一种表层为不燃超细纤维层的高温过滤材料及其制备方法转让专利
申请号 : CN202010982520.2
文献号 : CN112090171B
文献日 : 2021-12-21
发明人 : 蔡伟龙
申请人 : 福州大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种表层为不燃超细纤维层的高温过滤材料的制备方法,其特征在于:所述高温过滤材料从迎尘面依次包括不燃超细纤维层、细旦纤维层、基布层、粗旦纤维层;
所述不燃超细纤维层为预氧丝超细纤维层,纤维纤度为0.5dtex 1.1dtex,纤维长度
2 ~
38mm 76mm,纤维层克重为100 200g/m ;所述细旦纤维规格为1.67dtex 2.2dtex,纤维长度~ ~ ~
2
38mm 76mm;基布层克重为100‑140 g/m ,粗旦纤维规格为3.3dtex 7.8dtex,纤维长度38mm~ ~
76mm;此三层的材质根据产品设计需要选用包括但不限于聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、~
聚醚酰亚胺纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、芳砜纶、聚芳噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维中的一种或多种纤维混合;
所述表层为不燃超细纤维层的高温过滤材料的制备方法,包括以下步骤:(1)控制生产车间湿度大于65%、温度为20 30℃,将抗静电剂均匀地喷洒在预氧丝纤维~
上并置于铁桶内放置2小时,对梳理机、铺网机进行接地充分放电;
(2)将静置后的预氧丝纤维在离子风机作用下进行开松后喂入梳理机梳理后进入铺网2
机,形成毛网,控制单层毛网重量120±20g/m;
2
(3)将单层毛网送入针刺机进行针刺固结形成素毡1备用,针刺密度为220 260针/cm ,~
针刺深度为7 10mm,纤网牵伸比例控制在5 15%;
~ ~
(4)采用双梳双铺针刺生产线制备上层纤度为1.67dtex 2.2dtex dtex的细旦纤维层、~
中间基布层、下层纤度为3.3dtex 7.8dtex的粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针刺形成~
素毡2备用;
(5)将素毡1作为上层、素毡2作为下层,一并喂入第一道针刺机进行复合形成复合素毡,将复合素毡连续喂入高压水刺生产线或四针板针刺生产线,按设计成品克重高低选择2
针刺工艺或高压水刺固结工艺,克重低于550g/m的产品选择高压水刺固结工艺进行正反两面喷刺,其中位于基布层上面的第一、第二层固结采用高压高密工艺,即经采用孔径为
0.011mm双排水针板,进行至少3道喷刺,水刺压力320 380bar,确保第一、第二层与基布层~
互嵌融合;第四层固结采用孔径为0.012mm单排水针板,进行至少2道喷刺,水刺压力为280~
350bar,确保第四层与基布层互嵌融合;最后1道采用孔径0.01mm双排水针板,水刺压力为
200bar进行对第一层的修面处理后,最终形成所述的高温过滤材料;将克重大于等于550 2
g/m 的产品选择高频多针板复刺工艺进行反复固结,即上下各2块针板的四针板针刺机进行固结,第一、第二层与基布层固结由上2块针板进行,刺针为32‑42号螺旋针,确保三层纤维互嵌融合;第四层与基布层固结由下2块针板进行,采用工作部位为等边三角形的32‑38号刺针,确保第四层与基布层互嵌融合;固结后选三角锥型的36号针采用高密浅刺工艺进行第一层的修面处理后形成所述高温过滤材料。
说明书 :
一种表层为不燃超细纤维层的高温过滤材料及其制备方法
技术领域
背景技术
在农村“煤改生物质”才是真正适合我们中国国情和乡情的路线。目前,生物质热电联产已
发展成非常成熟的产业,在一些国家已经成为占有主导地位的发电和供热方式。2019年,我
国新增生物质发电装机4.75GW,累计装机规模达到22.54GW。随着《北方地区冬季清洁取暖
