[發(fā)明專利]一種表層為不燃超細(xì)纖維層的高溫過濾材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010982520.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112090171B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡偉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01D39/16;B32B5/06;B32B27/02;B32B27/12;B32B27/32;B32B27/28;B32B33/00;D04H13/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開了一種表層為不燃超細(xì)纖維層的高溫過濾材料及其制備方法，從迎塵面依次包括不燃超細(xì)纖維層、細(xì)旦纖維層、基布層、粗旦纖維層。本發(fā)明的高溫過濾材料具有三維非對稱梯度互嵌喇叭型結(jié)構(gòu)、迎塵面不燃性、孔隙率高等優(yōu)異特性，可實現(xiàn)高過濾精度、低粉塵排放，防止“火星”燒袋等優(yōu)異特性；該高溫過濾材料制備過程簡單、使用壽命長，易于實現(xiàn)工業(yè)化，適用于工況溫度高、有帶“火星”顆粒、粉塵含量大、過濾精度要求高等復(fù)雜工況煙氣過濾，可完全避免“火星”燒袋的風(fēng)險，安全性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種專用于帶“火星”煙塵治理的過濾材料，尤其涉及一種表層為不燃超細(xì)纖維層的高溫過濾材料及其制備方法，屬新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，國家在煤改電、煤改氣方面下了很大的功夫，投入大量的資金，治理使用散煤和中小燃煤鍋爐，但通過實踐發(fā)現(xiàn)，實施的重點、難點都在農(nóng)村，實踐證明在農(nóng)村“煤改生物質(zhì)”才是真正適合我們中國國情和鄉(xiāng)情的路線。目前，生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)已發(fā)展成非常成熟的產(chǎn)業(yè)，在一些國家已經(jīng)成為占有主導(dǎo)地位的發(fā)電和供熱方式。2019年，我國新增生物質(zhì)發(fā)電裝機4.75GW，累計裝機規(guī)模達到22.54GW。隨著《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017~2021年）》的實施，生物質(zhì)發(fā)電從最初的單純發(fā)電逐步為熱電聯(lián)產(chǎn)模式所替代，也因為燃燒效率高供能可靠性高而成為目前各類生物質(zhì)能應(yīng)用方式中最普遍、最有效和經(jīng)濟最可行的方法。然而，在生物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的煙塵顆粒很細(xì)且經(jīng)常帶有 “火星”，導(dǎo)致生物質(zhì)鍋爐布袋除塵器經(jīng)常發(fā)生“燒袋”現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致煙氣排放超標(biāo)，還給生物質(zhì)電廠造成巨大的換袋成本。

預(yù)氧絲纖維作為一種不燃纖維，有文獻報道已有用于過濾材料，但因預(yù)氧絲纖維纖維細(xì)、易產(chǎn)生靜電，目前僅將預(yù)氧絲纖維與其他纖維混合，添加比例有限，且混合均勻度較差，無法完全發(fā)揮其不燃性能。預(yù)氧絲纖維靜電很大，很難單獨梳理成獨立一層，本發(fā)明的創(chuàng)新在于解決預(yù)氧絲靜電大難題，通過離子風(fēng)機輔助抗靜電劑處理的新工藝，成功將預(yù)氧絲單組分梳理成網(wǎng)，并通過不同纖維纖度大小的合理配置，設(shè)計了三維非對稱梯度互嵌喇叭結(jié)構(gòu)，既解決預(yù)氧絲纖維無法單獨成網(wǎng)的難題，又充分利用了預(yù)氧絲超細(xì)纖維的優(yōu)異過濾特性，通過特殊固結(jié)工藝實現(xiàn)了濾料三維非對稱互嵌融合的喇叭型結(jié)構(gòu)，消除了多層間的界面效應(yīng)，既提高了過濾精度又顯著降低了濾料的運行阻力，完美解決了過濾效率與阻力的矛盾，實現(xiàn)了高效低阻的過濾結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種表層為不燃超細(xì)纖維層的耐高溫超凈過濾材料，以滿足生物質(zhì)鍋爐煙塵治理領(lǐng)域?qū)Ψ馈盎鹦恰睙⒏哌^濾精度等性能可靠過濾材料的需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種表層為不燃超細(xì)纖維層的耐高溫超凈過濾材料，從迎塵面依次包括不燃超細(xì)纖維層、細(xì)旦纖維層、基布層、粗旦纖維層，且層間互嵌融合，孔隙迎塵面向凈氣面由小變大的喇叭型結(jié)構(gòu)。

所述不燃超細(xì)纖維層為預(yù)氧絲超細(xì)纖維層，纖維纖度為0.5dtex~1.1dtex，纖維長度38mm~76mm，纖維層克重為100~200g/m²。所述預(yù)氧絲超細(xì)纖維層由短纖維經(jīng)離子風(fēng)機輔于抗靜電劑進行消靜電處理后開松、梳理成網(wǎng)、預(yù)針刺形成素氈。

所述細(xì)旦纖維規(guī)格為1.67dtex~2.2dtex，纖維長度38mm~76mm；基布層克重為100-140 g/m²，粗旦纖維規(guī)格為3.3dtex~7.8dtex，纖維長度38mm~76mm；此三層的材質(zhì)可以根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計需要選用聚苯硫醚纖維（PPS）、聚酰亞胺纖維（PI或P84）、聚醚酰亞胺纖維（PEI）、玻璃纖維（GF）、芳綸纖維（MX）、芳砜綸（PSA）、聚芳噁二唑（POD）、聚四氟乙烯纖維（PTFE）中的一種或多種纖維混合。

所述表層為不燃超細(xì)纖維層的耐高溫超凈過濾材料的具體制備步驟如下：

（1）控制生產(chǎn)車間濕度大于65%、溫度為20~30℃，優(yōu)選為濕度70%，溫度為25℃，將抗靜電劑均勻地噴灑在預(yù)氧絲纖維上并置于鐵桶內(nèi)放置2小時，對梳理機、鋪網(wǎng)機進行接地充分放電；