CN104492163B - 一种工业废气过滤材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业废气过滤材料及其制造方法，该过滤材料包括：最底层的基层，基层往上依次设立有网状过滤层、超细纤维层和薄膜层B，所述基层采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织，所述网状过滤层采用天然纤维机织或者针织而成，所述超细纤维层经非织造工艺或机织工艺制作而成，且其孔径大小从下往上依次递减，所述薄膜层B采用泡泡纺丝工艺或涂层加工工艺加工制成，且薄膜层B的孔径小于超细纤维层的最小孔径。通过上述方式，本发明能够全面地去除工业废气中的有害物质，将废气中的有害物质降低到最低程度，不仅保护了自然环境，还使得废气中的热量能够更充分地被利用，节约了资源。

Description

一种工业废气过滤材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及工业废气过滤领域，特别是涉及一种工业废气过滤材料及其制造方法。

背景技术

冶金、机械、化工、电力等行业的各种工业炉窑所排放出来的废气不仅温度高，而且还有大量的粉尘和有害气体，是造成环境污染的主要因素之一。高温条件下，由于废气粘滞力有较大变化，温度大幅下降，细微粒凝聚现象大为降低，所以对微粒的分离有较大难度。而布袋式除尘器不能承受废气的高温，湿式除尘器不能充分利用废气中的热能，造成资源的浪费，静电除尘器又存在一次投资高，占地面积大和绝缘等方面的问题。

目前，我国高温工业含尘废气的处理方法大多是通过水冷凝，将温度降低到200摄氏度左右，再用布袋除尘器除尘，这不仅增加了冷凝设备的投资和除尘费用，也使得大量的热量损失，不利于资源的再次利用。

世界上大部分国家(尤其是我国)的主要能源依然是煤炭，而煤炭的燃烧是高温含尘废气的最主要来源，随着经济的发展与环保的需要，新的高温废气除尘技术是急需开发的重要课题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种工业废气过滤材料及其制造方法，能够全面地去除工业废气中的有害物质，将废气中的有害物质降低到最低程度，不仅保护了自然环境，还使得废气中的热量能够更充分地被利用，节约了资源。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种工业废气过滤材料，包括：最底层的基层，基层往上依次设立有网状过滤层、超细纤维层和薄膜层B，所述基层采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织，所述网状过滤层采用天然纤维机织或者针织而成，所述超细纤维层经非织造工艺或机织工艺制作而成，且其孔径大小范围为0.1纳米～1000微米，孔径大小从下往上依次递减，所述薄膜层B采用泡泡纺丝工艺或涂层加工工艺加工制成，且薄膜层B的孔径小于超细纤维层的最小孔径。

优选的，在所述网状过滤层内还设置有活性炭，所述活性炭由麻纤维或者竹纤维制成，用于提高过滤效果，在编织网状过滤层的纱线中可适当加入金属纤维，用来降低或消除颗粒物在吸附过程中，因颗粒物的碰撞而产生的静电现象。

优选的，所述基层与网状过滤层之间及网状过滤层与超细纤维层之间设置有一层或者多层薄膜层A，所述薄膜层A的厚度范围为0.1～2微米，该薄膜层A利用静电纺丝技术或者涂层技术制作而成，当薄膜层A的层数为多层时，其孔径大小从下往上依次减小。

优选的，在该过滤材料的上下两面设置有包边组织E或者左右两侧设置有包边组织F，所述包边组织E或包边组织F的组织结构为：平纹、斜纹、缎纹、变化组织、联合组织、复合组织中的一种，上述包边组织E或者包边组织F用于被其他辅助设备固定住，减少了产品在包缠或固定过程中的损耗，使用低价的包边组织，可以降低最终的产品价格。

优选的，在该过滤材料内还穿透设置有纳米级的金属丝，不仅可以固定住各层材料，还可以降低废气在被吸附过程中因为颗粒物的高速碰撞而产生的静电。

本发明还公开了一种用于制造如权利要求1所述的一种工业废气过滤材料的制造方法，包括如下步骤：

(1)、采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织作为基层；

(2)、利用机织或者针织技术将天然纤维编织成网状过滤层，并将活性炭填充至网状过滤层内；

(3)、利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A粘附于基层上，利用热轧技术将网状过滤层粘附于薄膜层A上；

(4)、再次利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A粘附于网状过滤层上；

(5)、利用非织造工艺或机织工艺制作超细纤维层，并通过高压气流在气体压力1.0～50kpa、气体流速1.0～50升/分钟时将该层中的纤维材料相互纠缠，进而起到固定的作用；

