专利名称:高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及过滤材料的技术领域：
，具体地提供一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法。
背景技术：
目前，高温过滤材料中最为常用的为玻璃纤维，将其长丝织成织物或短纤针刺成无纺布，并加工成袋式除尘器使用，玻璃纤维可在260℃温度下长期使用，但玻璃纤维的耐折性较差，在较频繁的反吹条件下，破损较快，从而降低了它的使用寿命。
为此，孙熙、刘光日等人(申请号200510046547.6，复合纤维高温过滤材料制造方法)公开了一种以复合纤维为原料的高温滤料的制造方法，包含有聚四氟乙烯纤维，并以聚四氟乙烯纤维同包括玻璃纤维、聚酰亚胺纤维或者聚苯硫醚纤维等其它耐高温纤维并捻或混纺制成高温滤料。所涉及到的纤维包括长纤维和短纤维。该发明中的高温滤料可以是滤布也可以是针刺毡或者针刺毡用基布。当使用长纤维制造高温滤料时，可采用并捻工艺制成聚四氟乙烯包芯纱或包覆纱织布；而使用短纤维时可混纺成纱线织布或直接梳制成针刺毡。采用混合、喂棉、均棉、梳理、叠网、预针刺、主针刺、修面、热定型、烧毛、压光等工序加工而成。
虞跃平、虞秉等人(申请号200610050581.5，无纺布生产工艺及用该工艺产品制作烟气过滤材料的方法)公开了一种以包含玻璃纤维、金属纤维等在内的耐温强化材料加工而成的无纺布。该制备方法为在容器中加入短纤维的无纺材料和耐温强化材料，加温融化，混合梳理，针刺，冷却，压制成型。
以上两个发明均是将纤维加工成无纺布，作为过滤材料使用。为提高过滤效率和精度，有人采用在支撑材料上复合聚四氟乙烯微孔薄膜的方法。
“空气过滤材料、过滤组件和过滤装置及空气过滤材料的制法”(ZL00128696.X)中公开了聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料构成的空气过滤材料的加工方法。
“聚四氟乙烯支撑复合过滤膜的制造方法和使用的制造装置”(申请号200510023193.3)公开了一种聚四氟乙烯支撑复合过滤膜的制造方法和使用的制造装置，该装置适合聚丙烯筛网、聚酯无纺布、尼龙筛网等熔点低于300℃的支撑材料与聚四氟乙烯的热复合，不适合于玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维或者聚苯硫醚纤维等的支撑材料。
“耐高温聚四氟乙烯覆膜过滤材料”(申请号200510094768.0)中涉及对现有聚四氟乙烯复合膜过滤材料的改进首先用后处理剂对玻璃纤维基布进行浸渍处理，然后与聚四氟乙烯表面膜进行高温热压。发明中成膜剂乳液、含氟硅烷偶联剂与氟聚合物乳液在玻璃纤维基布上形成一层薄膜，此薄膜不但提高防污、憎油、防腐效果，而且它与膨化微孔聚四氟乙烯薄膜在高温热压条件下会发生熔融覆合，从而有效地解决了玻璃纤维这一无机材料与聚四氟乙烯这种有机惰性材料熔融覆合的难题，使二者覆合牢固度大大提高。
以上发明所涉及的材料均用于除尘领域，虽多未描述最终材料的除尘效率，但从材料的组成和结构来看，应该可达到一个较高的除尘水平。但这类材料对诸如二恶英、氮氧化物、硫化物等废气而言，基本无分解效果，原因是材料内部不存在与这些废气发生任何作用的组份。
随着世界各国现代工业化进程的快速发展，大气污染己成为一个日益严重的全球性问题，二恶英、呋喃、氮氧化物、硫化物等废气的排放和控制得到世界各国的重视。申请人申请的发明名称为“用于废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维的制备方法”，申请号为200610154943.5，公开了一种用于废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维的制备方法，该方法是将废气的分解催化剂粉体混和到纤维原料中，并加工出纤维。
申请人:申请的发明名称为“用于聚四氟乙烯薄膜固化和热复合装置”，申请号为200610154944.X，公开了一种玻璃纤维、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚等短纤制成的针刺毡支撑材料与聚四氟乙烯薄膜的热复合装置，该装置完全依赖高温使聚四氟乙烯薄膜处于半熔融状态，进而与针刺毡支撑材料发生热复合。该材料可用于高温除尘袋用覆膜滤料。
因此，申请号为200510046547.6和200610050581.5中的针刺毡制备方法工序较多；专利ZL00128696.X和申请号为200510023193.3中使支撑材料熔融，进而与聚四氟乙烯薄膜粘合；申请号为200510094768.0中则主要采用后处理剂对玻璃纤维基布进行浸渍处理，进而热复合。
发明内容本发明的目的是提供一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，该方法是将废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维、其他耐高温纤维经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺、高温汽蒸等工序加工成耐高温支撑材料；再在高温下与聚四氟乙烯微孔薄膜复合而成。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该方法包括以下步骤a、耐高温支撑材料的制备采用针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤和其他耐高温短纤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺和主针刺工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成耐高温支撑材料；b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜热复合，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
所述步骤a中，其他耐高温短纤包括玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维或聚苯硫醚纤维中的一种或其混合。
