本发明属于工业粉尘过滤材料领域，具体涉及一种混配微孔密实结构的滤料及其生产方法和用途。
背景技术：
：近年来，袋式除尘由于其优越的除尘效果，使其在工业废气粉尘治理领域的应用越来越广泛。随着社会对环境保护要求的不断提高，作为袋式除尘器核心配件的滤料，其研发设计和制造工艺也不断地得到创新与进步。从国内袋式除尘器在水泥行业这几年的应用情况看，主要的滤料种类为玻纤加覆膜、芳纶(nomex)、p84滤料等。高品质滤料主要为国外进口，不仅供货量紧张、价格也非常高，制约了我国环保产业的健康发展。工业废气一般存在温度高、粉尘浓度高，粉尘酸碱化学成分复杂、处理风量大等特点，同时为了降低废气净化治理成本，所用滤料除要求具有较高的过滤效果外，还要求滤料必须具有耐高温、耐腐烛性能好，以及过滤阻力低、过滤风速大、滤料纤维强度高等特点。目前对于袋式除尘器中的滤料，主要采用玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维(芳纶)、聚酰亚胺纤维p84等纤维制成的过滤材料，不同程度的存在着滤袋强度低、过滤阻力大、过滤效果差、抗腐蚀性能低等问题。比如在实际应用中，国内玻纤覆膜材料在玻纤性能，膜的厚度均匀程度、强度和孔隙率等方面都与国外产品存在较大差距，国内化纤毡料在纤维细度、强度、耐腐蚀性和耐温等诸多方面难以满足日益恶劣的废气工况要求；国外玻纤覆膜材料虽然过滤效果很好，但由于玻纤材料本身无法解决的脆性和膜材料不耐磨、易破以及价格较高等问题，大大限制了在工业粉尘治理领域的应用。国外的聚酰亚胺纤维p84虽然在性能上具有较大优势，但存在滤料细度单一，制造工艺、结构设计等方面不够灵活，限制了其性能的更好发挥，同样存在价格高的问题，限制了在国内企业中的推广应用。技术实现要素：为了克服现有的滤料性能不全面、成本偏高的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种混配微孔密实结构的滤料，该滤料具有耐高温(长期使用温度＜240℃、瞬时温度280℃)、除尘效果好(高达99.998％，水泥窑尾废气颗粒排放浓度＜5mg/nm3)、运行阻力低(＜1000pa)、使用寿命长、价格低等特点。本发明的另一目的在于提供上述滤料的生产方法。本发明的再一目的在于提供上述滤料的用途。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种滤料，是三层复合体结构，由迎尘面层、背尘面层和聚四氟乙烯基布(以下简称ptfe基布)构成；ptfe基布居中，其两面分别是迎尘面层和背尘面层；所述的迎尘面层是由超细聚酰亚胺纤维(以下简称pi纤维)和/或中细pi纤维组成的纤维网，其中超细pi纤维占迎尘面层质量的50-100％；迎尘面层中超细pi纤维是主要成分，它能形成致密的表层，一方面提高滤料的过滤精度，另一方面，避免粉尘过于深入滤料内部，造成空隙的堵塞，从而造成滤料阻力的上升；所述的背尘面层是由超细pi纤维和/或中细pi纤维组成的纤维网，其中超细pi纤维占背尘面层质量的0-50％；背尘面层中抱合及单丝强度较高的中细pi纤维是主要成分，这能提升滤料的整体强度，而其形成的较为粗大的孔径结构，又为烟气预留了足够的通道，进一步降低滤料阻力；所述的超细pi纤维是0.89-1.0旦的pi纤维，优选1.0旦的pi纤维；所述的中细pi纤维是1.5-1.68旦的pi纤维，优选1.5旦的pi纤维；本发明将超细pi纤维和中细pi纤维相互组合交错，形成小纤维填充大纤维孔径的紧密堆积状态，有效地增加纤维网的面层密度，减少孔隙率和孔洞直径；且迎尘面层和背尘面层均采用双细混配微孔密实纤维网，一方面提高滤料的过滤精度，另一方面，避免粉尘过于深入滤料内部，造成空隙的堵塞，从而造成滤料阻力的上升。