专利名称：一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过滤材料，具体地说是一种除尘及二恶英分解一体化过 滤材料。
背景技术：
随着世界各国现代工业化进程的快速发展，大气污染已成为一个日益严重的 全球性问题，世界各国高度重视二恶英的排放。活性炭吸附是目前国内外常见的 处理二恶英方法，虽具有不错的去除效率，然而长时间使用活性炭会达到吸附饱 和。吸附饱和的活性炭多采用填埋方式，这种方式实际上只是将气相二恶英转移 至固相，填埋后极有可能对土壤和地下水源造成二次污染。近年来催化剂氧化分 解技术逐渐受到重视，它在一定的温度下(160 250°C)可将二恶英分解为二氧 化碳、水和微量的盐酸气体(PerLil jelind等，Removal of dioxins and related aroma/tic hydrocarbons from flue gas streams by adsorption and catalytic destruction, Chemosphere 42:615 623(2001))。目前该类催化剂主要是加工成 一定形状(如蜂窝状)使用，存在不易成型、成型件硬、垃圾焚烧厂需要特定的 设备等缺陷，这在一定程度上限制了它的使用。将催化剂粉体植入过滤材料中加
工成滤袋，可以替代现行的除尘滤袋，并具有除尘和二恶英分解双效功能，因此 垃圾焚烧厂不需调整设备和运行参数的情况下就可使用，具有简单易行的特点。 发明专利"高温烟尘/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法"(申请号 200610155052.1)，公开了一种将含有催化剂的聚四氟乙烯纤维和聚四氟乙烯纤 维经过开松、混和、梳理、针刺等环节制备支撑材料，最后热复合聚四氟乙烯微 孔薄膜，加工成除尘及废气分解双效过滤材料。美国Gore公司在专利USP5620669 中，公开了一种催化过滤材料和其加工方法，它所介绍的催化过滤材料为多层结 构，其中迎尘面为聚四氟乙烯微孔膜，同时催化层为50%的合成纤维和50%催化 纤维混合制成。
现有技术中均采用含有催化剂的纤维与其他合成纤维经过开松、混和、梳理 等系列加工过程，其中的含有催化剂的纤维由于强度低，不能承受该过程中强有 力的开松力。经过这样的加工，会造成含有催化剂的纤维的损伤和断裂，导致最 终使用性能的降低。
浙江理工大学申请的发明专利"二恶英和粉尘一体化处理用的聚四氟乙烯微 孔薄膜制备方法"(申请号200710069975. x)，公开了一种将催化剂粉体植入聚四氟乙烯微孔薄膜中的制备方法，将聚四氟乙烯树脂粉末和催化剂废气催化剂粉 体混和，在混和液体润滑剂，经过挤出、压延、纵向拉伸、横向拉伸和热定型等
工艺加工而成。薄膜微孔孔径为0.5 5微米，在200'C对二恶英的去除率高达 95 98%。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料。本 实用新型过滤材料的催化效率高，同时縮减了催化薄膜加工成纤维的工艺，大大 减少了原料的损耗，因此大大降低了材料成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，其特征在于它包括支撑催化层、 基布层和支撑层，基布层的一面置于支撑催化层的一侧、基布层的另一面置于支 撑层上；所述支撑催化层由催化层叠加覆盖在催化支撑层上构成。
本实用新型中，所述支撑层和催化支撑层均由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤 维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和制成；催化层由催 化薄膜制成；基布层由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤 维、芳纶纤维中的一种或两种混和制成。
本实用新型中所述支撑层可由支撑催化层替代，支撑催化层至少为两组，支 撑催化层分别设置在基布层两侧。
上述除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备方法如下-
a、 支撑层或催化支撑层的制备将耐高温纤维通过针刺非织造布加工设备 进行开松、混和、梳理、铺网、针刺，得到支撑层或催化支撑层；
b、 支撑催化层的制备采用申请号200710069975. x中公开的催化薄膜，通 过缝纫机绗缝，将1-5层催化薄膜固定在所述催化支撑层上，并经过针刺加固， 得到支撑催化层；
c、 过滤毡材的制备将所述支撑催化层置于基布层一侧，基布层另一侧为 所述支撑层，或者将2-4层所述支撑催化层置于基布层两侧，通过针刺加固，得 到两侧均为支撑层的过滤毡材；
