一种过滤材料及用途制造技术

本发明专利技术公开了一种过滤材料及其用途，过滤材料有三层结构：过滤面层、非过滤面层、中间织物增强层，这三层结构均由耐热性纤维组成，其耐热性纤维强度在１．５ＣＮ／ｄｔｅｘ～７．０ＣＮ／ｄｔｅｘ之间。本发明专利技术提供一种高强低伸，尺寸稳定性优良的过滤材料及用途，能够延长过滤材料的使用寿命，可用于制备过滤袋等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种过滤材料及用途。
技术介绍
中国是一个能源结构以煤炭为主的发展中国家，煤炭占中国能源消费的3/4，以煤 炭为能源的火力发电占总电力生产的80%。因此中国的大气污染就主要是煤烟型污染。针 对于此污染的各类除尘装置也应运而生，在近几十年的使用过程中逐步淘汰了重力沉降、 旋风除尘等除尘效率低下的装置，以及除尘效率不高且会造成二次污染的水膜法等半干法 除尘装置。而形成现在的大机组配湿法除尘、中小机组配电除尘或袋式除尘的方式，但随着 近几年国家提高排放要求，电除尘的除尘效率已无法达到排放要求，因而除尘效率高的袋 式除尘器应用越来越多。 袋式除尘器相对于电除尘器具有除尘效率高，设备结构简单、运行费用低等优点。 但是袋式除尘器在使用过程中也遇到了一些问题，这些问题中出现最多且对除尘器影响最 大的是滤袋失效。众所周知滤袋是袋式除尘器的心脏，滤袋的好坏直接关系到袋式除尘器 的运行。很多失效的滤袋都出现了破损及失去强力一撕就破的状况，这一方面是由于烟 气状况的复杂、烟气的温度高，但更重要的很可能是滤袋本身的强力低下所致。因此针对 此类的状况，国家也推出了规范滤袋市场的最新的国家标准，规定滤袋的径向强力不低于 900N/5cm，讳向强力不低于1200N/5cm。如专利号CN1767882中所述的过滤材料其经向强度 在850N/5cm左右，此过滤材料已经无法满足新国家标准的要求。本专利技术为了配合新国家标 准的推出，提出使用高强力的耐热性纤维做过滤材料，使过滤材料的强力能满足并高于国 家标准所规定的值，开发一种高强低伸且尺寸稳定性优良、使用寿命长的过滤材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高强度、伸度低、尺寸稳定性优良、使用寿命长的过 滤材料及其用途。 本专利技术的过滤材料有三层结构过滤面层、非过滤面层、中间织物增强层，且这三 层结构均由耐热性纤维组成，其强度在1. 5CN/dtex 7. OCN/dtex，优选4. 5CN/dtex 7. OCN/dtex，当纤维强度低于1. 5CN/dtex时，纤维间的抱合力低，粘合点减少，粘合力减 弱，纤维强度的利用程度降低，滤料强度也降低，不利于长期使用。由强度在4. 5CN/dtex 7. OCN/dtex纤维做成的过滤材料能满足最新的国家标准，即过滤材料的引张强度经向在 950N/5cm以上，纬向在1600N/5cm以上，该过滤材料不仅强度大幅度得到提高而且伸度也 有所降低，尺寸稳定性好，延长了使用寿命。这里的纤维强度是根据JIS L 1096标准，通过 单纤维强力测试仪测试从滤料中抽取的50根纤维的强度的平均值。在这里，所谓过滤面层 表示在表面过滤用过滤材料中，包含粉尘的空气最初和过滤材料接触的面。即，表示在过滤 材料表面捕集粉尘而形成粉尘层的面。另外，将其相反侧的面，即去除了粉尘的空气排出的 面定义为非过滤面层。3 本专利技术的过滤材料是用于高温烟气除尘的过滤材料，高温烟气的环境是温度高、 具有化学腐蚀性，同时烟气中的粉尘浓度高等特点，因此过滤材料必须要有一定的强度 来满足高温烟气的环境。另外过滤材料在使用过程中必须克服自身的重力和附载粉尘 的重力，以及清灰时压縮空气对过滤材料的冲击力。因此该过滤材料的引张强度经向在 950N/5cm以上，讳向在1600N/5cm以上，引张伸度经向《35%，讳向《50%。 本专利技术中过滤面层和非过滤面层是由平均直径在5 30 m的耐热性纤维组成的 纤维网，过滤面的耐热性纤维的直径大于30 m时，纤维网的孔隙率增大，滤毡的粉尘捕集 效率会减小而无法达到环保要求；当过滤面耐热性纤维的直径小于5 m时，纤维网致密性 过高而增大了滤毡的压力损失，因此过滤面选用的耐热性纤维直径在5 30 m，优选10 30 m，更进一步优选10 20 m。