规划(2017 2021年)》的实施,生物质发电从最初的单纯发电逐步为热电联产模式所替代,
~
也因为燃烧效率高供能可靠性高而成为目前各类生物质能应用方式中最普遍、最有效和经
济最可行的方法。然而,在生物质燃烧后产生的烟尘颗粒很细且经常带有 “火星”,导致生
物质锅炉布袋除尘器经常发生“烧袋”现象,不仅导致烟气排放超标,还给生物质电厂造成
巨大的换袋成本。
较差,无法完全发挥其不燃性能。预氧丝纤维静电很大,很难单独梳理成独立一层,本发明
的创新在于解决预氧丝静电大难题,通过离子风机辅助抗静电剂处理的新工艺,成功将预
氧丝单组分梳理成网,并通过不同纤维纤度大小的合理配置,设计了三维非对称梯度互嵌
喇叭结构,既解决预氧丝纤维无法单独成网的难题,又充分利用了预氧丝超细纤维的优异
过滤特性,通过特殊固结工艺实现了滤料三维非对称互嵌融合的喇叭型结构,消除了多层
间的界面效应,既提高了过滤精度又显著降低了滤料的运行阻力,完美解决了过滤效率与
阻力的矛盾,实现了高效低阻的过滤结构。
发明内容
滤材料的需求。
合,孔隙迎尘面向净气面由小变大的喇叭型结构。
2
度38mm 76mm,纤维层克重为100 200g/m。所述预氧丝超细纤维层由短纤维经离子风机辅
~ ~
于抗静电剂进行消静电处理后开松、梳理成网、预针刺形成素毡。
2
140 g/m ,粗旦纤维规格为3.3dtex 7.8dtex,纤维长度38mm 76mm;此三层的材质可以根据
~ ~
产品设计需要选用聚苯硫醚纤维(PPS)、聚酰亚胺纤维(PI或P84)、聚醚酰亚胺纤维(PEI)、
玻璃纤维(GF)、芳纶纤维(MX)、芳砜纶(PSA)、聚芳噁二唑(POD)、聚四氟乙烯纤维(PTFE)中
的一种或多种纤维混合。
抗静电剂均匀地喷洒在预氧丝纤维上并置于铁桶内放置2小时,对梳理机、铺网机进行接地
充分放电;
机,形成毛网,控制单层毛网重量120±20g/m;
2
cm,针刺深度为7 10mm,纤网牵伸比例控制在5 15%;
~ ~
维层、中间基布层、下层纤度为3.3dtex 7.8dtex的粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针
~
刺形成素毡2备用;
2
择针刺工艺或高压水刺固结工艺,克重低于550g/m的产品选择高压水刺固结工艺进行正
反两面喷刺,其中位于基布层上面的第一、第二层固结采用高压高密工艺,即经采用孔径为
0.011mm双排水针板,进行至少3道喷刺,水刺压力320 380bar,确保第一、第二层与基布层
~
互嵌融合;第四层固结采用孔径为0.012mm单排水针板,进行至少2道喷刺,水刺压力为280
~
350bar,确保第四层与基布层互嵌融合;最后1道采用孔径0.01mm双排水针板,水刺压力为
200bar进行对第一层的修面处理后,最终形成所述的高温过滤材料;将克重大于等于550
2
g/m 的产品选择高频多针板复刺工艺进行反复固结,即上下各2块针板的四针板针刺机进
行固结,第一、第二层与基布层固结由上2块针板进行,刺针为32‑42号螺旋针,确保三层纤
维互嵌融合;第四层与基布层固结由下2块针板进行,采用工作部位为等边三角形的32‑38
号刺针,确保第四层与基布层互嵌融合;固结后进行第一层的修面处理后形成所述高温过
滤材料。两种工艺制成的过滤材料需经热定型、烧毛处理等后处理。
性,可实现防“烧袋”、表层过滤效果好,易清灰、使用寿命长等优点。本发明的高温过滤材料
制备技术与现有技术对比,采用双梳双铺(指两套并联的梳理机+铺网机)工艺替代单梳单
铺,大幅提升生产效率的同时,易于实现多层纤维的梯度结构(不同纤维层纤维的细度不
同),过程简单、产品多样化,易于实现工业化,适用于生物质锅炉尾气“带火星”烟尘、工况
温度高、粉尘含量大、过滤精度要求高等复杂工况烟气过滤,解决了长期困扰生物质锅炉
“烧袋”难题,实现了布袋除尘器长期安全稳定运行。
附图说明
具体实施方式
面依次包括预氧丝纤度为1.1dtex克重为120 g/m的超细纤维层、PPS纤度为2.2dtex克重