(6)、利用热轧技术将超细纤维层粘附于薄膜层A上；

(7)、利用泡泡纺丝工艺或涂层加工工艺加工制成薄膜层B，通过热轧技术将薄膜层B粘附于超细纤维层上；

(8)、采用包边工艺在整个过滤材料的上下两面制成包边组织E，或者在整个过滤材料的左右两侧制成包边组织F。

(9)、用纳米级的金属丝对整个过滤材料进行穿透。

优选的，所述热轧技术的工艺条件为：粘合温度30～500℃、轧辊压力0.1～10kpa和生产速度0.1mm～1000m/min。

优选的，所述薄膜层B的厚度为0.1～2微米，该薄膜层B的层数为一层或者多层，当层数为多层时，其孔径大小由下往上依次递减，提高了过滤效果。

本发明的有益效果是：1、采用多层过滤结构的组合，全面地去除了工业废气中的有害物质，将废气中的有害物质降低到最低程度，不仅保护了自然环境，还使得废气中的热量能够更充分地被利用，节约了资源；2、利用包边组织使得整个过滤材料能够较为方便地被其他辅助设备固定住，减少了产品在包缠或固定过程中的损耗，使用低价的包边组织，可以降低最终的产品价格；3、在该过滤材料内还穿透设置有纳米级的金属丝，不仅可以固定住各层材料，还可以降低废气在被吸附过程中因为颗粒物的高速碰撞而产生的静电。

附图说明

图1是本发明一种工业废气过滤材料及其制造方法一较佳实施例中过滤材料的结构示意图；

图2是所示一种工业废气过滤材料及其制造方法另一较佳实施例中过滤材料的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、基层，2、网状过滤层，3、薄膜层A，4、超细纤维层，5、薄膜层B，6、包边组织E，7、包边组织F，8、活性炭。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例一包括：

一种工业废气过滤材料，包括：最底层的基层1，基层1往上依次设立有网状过滤层2、超细纤维层4和薄膜层B5，所述基层1采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织，所述网状过滤层2采用天然纤维机织或者针织而成，在所述网状过滤层2内还设置有活性炭8，该活性炭8由麻纤维或者竹纤维制成，用于提高过滤效果，所述超细纤维层4经非织造工艺或机织工艺制作而成，该超细纤维层4的细度为0.13～0.3旦，孔径大小范围为0.1纳米～1000微米，且其孔径大小从下往上依次递减，所述薄膜层B5采用泡泡纺丝工艺(工艺条件：静电电压5～80kv、挤压速度0.01毫米～10毫米/分钟、针孔大小0.1纳米～5000微米、喷口到挡板距离1.0毫米～50厘米)或涂层加工工艺加工制成，涂层厚度0.1微米～1毫米，且薄膜层B5的孔径小于超细纤维层4的最小孔径，在所述基层1与网状过滤层2之间及网状过滤层2与超细纤维层4之间设置有一层或者多层薄膜层A3，所述薄膜层A的厚度范围为0.1～2微米，该薄膜层A3利用静电纺丝技术或者涂层技术制作而成，当薄膜层A3的层数为多层时，其孔径大小从下往上依次减小，在该过滤材料的上下两面设置有包边组织E6或者左右两侧设置有包边组织F7，所述包边组织E6或包边组织F7的组织结构为：平纹、斜纹、缎纹、变化组织、联合组织、复合组织中的一种，上述两种包边组织用于被其他辅助设备固定住，在该过滤材料内还穿透设置有纳米级的金属丝，不仅可以固定住各层材料，还可以降低废气在被吸附过程中因为颗粒物的高速碰撞而产生的静电。

其中，基层1的原料为：不锈钢纤维、银纤维、铜纤维、碳钢纤维、铸铁纤维、镍纤维、铁铬铝合金纤维、高温合金纤维、玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、棉、麻(苎麻、亚麻、***、黄麻、红麻、葛麻、剑麻等)、丝、毛、涤纶、锦纶、维纶、芳纶、氨纶、腈纶、氯纶、粘胶、天丝、大豆蛋白纤维、液晶聚芳酯纤维中的一种或几种。

其制作方法包括如下步骤：

(1)、采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织作为基层1；

(2)、利用机织或者针织技术将天然纤维编织成网状过滤层2，并将活性炭填充至网状过滤层2内；

(3)、利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A3粘附于基层1上，利用热轧技术将网状过滤层2粘附于薄膜层A3上；

(4)、再次利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A3粘附于网状过滤层2上；

(5)、利用非织造工艺或机织工艺制作超细纤维层4，并通过高压气流在气体压力1.0～50kpa、气体流速1.0～50升/分钟时将该层中的纤维材料相互纠缠，进而起到固定的作用；