这里纤维的平均直径是指通过扫描电子显微镜所测量的 50根纤维直径的平均值。 作为过滤材料的孔隙率，优选在40% 90%的范围，孔隙率大于90%的过滤材 料，对粉尘的捕集效率降低，孔隙率小于40%的过滤材料，通气量过低，提高了压力损失，增 加了除尘机风机的能耗。更优选孔隙率为60% 80%。在这里孔隙率的定义是过滤材料 中空隙部分的体积占过滤材料体积的百分比。计算式为孔隙率(％)=(组成过滤材料纤 维的密度(g/cm3)-过滤材料的密度(g/cm3))/组成过滤材料纤维的密度(g/cm3)X100%。 在这里，过滤材料纤维的密度是指组成纤维网纤维的密度(g/cm3)，过滤材料的密度是过滤 材料的克重除以过滤材料的厚度。这里的克重是指单位平方米过滤材料的重量。过滤材料 纤维的密度为1. 34g/cm3 ; 该过滤材料的克重在300 1000g/m2之间。本专利技术的过滤材料作为用于烟气除 尘的过滤材料，必须满足捕集效率的要求，克重太大增加了成本，克重太小起过滤除尘作 用的纤维网太薄，无法满足高捕集效率的作用且无法提供足够的强力，因此克重在300 1000g/m2是合适的，进一步优选的克重是400 800g/m2。这里的克重是指单位平方米过滤 材料的重量。 本专利技术中使用耐热性纤维可以是间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、 聚苯硫醚纤维、聚苯并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、三聚氰胺基纤维、玻璃纤维、氟素纤维中的 一种或多种。从耐热性、耐化学药品性、耐水解性的观点来看，其中优选聚苯硫醚(以下简 称为PPS)纤维是其构成单位的90wt^或90wt%以上含_(C6H4-S)n-表示的亚苯基硫醚结 构单元的聚合物构成的纤维和氟素纤维的纤维。作为氟素纤维更优先选用性能优良的聚四 氟乙烯。从机械强度高方面考虑，最优选PPS纤维。通过使用PPS纤维，能够得到耐热性、 耐化学药品性和耐水解性优良的过滤材料。 过滤面层纤维网表面部分是经过熔融粘着处理的。本专利技术的过滤材料，通过对过 滤材料至少一面的表面进行熔融粘着，能够更进一步提高粉尘剥离性能或粉尘捕集效率。 作为使纤维网表面的一部分熔融粘着的方法，可以采用烧毛处理或光亮加工等方法。特别 是在要求粉尘捕集效率高的情况下，优选使用过滤面实施处理的纤维网，具体地说，在过滤 材料的过滤面一侧进行利用燃烧焰或者红外线加热等烧毛处理，或用热辊加压。通过这样 的处理，使过滤面一侧的纤维网表面至少一部分发生熔融粘着来提高过滤材料对粉尘的捕 集效率。这里的熔融粘着是指纤维的部分通过化学或物理方法变成液态状后混合在一起形 成水膜的状态。4 在本专利技术中，织物增强层起保持机械强度的作用，因此适合使用的织物增强层引张强度经向为850N/5cm以上，讳向为550N/5cm以上，引张伸度经向和讳向都在20 % 50%之间。构成中间织物增强层的纤维可以是间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚苯并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、三聚氰胺基纤维、玻璃纤维、氟素纤维。从耐化学药品性、耐水解性的观点来看，优选使用PPS纤维和氟素纤维。从机械强度高方面考虑，最优选PPS纤维。另外，氟素纤维的机械强度比PPS纤维差，但耐热性和耐化学药品性优良，因此在特别苛刻的环境中使用时，优选使用氟素纤维。为了不影响作为过滤性能的压力损失，基布优选形成稀疏的织造组织。作为一般的构造，有平纹组织、双层组织、三层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤材料，其特征是：该过滤材料有三层结构：过滤面层、非过滤面层、中间织物增强层，这三层结构均由耐热性纤维组成，且耐热性纤维的强度在１．５ＣＮ／ｄｔｅｘ～７．０ＣＮ／ｄｔｅｘ之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士新，席群，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]