2 2
为115 g/m 的的细旦纤维层、克重为120g/m的PTFE基布层、PPS纤度为3.3dtex克重为180
2
g/m的粗旦纤维层。
机、铺网机等设备进行接地放电;
机,形成毛网,控制单层毛网重量120g/m;
g/m细旦纤维层、中间克重为120 g/m的PTFE基布层、下层为PPS纤维纤度为3.3dtex,单层
2
毛网克重为180 g/m的粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针刺形成素毡2备用;
于基布上面的第一、第二层固结采用高压高密工艺,即经采用孔径为0.011mm双排水针板,
进行3道喷刺,水刺压力分别为320、350、380bar,确保第一、第二层纤维与基布层互嵌融合;
第四层固结采用孔径为0.012mm单排水针板,进行2道喷刺,水刺压力分别为320、340bar,确
保第四层与基布层互嵌融合;最后1道采用孔径0.01mm双排水针板,水刺压力为200bar进行
对第一层纤维层的修面处理后,最终形成本发明过滤材料;制成的过滤材料需经热定型、烧
毛处理等后处理。
度为1.1dtex克重为140 g/m的超细纤维层、PPS纤度为2.2dtex克重为150 g/m的细旦纤维
2 2
层、克重为130g/m的PTFE基布层、PPS纤度为3.3dtex克重为180 g/m的粗旦纤维层。
机、铺网机等设备进行接地放电;
机,形成毛网,控制单层毛网重量140g/m;
细旦纤维层、克重为130g/m的中间PTFE基布层、下层为PPS纤维纤度为3.3dtex、克重为180
2
g/m的粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针刺形成素毡2备用;
上下各2块针板的四针板针刺机进行固结,第一、第二层与基布层固结由上2块针板进行,刺
2
针为38号螺旋针,针刺密度为800针/cm ,针刺深度为12mm;确保三层纤维互嵌融合;第四层
与基布层固结由下2块针板进行,采用工作部位为等边三角形的35号刺针,针刺密度为800
2
针/cm ,针刺深度为10mm,确保第四层与基布层互嵌融合;固结后优选三角锥型的36号针采
2
用高密浅刺工艺进行第一层的修面处理后,高密浅刺工艺为针刺密度为200针/cm ,针刺深
度为5mm,形成本发明过滤材料,制成的过滤材料需经热定型、烧毛处理等后处理。
2 2 2
120 g/m、PPS纤度为2.2dtex克重为115 g/m的细旦纤维层、克重为120g/m的PTFE基布层、
2
PPS纤度为3.3dtex克重为180 g/m的粗旦纤维层。
松后喂入梳理机梳理再进入铺网机,形成毛网,控制单层毛网重量120g/m;
旦纤维层、克重为130g/m的中间PTFE基布层、下层纤维纤度为3.3dtex、克重为180 g/m的
PPS粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针刺形成素毡2备用;
道采用孔径0.01mm单排水针板,水刺压力为180bar进行对第一层纤维层的修面处理后,最
终形对比样1;制成的过滤材料需经热定型、烧毛处理等后处理。
2 2 2
140 g/m、PPS纤度为2.2dtex克重为150 g/m的细旦纤维层、克重为130g/m的PTFE基布层、
2
PPS纤度为3.3dtex克重为180 g/m的粗旦纤维层。
松后喂入梳理机梳理再进入铺网机,形成毛网,控制单层毛网重量140g/m;
细旦纤维层、克重为130g/m的中间PTFE基布层、下层为PPS纤维纤度为3.3dtex、克重为180
2
g/m的粗旦纤维层,通过常规的梳理、铺网、针刺形成素毡2备用;
2 2
36号等边三角形针,正面针刺密度为700针/cm ,针刺深度为8mm;反面针刺密度为700针/cm
深度为6mm,固结后形成对比样2,制成的对比样需经热定型、烧毛处理等后处理。
况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。