(6)、利用热轧技术将超细纤维层4粘附于薄膜层A3上；

(7)、利用泡泡纺丝工艺或涂层加工工艺加工制成薄膜层B5，通过热轧技术将薄膜层B5粘附于超细纤维层4上；

(8)、采用包边工艺在整个过滤材料的上下两面制成包边组织E6，或者在整个过滤材料的左右两侧制成包边组织F7。

(9)、用纳米级的金属丝对整个过滤材料进行穿透。

所述热轧技术的工艺条件为：粘合温度30～500℃、轧辊压力0.1～10kpa和生产速度0.1mm～1000m/min。

其中，薄膜层B5的厚度为0.1～2微米，该薄膜层B5的层数为一层或者多层，当层数为多层时，其孔径大小由下往上依次递减薄膜B5采用：双向拉伸聚丙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、流延聚丙烯薄膜、镀铝薄膜等。

本发明中，机织采用片梭织机、剑杆织机、喷气织机、喷水织机、多臂织机、提花织机中的一种；针织采用纬编机、经编机、单针床针织机、双针床针织机、平型针织机、圆形针织机、钩针机、舌针机、复合针机中的一种。

而非织造工艺为：干法成网、梳理成网、气流成网、机械固结、针刺法、缝编法、射流喷网法、化学粘合、饱和浸渍法、泡沫浸渍法、喷洒法、印花法、热粘合、热熔法、热轧法、湿法成网、圆网成网、斜网成网、化学粘合法、热粘合法、聚合物挤压成网、纺丝成网、化学粘合法、热粘合法、针刺法、熔喷成网、自粘合法、热粘合法等、膜裂成网、热粘合法、针刺法中的一种。

如图2，是本发明的实施例二，实施例二与实施例一的结构与制作方法基本相同，二者的区别在于：(1)、实施例二的网状过滤层2内并未设置有活性炭8；(2)、未在网状过滤层2内加入金属丝等材料。这样设计的优势是：在稍微降低整个过滤材料的过滤效果的前提下，降低了生产成本，简化了制作工艺。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种工业废气过滤材料，其特征在于，包括：最底层的基层，基层往上依次设立有网状过滤层、超细纤维层和薄膜层B，所述基层采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织，所述网状过滤层采用天然纤维机织或者针织而成，所述超细纤维层经非织造工艺或机织工艺制作而成，且其孔径大小范围为0.1纳米～1000微米，孔径大小从下往上依次递减，所述薄膜层B采用涂层加工工艺加工制成，且薄膜层B的孔径小于超细纤维层的最小孔径；

在所述网状过滤层内还设置有活性炭，所述活性炭由麻纤维或者竹纤维制成；

所述基层与网状过滤层之间及网状过滤层与超细纤维层之间设置有一层或者多层薄膜层A，所述薄膜层A的厚度范围为0.1～2微米；

该过滤材料的上下两面设置有包边组织E或者左右两侧设置有包边组织F，该过滤材料内还穿透设置有纳米级的金属丝；

该过滤材料制备方法包括如下步骤：

(1)、采用金属或非金属材料利用机织或针织技术织成三维网状组织作为基层；

(2)、利用机织或者针织技术将天然纤维编织成网状过滤层，并将活性炭填充至网状过滤层内；

(3)、利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A粘附于基层上，利用热轧技术将网状过滤层粘附于薄膜层A上；

(4)、再次利用热轧技术将一层或者多层薄膜层A粘附于网状过滤层上；

(5)、利用非织造工艺或机织工艺制作超细纤维层，并通过高压气流在气体压力1.0～50kpa、气体流速1.0～50升/分钟时将该层中的纤维材料相互纠缠，进而起到固定的作用；

(6)、利用热轧技术将超细纤维层粘附于薄膜层A上；

(7)、利用涂层加工工艺加工制成薄膜层B，通过热轧技术将薄膜层B粘附于超细纤维层上；

(8)、采用包边工艺在整个过滤材料的上下两面制成包边组织E，或者在整个过滤材料的左右两侧制成包边组织F；

(9)、用纳米级的金属丝对整个过滤材料进行穿透。

2.根据权利要求1所述的一种工业废气过滤材料，其特征在于，所述薄膜层A利用静电纺丝技术或者涂层技术制作而成。

3.根据权利要求1所述的一种工业废气过滤材料，其特征在于，当薄膜层A的层数为多层时，其孔径大小从下往上依次减小。

4.根据权利要求1所述的一种工业废气过滤材料，其特征在于，所述包边组织E或包边组织F的组织结构为：平纹、斜纹、缎纹、变化组织、联合组织、复合组织中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种工业废气过滤材料的制造方法，其特征在于，所述热轧技术的工艺条件为：粘合温度30～500℃、轧辊压力0.1～10kpa和生产速度0.1mm～1000m/min。