d、 除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备根据所述支撑层或催化支撑 层所选纤维品种，对所述过滤毡材进行后处理，制备除尘及二恶英分解一体化过 滤材料。支撑层若采用聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、芳纶纤 维中的一种或几种混和，后处理包括热定型，温度160—320'C,时间2—IO分钟；若采用玻璃纤维或其与其他纤维的混和，后处理包括浸渍聚四氟乙烯乳液， 然后焙烘，温度160—260°C，时间10—30分钟。得到的除尘及二恶英分解一体 化过滤材料总克重为900—2100克/平方米。
本实用新型在所述a步骤中，采用的耐高温纤维包括聚四氟乙烯纤维、聚酰 亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和。
在所述c步骤中，基布层用纤维包括聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯 硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或两种混和，经机织加工而成，总克重 为100~300克/平方米。催化薄膜总克重为500 1000克/平方米；支撑层总克重 为300 800克/平方米；
在所述c步骤中，多组支撑催化层在基布层两侧可任意叠放；
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是本实用新型中采用催化薄
膜加工成催化层，而不是采用与其他纤维混纺方式，因此催化薄膜不经过梳理阶 段，对薄膜的损伤只是来自于针刺，而针刺所产生的损伤远低于梳理过程的损伤。 保护了含催化剂原料，大大减少了原料的损耗，提高了过滤材料的催化效率，同 时縮减了催化薄膜加工成纤维的工艺，因此大大降低了材料成本。
图1为实施例1中过滤材料剖面示意图。
图2为实施例2中过滤材料剖面示意图。 图3为实施例3中过滤材料剖面示意图。 附图标记说明
51、催化层52、催化支撑层
5、支撑催化层3、基布层
4、支撑层6、支撑催化层
61、催化层62、催化支撑层
7、支撑催化层71、催化层
72、催化支撑层8、支撑催化层
81、催化层82、催化支撑层
9、支撑催化层91、催化层
92、催化支撑层1、支撑催化层
11、催化层12、催化支撑层
2、支撑催化层21、催化层22、催化支撑层具体实施方式
以下结合附图以及实施例对本实用新型作进一步说明。 实施例1
一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，如图1所示。它包括支撑催化层5、 基布层3和支撑层4，基布层3的一面置于支撑催化层5的一侧、基布层3的另 一面置于支撑层4上；支撑催化层5由催化层51叠加覆盖在催化支撑层52上构 成。
支撑层4和催化支撑层52均由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维混和制成； 催化层51由申请号200710069975. x中公开的催化薄膜制成；基布层3由聚四氟 乙烯纤维和聚酰亚胺纤维混和制成。
上述除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备方法如下
a、 支撑层的制备
将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维混和，通过针刺非织造布加工设备进行开 松、梳理、铺网、针刺，制备克重为150克/平方米的支撑层4和催化支撑层52;
b、 支撑催化层的制备
采用申请号200710069975. x中公开的催化薄膜作为催化层51，通过缝纫机 绗缝，将5层催化薄膜(总克重为1000克/平方米)固定在所述催化支撑层52 上，并经过针刺加固成支撑催化层5;
c、 过滤毡材的制备将所述支撑催化层5置于克重为100克/平方米的聚四 氟乙烯纤维和聚酰亚胺混和制成的基布层.3上，基布层3另一侧为支撑层4，通 过针刺加固，得到过滤毡材；
d、 除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备
将所述过滤毡材在320'C下热定型2分钟，保证高温下的尺寸稳定性，得到 克重为1400克/平方米的除尘及二恶英分解一体化过滤材料。
通过上述方法得到的除尘及二恶英分解一体化过滤材料，在20(TC对二恶英 的去除率99%，对5微米以上颗粒去除效率达99. 9%,运行阻力在1000Pa左右。
实施例2
又一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，如图2所示。支撑层4由支撑催化层替代，它包括两组支撑催化层，分别为支撑催化层1和支撑催化层2。支撑 催化层1和支撑催化层2分别置于基布层3的两侧。支撑催化层1由催化层11 叠加覆盖在催化支撑层12上构成；支撑催化层2由催化层21叠加覆盖在催化支 撑层22上构成。基布层3设置在催化层11与催化层21之间。 上述除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备方法如下
