[发明专利]一种过滤材料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤材料及其用途。

背景技术

2007年中国环保产业协会袋式除尘委员会颁布了新的袋式除尘器用料及滤袋的国家标准，对煤炭锅炉烟气的排放要求越来越严格，要求更高的捕集效率。

过滤材料应用环境表现为四高一大一低(排放烟气温度高、烟气中SO₂、NO_X、O₂含量高；含尘浓度大；改造工程要求滤料阻力低)由于燃煤锅炉排放的烟气条件比较恶劣，过滤材料寿命面临严峻的考验。

作为构成用于过滤从煤炭锅炉、垃圾焚烧炉或者金属熔炼炉等排出的高温烟气的过滤材料的纤维，耐热性和耐化学药品性优良的间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维(以下简称PPS)、聚苯并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维(以下简称P84)、三聚氰胺基纤维、玻璃纤维、氟素纤维、碳纤维等纤维值得考虑。尤其PPS纤维具有优良的耐水解性，耐酸性和耐碱性，因此在煤炭锅炉除尘用过滤袋中广泛使用。

在公开号CN201101921Y中，过滤面层由迎尘层(聚酰亚胺纤维构成)与第一附着层(常规聚苯硫醚纤维构成)构成，非过滤面层由常规聚苯硫醚构成。过滤面层虽然利用聚酰亚胺纤维特殊的三叶形截面，但非过滤面层使用细度2-4旦尼尔的常规聚苯硫醚纤维，使纤维网中纤维排列紧凑，这样就会造成通气度低、压力损失大，影响过滤材料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通气度高、机械强度高、压损小、使用寿命长的过滤材料及其用途。

本发明的技术解决方案是：

一种过滤材料，由过滤面层、非过滤面层、中间织物增强层三层结构构成，过滤面层是由含有10～90wt％平均直径在10μm以下的耐热性纤维与10～90wt％平均直径在10～20μm耐热性纤维混合组成的纤维网，非过滤面层是由含有平均直径在10～200μm异型截面的耐热性纤维组成的纤维网，中间织物增强层是由耐热性纤维组成。

在上述过滤面层加入平均直径在10μm以下的耐热性纤维(以下简称极细纤维)，是为了通过降低过滤面层孔隙的平均孔径，达到表层过滤的效果，提高过滤材料对粉尘的捕集效率。如果全部使用极细纤维，虽然过滤材料的捕集效率会很好，但其压力损失也会很高。因此在本发明中采用了将极细纤维与平均直径在10～20μm的耐热性纤维(以下简称普通纤维)混合的方法，这样不仅满足了强度的要求，同时还具有很高的捕集效率。

在过滤面层的纤维网中，如果极细纤维的含量超过90wt％，纤维网致密性过大，导致压力损失增大；如果极细纤维的含量低于10wt％，纤维网的致密性降低，从而无法达到增强过滤性能的效果。从能得到更高的粉尘捕集效率来看，过滤面层优选由含有30～70wt％的极细纤维与30～70wt％的普通纤维混合组成的纤维网，更优选由含有40～60wt％的极细纤维与60～40wt％的普通纤维混合组成的纤维网。

另外，要求极细纤维的平均直径在10μm以下，优选平均直径在2～8μm之间。要求普通纤维直径在10～20μm之间，如果其平均直径过大，就会增大孔隙率从而使捕集效率降低，优选12～18μm。

非过滤面层是由含有平均直径在10～200μm的异型截面耐热性纤维组成的纤维网。该非过滤面层主要是起支撑的作用，对过滤除尘起辅助作用，是从降低压力损失的角度和增加过滤材料的耐磨性(主要是与龙骨摩擦)来考虑的。

非过滤面层使用异型截面的耐热纤维时，其不规则的纤维截面使纤维表面积增大，这样就会提高滤料通气度，降低压损，延长循环时间，从而提高使用寿命。如果非过滤面层使用圆型截面纤维的话，纤维网中纤维排列紧凑，就会造成通气度低、压力损失大。

异型截面耐热性纤维直径的计算，在纤维的多边形截面中，将从截面重心至多边形各顶点(内角包括锐角和钝角)的距离的平均值定义为纤维直径。在椭圆纤维的情况下，将长边和短边的平均值定义为纤维直径。

当使用的异型截面的纤维平均直径小于10μm时，造成纤维网致密、通气度低而压力损失过大；当平均直径大于200μm时，纤维网稀松，其机械强度会比较低，优选平均直径为15～100μm。