所述步骤a中，废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤重量为1份，其他耐高温短纤的重量为0.2～10份。
所述步骤a中，耐高温支撑材料的平方米重量为100～300克/平方米。
所述步骤b中，聚四氟乙烯微孔薄膜采用双向拉伸成型法制备的，微孔孔径为0.3～8微米，厚度5～20微米。
所述步骤b中，热复合温度为330～400℃，压力为4～6公斤/平方厘米，运行速度为3～6米/分钟。
所述a步骤中，“用于废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维的制备方法”，申请号为200610154943.5，废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤采用如下方法制备(1)将膨体聚四氟乙烯树脂和催化剂粉体混和，采用10目筛过筛，过筛3～5次，制备过筛粉体混和物；(2)将润滑剂加入到所述过筛粉体混和物中，置于带有气密塞的容量容器中混合，为促进混合，容器容量的1/3～2/3的空间保持空闲，混合后，气密性地封闭该容器以防止润滑剂挥发；(3)混和之后，摇动该容器30分钟以分散润滑剂，静置，使树脂粉末与液体润滑剂充分混合，然后熟化，形成膨体聚四氟乙烯混和物料；(4)将所述膨体聚四氟乙烯混和物料在1kg/cm2的压力下，压制1分钟，形成圆柱形毛坯，毛坯直径10mm，长25mm，然后再用Shimazu流动实验仪CFT-500柱塞挤出，形成膨体聚四氟乙烯单丝；(5)将所述膨体聚四氟乙烯单丝烘干，以除去润滑剂，然后拉伸，最后热定型，获得用于废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维。
所述b步骤中，“用于聚四氟乙烯薄膜固化和热复合装置”，申请号为200610154944.X，所用热复合设备a.聚四氟乙烯薄膜固化装置在热辊内部的同一圆周上等分装有电加热管，热辊两侧转轴镶嵌于两侧支架内的轴承上，两个导电盘分别安装在两侧转轴上，电加热管一端由导线与导电盘连接，所有电加热管均为并联连接，一端连接电源的正极，另一端连接电源负极，所述热辊与导电盘同步转动，导电盘上设有摩擦导电装置；b.高温除尘袋用覆膜滤料的热复合装置在热辊上方设置一耐高温硅橡胶辊，外径尺寸与热辊完全相同，耐高温硅橡胶辊两侧转轴镶嵌于另一两侧支架内的另一轴承上，热辊另一两侧支架和耐高温硅橡胶辊另一两侧支架分别用同类型的弹簧相连接。
本发明与背景技术相比具有的有益效果是(1)与申请号200510046547.6针刺毡制备方法相比，本发明中耐高温支撑材料加工过程中省略了修面、热定型、烧毛、压光等工序，仅采用105℃温度下汽蒸工序就可使耐高温支撑材料达到较好的结果，制备工序大大简化。
(2)与专利ZL00128696.X和申请号200510023193.3中的使支撑材料熔融，进而与聚四氟乙烯薄膜粘合的热复合方法完全不同，本发明中高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备过程中，是在330～400℃的高温下，使聚四氟乙烯微孔薄膜部分熔融，进而在压力下热复合，采用此工艺可保证加工的过滤材料能在高温烟气环境中长期使用。
(3)与申请号200510094768.0中方法比较，省略了玻璃纤维基布浸渍处理等工序，因此本发明技术具有工序简便，生产成本低等优点，同时不需使用后处理剂浸渍，也避免了因后处理剂对环境带来的污染。
(4)本发明专利材料与以往专利比较，以往专利中的针刺毡、覆膜滤料仅对粉尘进行截留，对于废气无分解效果，本发明专利中制备的材料因使用了废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤，对高温废气和粉尘具有一体化处理的效果。
具体实施方式实施例1a、耐高温支撑材料的制备采用常规的针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤(纤维直径60微米，纤维孔隙率85％，其中的催化剂为BASF公司的O4-85)1公斤，和玻璃短纤0.2公斤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺等工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成平方米重量为100克/平方米的耐高温支撑材料；b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜(购自上海灵氟隆膜技术有限公司，微孔孔径为0.3微米，厚度5微米，)在温度为330℃，压力为4公斤/平方厘米的条件下复合，支撑材料和薄膜的运行速度为3米/分钟，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
通过上述方法得到的高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料对粉尘的去除率高达99.999％，在210℃的温度下对氮氧化物的去除率达97％。
实施例2a、耐高温支撑材料的制备采用常规的针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤(纤维直径130微米，纤维孔隙率72％，其中的催化剂为BASF公司的O4-86)1公斤，和聚四氟乙烯短纤2公斤、聚酰亚胺短纤2公斤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺等工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成平方米重量为200克/平方米的耐高温支撑材料；b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜(购自上海灵氟隆膜技术有限公司，微孔孔径为5微米，厚度10微米)在温度为360℃，压力为5公斤/平方厘米的条件下复合，支撑材料和薄膜的运行速度为5米/分钟，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
通过上述方法得到的高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料对粉尘的去除率高达99.999％，在210℃的温度下对二恶英的去除率达93％，对呋喃的去除率达95％，对氮氧化物的去除率达92％。