所述的迎尘面层和背尘面层，克重为200-230g/m2，厚度为0.6-0.8mm；所述的滤料，克重为565-575g/m2；优选地，所述的ptfe基布，克重为120-140g/m2，厚度为0.4-0.6mm。上述滤料的生产方法包括以下步骤：(1)制作迎尘面层和背尘面层以及叠网：将pi纤维原料经过开松、混合、梳理后分别形成迎尘面层和背尘面层，将迎尘面层和背尘面层通过叠网的方式覆盖于ptfe基布上；(2)预针刺和水刺：步骤(1)得到的叠网基布先做预针刺，而后迎尘面层做压力340-380bar、速度10-30m/min的重磅水刺，背尘面层做压力180-200bar、速度5-25m/min的普通水刺，形成克重为540-550g/m2的半成品滤料；国际上大部分水刺设备都是200bar以下的压力，其产品的克重只能在300g/m2以下，主要用于卫材及人革基布。本发明选用了水针压力可以达到380bar的水刺设备，可用于生产500-700g/m2的滤料产品，为滤料品质的进一步提升提供了条件。水刺工艺中，存在二次加固的现象，即一次正面勾连，二次反面加固致密。根据这一特点，迎尘面层水刺压力采用更高的水压340-380bar，底层(即背尘面层)采用较低的普通水压，使滤料的缠结效果呈现逐层增密的效果，一方面使表面的形成致密层，另一方面使底层拥有很好的支撑效果和透气效果。通过这样的改进，滤料的性能无论从过滤精度还是阻力方面都可以超越p84纤维。(3)热定型及后续处理：将半成品滤料在260-280℃下烘烤30-45s；再经过烧毛、热轧光处理，将所得滤料在ptfe覆膜液中浸泡4-5min；最后，在滤料表面涂覆硅胶，对缝纫针孔做封闭处理，得到成品滤料；本发明采用接触式烘燥技术，热定型温度控制在260-280℃，远高于普通热定型温度(100-230℃)，能有效消除加工过程中残余的应力，获得稳定的尺寸和平整的表面；所述的烧毛，滤料以8-10m/min的速度在火口上方通过，滤料与火口的距离为25-35mm，烧毛温度800-900℃；聚酰亚胺滤料水刺后表面上留有少量的纤毛，会影响滤料的清灰，因此通过火焰烧毛处理，以改善滤料的表面结构。所述的热轧光，温度230℃、压力3mpa、时间3min；对于袋式除尘器滤料，滤料的阻力和清灰性能是其主要指标。针对研制的聚酰亚胺滤料，采取深度热轧技术，使其表面极其光滑、平整，而且厚度、透气性均匀，更增加了滤料表面的密实性，强化了高密面层的效果，使粉尘不易浸入滤料内部，提高了清灰性能，降低了袋除尘器的工作阻力，提高了滤袋寿命。所述的ptfe覆膜液由25％的ptfe乳液、5％的合成硅成膜剂(即有机硅改性丙烯酸酯)和水配制而成；所述的百分比是质量百分比。本发明使用的ptfe覆膜液，充分利用ptfe膜的孔径细小、孔隙率高、防腐蚀的特性，实现高效除去微细粉尘，提高清灰效率，滤料获得了更强的防腐和耐热能力。本发明采用的硅胶是耐高温、耐腐蚀的硅胶，用其对缝纫针孔做涂覆处理可以防止粉尘穿透，进一步提高过滤效率。本发明的滤料可以用在袋式除尘器中，尤其是应用在水泥窑尾袋式除尘器中。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本发明的滤料具有高的过滤性能，除尘效率高达99.998％，满足水泥窑尾废气排放浓度≤5mg/nm3的要求，(远低于国家标准30mg/nm3要求)，达到国际先进水平。2、本发明的滤料具有高的透气性，较低的运行阻力，应用于水泥窑尾袋式除尘器中系统运行阻力＜1000pa。3、本发明的滤料具有高的结构强度，经向断裂强力达800n/5cm，纬向断裂强度＞1200n/5cm，在长期工作状态保持材料自身形态不变或断裂。