专利名称：燃煤锅炉滤料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于燃煤锅炉烟气净化的滤料，尤其涉及一种可适应高硫、高氮、高氧、超高温等各种恶劣烟气工况，实现长寿命的燃煤锅炉滤料及其制备方法。
背景技术：
随着国家对环保要求的日益提高，电袋复合除尘技术在燃煤锅炉烟尘治理领域的应用得到快速、广泛的推广，短短几年时间，已有近400台套电袋复合除尘器投入运行。在2008年以前，由于业内各厂家对燃煤锅炉烟气条件了解不充分，人们普遍选用了性价比优良的PPS (聚苯硫醚)滤料。但工程实践表明，工况条件中，运行温度、化学成分对于PPS纤维破坏影响极大，严重时设备运行时间半年左右就会发生大面积破袋。电袋复合除尘是新兴技术，当个别设备出现了滤袋异常破损案例，引起业内怀疑其除尘机理的合理性，这将大大制约电袋复合除尘技术的发展。因此，了解、掌握烟气成份和运行温度对滤袋寿命的影响，研究适合于各种恶劣工况，在满足滤袋寿命条件下，采用最合适、最经济的耐强滤料品种，提高袋类除尘市场竞争力，具有非常现实的经济和社会意义。中国专利CN101804273A公开一种燃煤电厂电袋结合项目专用复合滤料，该复合滤料包括基布、迎尘面和底层，所述迎尘面设置在基布的上表面；底层设置在基布的下表面；迎尘面由PTFE纤维和PPS纤维混纺制成，其中PTFE纤维的重量比例为30-70% ;基布由100%的PTFE长丝经纬交织而成；底层由PTFE纤维和PPS纤维混纺而成，其中PTFE纤维的重量比例为30-70%。该发明采用针刺和水刺复合的工艺，将纤维缠结，形成素毡，再经过化学溶剂浸溃处理，进一步提高其耐腐蚀、耐化学性能。该发明表面光滑，提高了清灰能力，降低了设备的运行阻力，延长了使用寿命，可以保证在电袋结合项目中使用35000小时，适用于燃煤电厂电袋结合项目中。但是，上述发明存在以下缺点:①根据实验研究及工程实践，电袋复合除尘器中存在臭氧含量极少，不足以影响PPS滤料使用寿命，即此专利主要解决的问题对象不符合实际；②此发明中说明制成的复合滤料纵横向断裂强度都超过1200N/5X20cm,实际由于PTFE纤维的纵横向断裂强度比PPS低，复合后实际的断裂强度一般为700 1000N/5X20cm，即此专利提供数据与实际不符合；③此发明未解决高温恶劣烟气工况下，应选择何种滤料此发明仅说明复合纤维中，PTFE含量在30% 70%可满足性能。但在实际应用中，应充分考虑烟气中SOX含量、酸露点、运行温度的不同，以确定PTFE含量。例如，在高硫(S0X含量高达8000mg/Nm3)、高酸露点、低温工况，应选用PTFE含量大于 80%ο
发明内容
本发明的目的是提供一种能适用于燃煤锅炉各种恶劣工况烟气净化的燃煤锅炉滤料及其制备方法。所述燃煤锅炉滤料设有基布层，在基布层的两面分别设有迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层。
所述基布层可采用100%聚四氟乙烯(PTFE)纤维材料层，基布层的厚度可为0.2
0.4mm,最好为0.3臟,克重可为110 140g/m2。所述迎尘面纤维过滤层可采用聚苯硫醚(PPS)纤维和聚四氟乙烯(PTFE)纤维混纺层，或聚酰亚胺(PI)纤维和聚四氟乙烯(PTFE)纤维混纺层，所述净气面纤维过滤层可采用聚苯硫醚(PPS)纤维和聚四氟乙烯(PTFE)纤维混纺层，或聚酰亚胺(PI)纤维和聚四氟乙烯(PTFE)纤维混纺层。所述PPS纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占PPS纤维和PTFE纤维混纺层的10% 85%。所述PI纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占PI纤维和PTFE纤维混纺层的75% 85%。所述迎尘面纤维过滤层的厚度可为0.6 0.9mm。所述净气面纤维过滤层的厚度可为0.6 0.9mm。所述迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层可采用相同材质的纤维混纺层。所述燃煤锅炉滤料的制备方法如下:选定好不同混纺比例后，对相应的纤维按质量比例进行开松、均匀混合，混合时应充分考虑PTFE纤维的密度较PPS或PI纤维大，分别进行机器混合一人工混合一机器混合。纤维均匀后进行常规工序，即纤维梳理一纤网成型一交叉铺网一牵伸一预针刺一针刺一后处理。所述针刺也可采用水刺替代，采用水刺工艺，滤料纤维纵横向断裂强度可得到一定程度的提升。所述燃煤锅炉滤料克重彡580g/m2，当PTFE含量彡50%时，燃煤锅炉滤料克重彡600g/m2,耐高温耐强滤料克重彡620g/m2。本发明全面考虑各种烟气工况因素，掌握PPS、P1、PTFE不同纤维对不同工况的适应程度及其各自的经济性。通过在滤料纤维层进行不同材料混纺(耐腐蚀的PPS与PTFE混纺纤维、耐高温的PI与PTFE混纺纤维)，基布层采用综合性能最优的PTFE材料，可分别增强其耐腐蚀、耐高温性能，并提高其机械性能。在滤料选择时，需充分掌握烟气工况变化幅度范围，考虑PTFE纤维综合性能最优以及成本最高条件，合理分配不同纤维比例以满足不同工况，做到对症下药，并最大程度降低成本。而在烟气工况条件较好条件下，根据用户需求，合理选择不同混纺比例纤维，可实现更长寿命要求，延长更换周期，减少更换次数。
图1是本发明所述燃煤锅炉滤料的结构组成剖面图。