a、 支撑层的制备
将聚四氟乙烯纤维通过针刺非织造布加工设备进行开松、梳理、铺网、针刺， 制备克重分别为400克/平方米的催化支撑层12和催化支撑层22;
b、 支撑催化层的制备采用申请号200710069975. x中公开的催化薄膜，通 过缝纫机绗缝，将2层催化薄膜(总克重为250克/平方米)分别固定在所述催 化支撑层12和催化支撑层22上，并经过针刺加固成支撑催化层1和支撑催化层 2;
c、 过滤毡材的制备
将所述支撑催化层1和支撑催化层2置于克重为300克/平方米的聚四氟乙 烯基布层3上，通过针刺加固，得到过滤毡材；
d、 除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备
将所述过滤毡材在160'C下热定型10分钟，保证高温下的尺寸稳定性，得 到克重为1600克/平方米的除尘及二恶英分解一体化过滤材料。
通过上述方法得到的除尘及二恶英分解一体化过滤材料，在200'C对二恶英 的去除率99%，对5微米以上颗粒去除效率达99.9%，运行阻力在1200Pa左右。
实施例3
又一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，如图3所示。支撑层4由支撑催 化层替代，它包括4组支撑催化层，分别为支撑催化层6、支撑催化层7，支撑 催化层8和支撑催化层9。支撑催化层6和支撑催化层7置于基布层3的一侧； 支撑催化层8和支撑催化层9置于基布层3的另一侧。支撑催化层6由催化层 61叠加覆盖在催化支撑层62上构成、支撑催化层7由催化层71叠加覆盖在催 化支撑层72上构成、支撑催化层8由催化层81叠加覆盖在催化支撑层82上构 成、支撑催化层9由催化层91叠加覆盖在催化支撑层92上构成。基布层3设置 在催化层71与催化层81之间。上述除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备方法如下
a、 支撑层的制备
将玻璃纤维、聚酰亚胺(重量比2: 1)通过针刺非织造布加工设备进行开松、 混和、梳理、铺网、针刺，制备克重分别为200克/平方米的催化支撑层62、催 化支撑层72、催化支撑层82和催化支撑层92;
b、 支撑催化层的制备
采用申请号200710069975. x中公开的催化薄膜，通过缝纫机绗缝，将1 层催化薄膜(克重为250克/平方米)分别固定在所述催化支撑层62、催化支撑 层72、催化支撑层82和催化支撑层92上，并经过针刺加固成支撑催化层6、支 撑催化层7、支撑催化层8和支撑催化层9;
c、 过滤毡材的制备
将所述支撑催化层6、支撑催化层7、支撑催化层8和支撑催化层9分别置 于克重为300克/平方米的玻璃纤维基布层3上，通过针刺加固，得到过滤毡材；
d、 除尘及二恶英分解一体化过滤材料的制备
将所述过滤毡材浸渍聚四氟乙烯乳液，焙烘，温度为260'C、时间10分钟， 得到克重为2100克/平方米的除尘及二恶英分解一体化过滤材料。
通过上述方法得到的除尘及二恶英分解一体化过滤材料，在200'C对二恶英 的去除率99. 8%，对5微米以上颗粒去除效率达99. 9%，运行阻力在1500Pa左右。
权利要求1、一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，其特征在于它包括支撑催化层(5)、基布层(3)和支撑层(4)，基布层(3)的一面置于支撑催化层(5)的一侧、基布层(4)的另一面置于支撑层(4)上；所述支撑催化层(5)由催化层(51)叠加覆盖在催化支撑层(52)上构成。
2、根据权利要求1所述的一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，其特征 在于所述支撑层(4)由支撑催化层(5)替代，支撑催化层(5)至少为两组， 支撑催化层(5)分别设置在基布层(3)两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种除尘及二恶英分解一体化过滤材料，包括支撑催化层、基布层和支撑层，基布层的一面置于支撑催化层的一侧、基布层的另一面置于支撑层上；支撑催化层由催化层叠加覆盖在催化支撑层上构成。本实用新型是将含有二恶英分解催化剂的聚四氟乙烯微孔薄膜、耐高温纤维支撑层、基布层进行叠加，通过针刺、后处理等工艺加工而成。本实用新型工艺简单易行、加工成本低、对纤维损伤小。本实用新型可广泛用于高温尾气的除尘和二恶英分解。
文档编号B01D53/86GK201239579SQ20082003975
公开日2009年5月20日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者于淼涵, 刘建祥, 夏前军, 孙润军, 侃 来, 郭玉海 申请人:南京际华三五二一特种装备有限公司