实施例3a、耐高温支撑材料的制备采用常规的针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤(纤维直径250微米，纤维孔隙率68％，其中的催化剂为CRI公司生产的钛/钒催化剂)1公斤，和聚苯硫醚短纤10公斤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺等工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成平方米重量为300克/平方米的耐高温支撑材料；
b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜(购自上海灵氟隆膜技术有限公司，微孔孔径为8微米，厚度20微米)在温度为400℃，压力为6公斤/平方厘米的条件下复合，支撑材料和薄膜的运行速度为6米/分钟，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
通过上述方法得到的高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料对粉尘的去除率高达99.99％，在210℃的温度下对二恶英的去除率达94％，对呋喃的去除率达90％，对氮氧化物的去除率达88％。
实施例4a、耐高温支撑材料的制备采用常规的针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤(纤维直径200微米，纤维孔隙率73％，其中的催化剂为BASF公司的O4-86)1公斤，和玻璃纤维4公斤、聚苯硫醚短纤4公斤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺等工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成平方米重量为250克/平方米的耐高温支撑材料；b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜(购自上海灵氟隆膜技术有限公司，微孔孔径为8微米，厚度10微米)在温度为360℃，压力为5公斤/平方厘米的条件下复合，支撑材料和薄膜的运行速度为5米/分钟，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
通过上述方法得到的高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料对粉尘的去除率高达99.99％，在210℃的温度下对二恶英的去除率达90％，对呋喃的去除率达95％，对氮氧化物的去除率达92％。
现在已经详细描述了本发明的实施方案，对本领域技术人员来说很明显可以做很多改进和变化而不会背离本发明的基本精神。所有这些变化和改进都认为是本发明的范围之内，其特征由上述说明书确定。
权利要求
1.一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，该方法包括以下步骤a、耐高温支撑材料的制备采用针刺无纺布加工设备，将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤和其他耐高温短纤经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺和主针刺工序加工成针刺毡，再在105℃温度下汽蒸，加工成耐高温支撑材料；b、覆膜过滤材料的制备将所述耐高温支撑材料与聚四氟乙烯微孔薄膜热复合，加工成高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料。
2.根据权利要求
1所述一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，其特征在于所述步骤a中，其他耐高温短纤包括玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维或聚苯硫醚纤维中的一种或其混合。
3.根据权利要求
1所述一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，其特征在于所述步骤a中，废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤重量为1份，其他耐高温短纤的重量为0.2～10份。
4.根据权利要求
1所述一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，其特征在于所述步骤a中，耐高温支撑材料的平方米重量为100～300克/平方米。
5.根据权利要求
1所述一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，其特征在于所述步骤b中，聚四氟乙烯微孔薄膜采用双向拉伸成型法制备的，微孔孔径为0.3～8微米，厚度5～20微米。
6.根据权利要求
1所述一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法，其特征在于所述步骤b中，热复合温度为330～400℃，压力为4～6公斤/平方厘米，运行速度为3～6米/分钟。
专利摘要
本发明公开了一种高温烟气/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法。该方法是将废气分解的膨体聚四氟乙烯短纤、其他耐高温纤维经过开松、混和、给料、梳理、纤网、叠网、预针刺、主针刺、高温汽蒸等工序加工成耐高温支撑材料；再在高温下与聚四氟乙烯微孔薄膜复合而成。该材料可广泛用于高温尾气的除尘和废气分解。本发明与已有技术相比，具有工艺简单易行、加工成本低、无污染等优点。
文档编号B01D69/12GK1994538SQ200610155052
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月7日
发明者郭玉海, 陈建勇, 冯新星, 张华鹏, 马训明, 阳建军 申请人:浙江理工大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan