一种易清灰滤袋的制作方法

本发明涉及环保领域，具体涉及一种易清灰滤袋。

背景技术：

袋式除尘器、静电除尘器及文丘里洗涤器是国际公认的微粒控制三大除尘设备。在不同的工况环境下，三大除尘设备都各有优劣与高下。其中，袋式除尘器是三大除尘设备中应用范围最广、适应性最强、净化效率最高的一种除尘器。

滤袋过滤的气体(如烟气)中所含的尘粒的粒径通常都是微米计，有的甚至小于0.1μm。而一般的机织布或针刺毡制备的滤料中的空隙率可达到几十甚至几百微米。在滤料过滤灰尘时，由于滤料的孔隙大于灰尘的粒径，灰尘容易穿透滤料，由此降低过滤效率。因此，在采用滤料进行过滤时，通常是由于灰尘通过滤料时产生的筛滤、惯性(碰撞)、拦截(钩住)、扩散、静电和重力等效应而进行过滤的，这其中以筛滤效应为主。在采用新的滤料进行过滤时，往往是通过这些效应形成的一次尘(即所谓的尘饼)来过滤不断流过的气体中的灰尘。简而言之，滤料只是一种框架，通过它积聚起一次尘，再用一次尘上的灰尘来过滤含尘气流中的灰尘。因此，滤袋的过滤不是单纯地依靠滤料本身，而是主要依靠滤料表面积聚的尘饼来过滤气流中的灰尘。

因而，在新的滤袋进行过滤的初期，滤袋处于洁净状态，此时滤袋对于颗粒粒径较小的灰尘过滤效率往往较低，随着灰尘的积累，滤袋的各个空隙内会有灰尘架桥形成灰尘层，除尘效率逐渐上升。然而，当灰尘积累到一定程度后，尽管对粒径较小的灰尘的过滤效率较高，但是却由于积灰严重而使得过滤阻力增大，对气体的灰尘过滤造成更大的负面效果。由此，当积灰到一定程度后，需要对滤袋进行清灰。

目前的清灰方式，往往是通过拍打滤袋，使滤袋上的灰尘脱落。然而，新的滤袋在过滤时，需要先积聚一次尘，再在一次尘上堆积需被清除的灰尘(称为二次尘)。因此，滤袋的过滤机理是用灰尘本身来过滤灰尘。为了提高净化效率，就需要将一次尘积聚好。在运行过程中，特别是在清灰时，需要保护好一次尘，一旦一次尘被破坏，净化效率将受到很大的影响。为了保护好一次尘，应在清灰时，只抖落二次尘，滤袋表面的一次尘不宜清理得过分彻底。也即是说，当积灰到一定程度后，需要对滤袋进行清灰，但同时又要尽量避免破坏一次尘。然而，现有技术中对滤袋进行拍打而进行清灰，这种清理方式若控制不好力度，就会使得一次尘受到破坏。因此，清灰时需要降低拍打的力度，但是降低拍打力度又可能会使得二次尘没有得到充分的清理。

因此，如何在保护一次尘的同时，还能够充分清理二次尘，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种易清灰滤袋，在对该滤袋进行清灰时，能够在充分清理二次尘的同时，尽量保护一次尘不被破坏。同时，在清灰时在较小的拍打力度的情况下即可对二次尘进行充分清理。

一种易清灰滤袋，其特征在于，制备该滤袋所使用的滤料包括基布层和纤维网层，所述基布层具有负泊松比，所述纤维网层通过针刺工艺复合在基布层上。

如此设置，纤维网层通过针刺工艺复合在具有负泊松比的基布层上。在针刺复合过程中，纤维网层中的部分纤维会通过针刺作用而穿插于具有负泊松比的基布层中，通过多次针刺作用，纤维网层稳定地复合在基布层上，并且纤维间形成可用于过滤灰尘的空隙。在采用这种滤料进行过滤时，在过滤初期会在滤料上形成一次尘，之后再形成二次尘。当需要对滤袋进行清灰时，拉伸该滤料的基布层，由于基布层具有负泊松比，因此基布层上的空隙会变大。由于针刺纤维网的过程中使得部分纤维网穿插于具有负泊松比的基布层中，因此在拉伸基布层时，会使得纤维网层中的纤维之间的位置发生部分移动，由此使得在纤维网层上沉积的灰尘的位置发生松动，尤其是对于二次尘。而一次尘在纤维上的附着力较大，不易脱落。此时通过轻轻拍打滤袋或施加其他较轻的外力，即可将二次尘进行充分的清理。待清理完毕后，去除对基布层的拉伸力，基布层会由于自身结构以及针刺纤维网中纤维间的作用力，而慢慢恢复原来的结构，使得纤维间的空隙以及基布层上的空隙逐步恢复至较小的状态。在这过程中，即使有少部分一次尘被破坏，由于空隙经过了先变大后恢复的过程，这也能使部分原来附着在一次尘上的二次尘被附着在纤维上而成为一次尘，或者在下次使用时更快地修护破损的一次层。

在滤料中，纤维网层不仅仅起到了过滤的作用，还起到了稳定负泊松比基布结构以及对负泊松比基布在发生拉伸形变后的恢复作用。若基布层上没有复合纤维网层，则仅有基布层的滤料的过滤效果差，同时该基布由于具有负泊松比，在受到过滤气体(如烟气等)的压力时，基布层的空隙会由于受到较大的气体压力的作用而变大，从而进一步降低了基布层的过滤效果。并且，没有通过针刺工艺复合纤维层时，基布层在经过拉伸变形后也不易恢复至原来的形状。因此，需要基布层与纤维网层相互配合协同作用，才能使得过滤效果更好的同时，还易于清灰、保护一次层。

优选的，所述纤维网层设置在基布层的一侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布层的一侧。

优选的，所述纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构。通过位于中间层的具有负泊松比的基布层在受到拉伸作用力时的变形，使得基布层的空隙以及基布层两侧的纤维网层内部纤维之间的空隙均变大，使得二次尘更易清除。

优选的，所述纤维网层中选用的纤维的纤度在0.4旦尼尔以下，所述纤维网层的厚度为0.5～1.7mm之间。如此设置，纤维较细，能够形成更多的空隙以容纳更多的灰尘。将纤维网层的厚度设置在数值范围内，能够在满足灰尘过滤的前提下，实现纤维间空隙大小可调，从而达到易于清灰的目的。若纤维网层的厚度过厚，则由于用作滤料的基布层的空隙本身就不大，在受到拉伸作用力时具有负泊松比的基布层的空隙发生的形变量也不能过大(否则会使得基布层的负泊松比结构不易恢复，或者发生不可逆的形变)，纤维网层中远离基布层一侧的纤维间的间隙变化量较小或不发生变化，使得二次尘不易清理。因此，将纤维网层的厚度设置在0.5～1.7mm左右，是进行综合考虑后得到的比较合适的范围。

优选的，所述滤料的基布层和纤维网层均采用耐高温化学纤维制成，包括但不限于玻璃纤维、pps纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维、聚四氟乙烯纤维。选择这些纤维，能够使滤袋适应烟气过滤时对耐高温性能、抗水解性能等的需要。

优选的，所述纤维网层分别设置基布层的两侧时，作为迎尘面的一侧纤维网层中纤维之间的空隙的平均孔径大于另一侧纤维网层中纤维之间的空隙的平均孔径。如此设置，能够使迎尘面过滤较大粒径的灰尘，另一侧过滤较小粒径的灰尘。这种方式能够提高过滤效率。这可以通过控制两侧纤维网层的针刺密度、纤维细度等方式实现。

优选的，所述基布层选自具有负泊松比的机织物，所述机织物中选择具有负泊松比的纱线作为经纱。在织造具有负泊松比的机织物时，选择具有负泊松比的纱线作为经纱，能够在经纱方向受到拉伸作用力时，更易发生形变。若将负泊松比的纱线作为纬纱，将不具有负泊松比的纱线作为经纱，那么，由于机织物在织造过程中，纬纱弯曲的程度更大，受到的阻力也就更大，则在对纬纱方向进行拉伸作用时，织物不易发生形变。因此，优选具有负泊松比的纱线作为经纱用于制备机织物。

当然，所述基布层也可以选择具有负泊松比的针织物或者三维织物。只要能够使基布层的空隙以及与基布层复合的纤维网层的空隙发生变化且具有负泊松比结构的基布层能够在形变后恢复即可。

一种制备易清灰滤袋的方法，包括如下步骤：

步骤(1)：基布制备：采用织布机制备具有负泊松比的机织物，或采用经编机或电脑横机制备具有负泊松比的针织物；并将该机织物或针织物用作基布；

步骤(2)：铺网：在基布的一侧或两侧铺设多层经过开松梳理后的纤维网；

步骤(3)：对步骤(2)中铺网得到的半成品进行针刺，控制针刺深度和针刺密度，将纤维网复合在基布上，形成纤维网层；

步骤(4)：后处理：对步骤(3)得到的产品进行后处理，所述后处理包括烧毛、轧光、热定型和拒水防油处理中的一种或多种，由此得到具有基布层和纤维网层的滤料；

步骤(5)：制袋：将步骤(5)得到的滤料进行裁剪，缝制，制得滤袋。

优选的，所述步骤(1)中，制备基布时，采用具有负泊松比的纱线。如此，可以通过具有负泊松比结构的纱线和具有负泊松比结构的机织物或针织物结构的双重作用，增强基布的负泊松比效应。

优选的，所述步骤(2)中纤维网中选用的纤维的纤度在0.4旦尼尔以下，所述步骤(4)制得的滤料中纤维网层的厚度为0.5～1.7mm之间。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的提供了一种易清灰滤袋，在对该滤袋进行清灰时，能够在充分清理二次尘的同时，尽量保护一次尘不被破坏。同时，在清灰时在较小的拍打力度的情况下即可对二次尘进行充分清理。本发明的滤袋使用的滤料，通过具有负泊松比的基布层与和其针刺复合的纤维网层的配合，实现了滤料内部空隙的微调。此外，本发明的滤袋还具有制作工艺简单，生产效率高，方便大批量工业化生产等优点。

附图说明

图1为本发明的易清灰滤袋在待清灰时的状态示意图；

图2为本发明的易清灰滤袋在基布层受到拉伸作用力时的状态示意图。

附图标记：1、基布层；2、灰尘。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

一种易清灰滤袋，其特征在于，制备该滤袋所使用的滤料包括基布层1和纤维网层，所述基布层具有负泊松比，所述纤维网层通过针刺工艺复合在基布层上(滤料的结构未图示)。

优选的，所述纤维网层设置在基布层的一侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布层的一侧。

优选的，所述纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构。

优选的，所述纤维网层中选用的纤维的纤度在0.4旦尼尔以下，所述纤维网层的厚度为0.5～1.7mm之间。

优选的，所述滤料的基布层和纤维网层均采用耐高温化学纤维制成，包括但不限于玻璃纤维、pps纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维、聚四氟乙烯纤维。

优选的，所述纤维网层分别设置基布层的两侧时，作为迎尘面的一侧纤维网层中纤维之间的空隙的平均孔径大于另一侧纤维网层中纤维之间的空隙的平均孔径。

优选的，所述基布层选自具有负泊松比的机织物，所述机织物中选择具有负泊松比的纱线作为经纱。在织造具有负泊松比的机织物时，选择具有负泊松比的纱线作为经纱，能够在经纱方向受到拉伸作用力时，更易发生形变。

当然，所述基布层也可以选择具有负泊松比的针织物或者三维织物。只要能够使基布层的空隙以及与基布层复合的纤维网层的空隙发生变化且具有负泊松比结构的基布层能够在形变后恢复即可。

一种制备易清灰滤袋的方法，包括如下步骤：

步骤(1)：基布制备：采用织布机制备具有负泊松比的机织物，或采用经编机或电脑横机制备具有负泊松比的针织物；并将该机织物或针织物用作基布；

步骤(2)：铺网：在基布的一侧或两侧铺设多层经过开松梳理后的纤维网；

步骤(3)：对步骤(2)中铺网得到的半成品进行针刺，控制针刺深度和针刺密度，将纤维网复合在基布上，形成纤维网层；

步骤(4)：后处理：对步骤(3)得到的产品进行后处理，所述后处理包括烧毛、轧光、热定型和拒水防油处理中的一种或多种，由此得到具有基布层和纤维网层的滤料；

步骤(5)：制袋：将步骤(5)得到的滤料进行裁剪，缝制，制得滤袋。

优选的，所述步骤(1)中，制备基布时，采用具有负泊松比的纱线。如此，可以通过具有负泊松比结构的纱线和具有负泊松比结构的机织物或针织物结构的双重作用，增强基布的负泊松比效应。

优选的，所述步骤(2)中纤维网中选用的纤维的纤度在0.4旦尼尔以下，所述步骤(4)制得的滤料中纤维网层的厚度为0.5～1.7mm之间。

如图1所示(图1中的负泊松比结构仅仅是一种内凹六边形的负泊松比结构示意图，但本发明并不局限于这种负泊松比结构，也可以是其他负泊松比结构，如双箭头的负泊松比结构等等)，在滤袋待清灰时，滤料的基布层1的空隙中布满了灰尘2(包括一次尘和二次尘)。由于基布层1具有负泊松比，因此对基布层施加拉伸作用力，使得基布层1发生拉胀作用，基布层1上的空隙之间的间隔变大，使得空隙内的灰尘2易于通过，由此使得清灰变得更容易，也就不再需要施加过大的外力而破坏一次尘。当然，图1和图2主要是为了示意位于基布层上的灰尘在清灰时基布层上空隙的大小变化。实际上，当基布层上的空隙发生变化时，由于基布层与纤维网层通过针刺复合在一起，这就使得纤维网层内部纤维之间的空隙也会变大，使得灰尘更易通过或脱落。当然，由于纤维网层上的纤维与基布层空隙的边缘上均附着有一次尘，而一次尘在纤维上的附着力较强(如当过滤风速为0.28m/min时，一次尘附着力在不同直径时为：直径10μm粉尘在滤袋上的附着力，可以达到粉尘自重的1000倍；直径5μm粉尘在滤袋上的附着力，可以达到粉尘自重的4200倍)，因此，绝大部分一次尘继续附着在纤维上或基布层空隙的边缘上而不会受到较大的破坏。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。