具体实施例方式如图1所示，所述燃煤锅炉滤料设有基布层2，在基布层2的两面分别设有迎尘面纤维过滤层I和净气面纤维过滤层3。所述基布层2采用100%PTFE材料层，基布层的厚度为0.3mm,克重为110 140g/m2. 所述迎尘面纤维过滤层I采用PPS纤维和PTFE纤维混纺层，或PI纤维和PTFE纤维混纺层，所述净气面纤维过滤层3采用PPS纤维和PTFE纤维混纺层，或PI纤维和PTFE纤维混纺层。所述PPS纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占10% 85%。所述PI纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占75% 85%。所述迎尘面纤维过滤层I的厚度为0.6 0.9mm ;所述净气面纤维过滤层3的厚度为0.6 0.9mm ;所述迎尘面纤维过滤层I和净气面纤维过滤层3可采用相同材质的纤维混纺层。本发明所述基布层2作为燃煤锅炉滤料的结构支撑，基布层由100%PTFE材料组成，迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层所用材料可相同，其材料的选择需根据已知的烟气条件(烟气中SOx含量、长期运行温度、酸露点等)，选定采用(PPS+PTFE)纤维混纺或(PI+PTFE)纤维混纺，并确定两者之间重量比例。例如，当烟气工况为SOx含量 4500mg/Nm3,酸露点 110°C，使用温度彡160°C，可选用(50%PPS+50%PTFE)纤维混纺+PTFE基布，克重600 650g/m2 ;当烟气工况为SOx含量 8000mg/Nm3，酸露点 130°C，使用温度彡160°C，可选用(20%PPS+80%PTFE)纤维混纺+PTFE基布，克重彡650g/m2 ；当烟气工况为SOx含量 2000mg/Nm3，酸露点 90°C，使用温度长期180°C 220°C，可选用(25%PI+75%PTFE)纤维混纺+PTFE基布，克重620 680g/m2。选定好不同混纺比例后，对相应的纤维按重量比例进行开松、均匀混合，混合时应充分考虑PTFE纤维的密度较PPS或PI纤维大，分别进行机器混合一人工混合一机器混合。纤维均匀后进行常规工序，即纤维梳理—纤网成型一交叉铺网一牵伸一预针刺一针刺一后处理。本工序中，针刺工艺也可用水刺工艺替代，采用水刺工艺， 滤料纤维纵横向断裂强度可得到一定程度的提升。
权利要求
1.燃煤锅炉滤料，其特征在于设有基布层，在基布层的两面分别设有迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层。
2.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述基布层采用100%聚四氟乙烯纤维材料层，基布层的厚度可为0.2 0.4mm,最好为0.3mm,克重可为110 140g/m2。
3.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述迎尘面纤维过滤层采用聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维混纺层，或聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维混纺层。
4.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述净气面纤维过滤层采用聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维混纺层，或聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维混纺层。
5.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述PPS纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占PPS纤维和PTFE纤维混纺层的10% 85%。
6.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述PI纤维和PTFE纤维混纺层中的PTFE纤维按质量百分比占PI纤维和PTFE纤维混纺层的75% 85%。
7.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述迎尘面纤维过滤层的厚度为0.6 0.9mm。
8.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述净气面纤维过滤层的厚度为0.6 0.9mm。
9.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料，其特征在于所述迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层采用相同材质的纤维混纺层。
10.如权利要求1所述燃煤锅炉滤料的制备方法，其特征在于步骤如下: 选定好不同混纺比例后，对相应的纤维按质量比例进行开松、均匀混合，混合时应充分考虑PTFE纤维的密度较PPS或PI纤维大，分别进行机器混合一人工混合一机器混合，纤维均匀后进行常规工序，即纤维梳理一纤网成型一交叉铺网一牵伸一预针刺一针刺或水刺一后处理。
全文摘要
燃煤锅炉滤料及其制备方法，涉及一种用于燃煤锅炉烟气净化的滤料。提供一种能适用于燃煤锅炉各种恶劣工况烟气净化的燃煤锅炉滤料及其制备方法。所述燃煤锅炉滤料设有基布层，在基布层的两面分别设有迎尘面纤维过滤层和净气面纤维过滤层。选定好不同混纺比例后，对相应的纤维按质量比例进行开松、均匀混合，混合时应充分考虑PTFE纤维的密度较PPS或PI纤维大，分别进行机器混合—人工混合—机器混合。纤维均匀后进行常规工序，即纤维梳理→纤网成型→交叉铺网→牵伸→预针刺→针刺→后处理。
文档编号B01D39/16GK103170185SQ20131010657
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者修海明, 邓晓东, 吴江华, 林宏 申请人:福建龙净环保股份有限公司