4、本发明的滤料具有高的使用环境承受能力，在实验室280℃处理30min后，滤料热收缩＜0.2％，远远小于p84的2.3％，在高温环境下具有较好的强度、耐劳性，同时能够耐受大多数有机溶剂的作用，如酸、碱、酮、醇等。5、本发明滤料使用的pi纤维，与高强高模聚乙烯、聚苯硫醚等高性能纤维相比，具有更广的耐温性；与芳纶相比，耐热等级更高，阻燃更好，耐候性更佳。6、本发明的滤料易于制造加工和安装使用，造价较低。附图说明图1是本发明滤料的结构示意图；其中，1-迎尘面层，2-ptfe基布，3-背尘面层。具体实施方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例一种混配微孔密实结构的滤料，其结构如图1所示，是三层复合体结构，由迎尘面层1、背尘面层3和ptfe基布2构成；ptfe基布2居中，其两面分别是迎尘面层1和背尘面层3。迎尘面层和背尘面层都是由pi纤维组成，其具体的材料组成如表1所示：表1：实施例中迎尘面层和背尘面层的材料组成方案迎尘面层背尘面层a50％1.0旦+50％1.5旦50％1.0旦+50％1.5旦b75％1.0旦+25％1.5旦25％1.0旦+75％1.5旦c75％1.0旦+25％1.5旦50％1.0旦+50％1.5旦d50％1.0旦+50％1.5旦25％1.0旦+75％1.5旦e100％1.0旦50％1.0旦+50％1.5旦f100％1.0旦25％1.0旦+75％1.5旦g50％1.0旦+50％1.5旦100％1.5旦h75％1.0旦+25％1.5旦100％1.5旦对比例一种滤料，其结构同实施例，迎尘面层和背尘面层亦是由pi纤维组成，但pi纤维的具体参数不同于实施例，其迎尘面层部分采用了直径更细的0.8旦的pi纤维，背尘面层部分采用了直径更粗的2旦和2.2旦的pi纤维，具体的材料组成如表2所示：表2：对比例中迎尘面层和背尘面层的材料组成将实施例和对比例中的不同滤料做成袋式除尘器，应用于水泥窑尾废气的净化除尘上，得到的相关性能参数如表3所示：其中，断裂强力按gb/t3923.1-2013纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定；初始/残余阻力、粉尘剥离效率和除尘效率按《gb/t6719-2009袋式除尘器技术要求》中的方法测定；表3：滤料的性能参数水泥窑尾含尘浓度一般为80-100g/nm3，要达到窑尾烟气排放浓度5mg/nm3以下的目标，要求滤料除尘效率≥99.995％，考虑到滤料在使用过程中因高温氧化、酸碱气体侵蚀和使用老化等问题，要求滤料除尘效率存在一定的富余值。由表3可以看到，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m除尘效率均≥99.995％，考虑富余系数，方案a、b、c、d、e、f、g、h(实施例的方案)较i、j、k、l、m更具有优势。且方案i、j、k、l、m因使用0.8旦的pi纤维，该纤维存在细度较细，强力不足等问题，经向断裂强力＜800n/5cm，纬向断裂强力＜1200(n/5cm)，难以适应大型袋收尘大风量、高风速的要求。同时由于采用旦数更低的纤维梳理成网，导致滤料孔隙过小，孔隙率低，进而导致残余阻力(160-180pa之间)远大于方案a、b、c、d、e、f、g、h，最终导致滤料在长期使用过程中阻力增加，进而导致电耗增加。方案n、o、p、q、r、s、t、u、v、w的除尘效率均小于99.995，不能满足水泥窑尾粉尘排放浓度＜5mg/nm3的要求。因此可以看出，本发明的滤料性能均衡，其结构强度、运行阻力、除尘效率都能满足水泥窑尾废气的净化除尘要求。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12