus der Gesamtstaubmenge, die das Beutelfilter (A) passiert hatte und der Gesamtabgasmenge, die das Filter passiert hatte (B) gemäß nachstehender Gleichung erhalten. Konzentration des Staubverlusts (mg/m3) = A/Bworin,

A: für die Gesamtstaubmenge steht, die das Beutelfilter passiert (mg), und
B: für die Gesamtabgasmenge steht, die das Beutelfilter passiert (m³).

Druckverlust nach der Staubentfernung
Nachdem der Staubabscheider 1.000 Stunden laufen gelassen wurde, wurde der an das Beutelfilter haftende Staub durch Anlegen eines Drucks von 3 kg/cm² entfernt und anschließend der Druckverlust durch das Beutelfilter gemessen. Ein Luftzug wurde durch das Beutelfilter mit einer Durchflussrate von 1,5 m/min passieren gelassen und der Druckunterschied zwischen dem Druck nach dem Beutelfilter und Atmosphärendruck mit einem Manometer (Yamamoto Electric) gemessen, wodurch sich der Druckverlust ergab.
Beibehaltung der Festigkeit
Nachdem der Staubabscheider 1.000 Stunden laufen gelassen wurde, wurde die Beibehaltung der Festigkeit des Beutelfilters aus der Reißfestigkeit des Beutelfilters nach dem Lauftest (A) und der Reißfestigkeit des frischen Beutelfilters vor dem Lauftest (B) erhalten. Zur Messung der Reißfestigkeit des Beutelfilters wurde ein Tensi-Ion-Zugfestigkeitstester verwendet. Die getestete Stoffprobe wies eine Breite von 50 mm auf, Die Distanz zwischen den Festhaltevorrichtungen betrug 100 mm, und die Spannungsrate betrug 100 mm/min. Beibehaltung der Festigkeit (%) = A/Bworin,

A: für die Reißfestigkeit der Beutelfilter-Stoffprobe nach 1.000-stündigem Lauftest (kp/5 cm) steht, und
B: für die Reißfestigkeit der Stoffprobe des frischen Beutelfilters vor 1.000-stündigem Lauftest (kp/5 cm) steht.

Laufbedingungen des Abgasstaubabscheiders

Staubkonzentration: 8 mg/m³
Filtrationsluftdurchflussrate: 1,1 m/min
Abgastemperatur: 160°C
Abgassauerstoffkonzentration: 8,9 Vol.-%
Abgas-H₂O-Konzentration: 39,0 Vol.-%
Abgas-SOx-Konzentration: 72 ppm
Abgas-NOx-Konzentration: 126 ppm
Abgas-HCl-Konzentration: 168 ppm

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ist die Staubverlustkonzentration durch die Beutelfilter der Stoffe der Beispiele 1 bis 4 gering, und der dadurch entstehende Druckverlust nach der Staubentfernung ist ebenfalls gering. Zudem war die Beibehaltung der Festigkeit der Beutelfilter nach 1.000-stündigem Lauftest hoch.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Beim erfindungsgemäßen Filterstoff kommt es nicht zum Problem des Druckverlusts, wodurch die Staubabscheidungseffizienz des erfindungsgemäßen Filterstoffs hoch ist. Das aus dem Staubabscheidungsfilterstoff der vorliegenden Erfindung gefertigte Beutelfilter ermöglicht einen Staubabscheider mit verbesserter Staubabscheidungseffizienz.

Claims

Staubabscheidungsfilterstoff, umfassend einen Basisstoff und ein Gewebe, das zumindest auf der Staubabscheidungsoberfläche des Filterstoffs aufgebracht ist, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche teilweise oder vollständig aus Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt mit einer Feinheit von nicht mehr als 5 d besteht.
Staubabscheidungsfilterstoff nach Anspruch 1, worin die Oberflächenschicht des Gewebes auf der Staubabscheidungsoberfläche Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt umfasst.
Staubabscheidungsfilterstoff nach Anspruch 1 oder 2, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche zumindest 25 Gew.-% Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt umfasst, die mit anderen Fasern vermischt oder kombiniert sind.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche zumindest 25 Gew.-% Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt umfasst, die mit Fasern mit rundem Querschnitt vermischt oder kombiniert sind.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Gewebe auf der Staubabscheidungsoberfläche zumindest 50 Gew.-% Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt umfasst, die mit anderen Fasern vermischt oder kombiniert sind.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Fasern aus Polyphenylensulfid mit modifiziertem Querschnitt ein Y-förmiges Querschnittsprofil aufweisen.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Polyphenylensulfidfasern mit modifiziertem Querschnitt eine Feinheit von höchstens 2 d aufweisen.
Staubabscheidungsfifterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin zumindest die Oberflächenschicht des Gewebes auf der Staubabscheidungsoberfläche aus einem Faserlaminat mit einer Feinheitsabstufung besteht, die in die Richtung der Dicke des Gewebes abnimmt, um in der oberen Schicht des Laminats geringer zu sein.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der Basisstoff Fasern umfasst, die aus fluorhältigen Fasern, PPS-Fasern, Polyimidfasern und Glasfasern ausgewählt sind.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der Basisstoff ein Gewebe umfasst.
Staubabscheidungsfilterstoff nach Anspruch 10, worin der Basisstoff eine Kettendichte im Bereich von 6 bis 16/cm (15 bis 40/Zoll) und eine Schussdichte im Bereich von 4 bis 12/cm (10 bis 30/Zoll) aufweist.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin auch auf der Rückseite des Basisstoffs ein Gewebe aufgebracht ist.
Staubabscheidungsfilterstoff nach Anspruch 12, worin die Gewebe auf beiden Seiten Fasern aus Polyphenylensulfid mit madifiziertem Querschnitt umfassen.
Staubabscheidungsfilterstaff nach Anspruch 12, worin das auf der Rückseite des Basisstoffs aufgebrachte Gewebe Polyethylensulfidfasern mit rundem Querschnitt umfasst.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin die Oberfläche eines Gewebes zumindest einer aus Sengen und Walzen ausgewählten Behandlung unterzogen wird.
Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin ein Gewebe mit dem Basisstoff verbunden ist, indem die Fasern, aus denen die beiden bestehen, verschlungen werden.
Beutelfilter aus einem Staubabscheidungsfilterstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Beutelfilter nach Anspruch 17, worin die Oberfläche des Staubabscheidungsfilterstoffs die Staubabscheidungsoberfläche des Beutelfilters darstellt.
Beutelfilter nach Anspruch 17 oder 18, der mit einem Nähfaden aus Polyphenylensulfidfasern vernäht ist.