热稳定型袋式过滤器和介质制造技术

本发明专利技术公开了一种袋式过滤器，所述袋式过滤器具有罩在滤袋中的支撑结构。所述滤袋的织物为至少一个基底层与以面对面关系结合在其上的至少一个纳米纤维网的复合材料。所述纳米纤维网位于首先暴露于满载颗粒的热气体流的滤袋表面处，并且可具有大于约０．１ｇ?ｓｍ的基重。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从流体流例如工业气体流中过滤固体的过滤器以及可用作该过滤器 的复合材料。
技术介绍
集尘器也称为袋式过滤器，其一般用于过滤工业流出物或废气中的颗粒物质。过 滤后，可以将净化的废气排入大气中或进行回收利用。此类袋式集尘器结构一般包括一个 或多个支承在小室或类似结构内的柔韧过滤器组。在此类过滤器小室和组中，滤袋通常固 定在小室内并保持在适当的位置，使得流出物可有效地穿过滤袋，从而去除夹带的颗粒。固 定在小室内的滤袋通常由可分离上游和下游的空气并支承滤袋的结构支承以维持有效操 作。更具体地讲，在所谓的“袋式过滤器”中，当气体流流经过滤介质时，会从气体流中 去除颗粒物质。在一般应用中，过滤介质具有大致呈袖套状的管式构型，其中将气体流布置 为可以使过滤的颗粒沉积在套管的外部。在此类应用中，可以通过使过滤介质经受脉冲式 反流而对介质进行定期清洁。这种反流可以去除套管外部的过滤的颗粒物质，将其收集在 袋式过滤器结构的下部。美国专利4，983，434示出了袋式过滤器结构和采用现有技术的过 滤层压板。通常用织物过滤器从工业流体流中分离颗粒杂质。这些基于纺织物的过滤介质可 去除流体中的颗粒。当过滤器上积聚的颗粒导致显著的流动受阻或通过纺织物的压力显著 下降时，必须清洁过滤器并清除颗粒结块。工业过滤市场中通常用清洁方法表征滤袋的类型。最常用的清洁技术是空气逆 流、振荡器和脉冲喷射。空气逆流和振荡器技术被认为是低能量清洁技术。空气逆流技术即空气在滤袋上平缓反吹，该滤袋将灰尘收集到滤袋内部。反吹可 使滤袋塌缩并使尘饼破裂，尘饼离开滤袋的底部进入料斗。振荡器机构还可清洁收集在袋子内部的滤饼。袋子的顶部连接到振荡臂上，震荡 臂可在袋子中产生正弦波，从而去除尘饼。脉冲喷射清洁技术使用短脉冲压缩空气，其可进入过滤器管的内部顶部。当脉冲 清洁空气穿过文丘里管时，其吸入第二气体，所形成的气团使袋子剧烈膨胀并放出收集的 尘饼。袋子通常会迅速返回笼架，并立即恢复进行收集颗粒。在这三种清洁技术中，脉冲喷射对过滤介质产生的压力是最大的。然而，在最近几 年，越来越多的工业流程工程师选择脉冲喷射袋式过滤器。袋式过滤器对耐高温(最高200°C )、热稳定、耐化学腐蚀的过滤介质的需求缩小 了过滤介质的选择范围，只有很少几种用于脉冲式喷射应用的过滤介质可供选择。常见的 高温纺织物包含聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纤维或聚酰亚胺(聚酰亚胺可在260°C下连续稳 定地使用)。当同时存在高温和氧化剂、酸或碱的影响时，玻璃纤维和聚酰亚胺介质趋于过 早失效。因此，优选地使用PTFE。可商购获得的PTFE织物为PTFE纤维的支承针刺毡。这 些毡的重量通常为20-26oz/yd2并用复丝织造稀松布(4-6oz/yd2)加固。此类毡由短纤维制成(通常为6. 7旦尼尔/长丝或7. 4分特/长丝)，长度为2-6英寸。该产品的作用与多 种其他毡化介质相似，因为初级尘饼会使袋子“更加致密”。这种致密有时称为深层过滤，它 可使介质进行更有效的过滤，但具有使用期间介质中压降会增大的缺点。最后使袋子堵塞， 从而必须清洗或更换袋子。一般来讲，在高温下介质的过滤效率降低并产生堵塞，而且尺寸 不稳定(收缩)。另一种设计用于高温的结构在美国专利5，171，339中有所描述。其中公开的袋式 过滤器包括罩在滤袋中的滤袋保持器。所述滤袋的织物包括聚(间亚苯基异肽酰胺)毡层、 具有缝在其上的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维非织造织物薄层的聚酯或聚苯硫醚纤维、设置 在滤袋表面处并首先暴露于满载颗粒的热气体流的聚对苯二甲酰对苯二胺织物。聚对苯二 甲酰对苯二胺织物可具有1至2oz/yd2的基重。还使用了多孔膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)与织造多孔膨胀聚四氟乙烯纤维织物层压的双层产品。由于一些原因，该产品未取得商业成功，但主要原因是无法将织造纤维织物背衬良好地罩在脉冲喷射笼架上。织造纱线本身会滑动并对膜产生过大应力，导致膜破 m农。非织造织物已经有利地用于过滤介质的制造。通常用机械针刺法(有时称为“针 刺制毡”)将用于该类应用的非织造织物进行缠结和整合，该方法需要将带钩的针穿过纤维 网结构重复地插入和取出。尽管此类加工过程可以整合纤维结构并使其具有完整性，但带 钩的针不可避免地会剪切大量的构成纤维，并在纤维结构中形成不必要的穿孔，这会有损 过滤器的完整性，并会抑制有效的过滤。针刺法还会有损所得织物的强度，这就要求合适的 非织造织物具有较高的基重，以便具有足以用于过滤应用的强度。授予Kirayoglu的美国专利4，556，601公开了一种水刺非织造织物，该织物可以 用作重型气体过滤器。然而，该过滤材料不能进行收缩操作。将所述织物进行收缩操作据 信会对过滤材料的物理性能产生负面影响。美国专利6，740，142公开了用于袋式过滤器的纳米纤维。柔性袋至少部分地用基 重为0. 005至2. 0克/平方米(gsm)并且厚度为0. 1至3微米的层覆盖。该层包含直径为 约0.01至约0.5微米的聚合物细纤维，但由于制备方法的限制，其基重是受限的。‘142 专利中层基重的限制会显著缩短过滤介质的使用寿命，并大大降低过滤器在清洁循环后继 续使用的能力。专利技术概述本专利技术的第一实施方案为袋式过滤器，所述袋式过滤器包括罩在滤袋中的支撑 结构，所述滤袋的织物包含至少一个基底层和以面对面关系结合在其上并且基重大于约 0. lgsm的第一纳米纤维网层的复合材料。纳米纤维网包含由掺入了有效量的抗氧化剂的聚 酰胺纺成的纳米纤维。本专利技术的另一个实施方案为袋式过滤器，所述袋式过滤器包括罩在滤袋中的支撑 结构，所述滤袋的织物包含以面对面关系结合到基重大于约0. lgsm的纳米纤维网层上的 第一基底层和结合到纳米纤维网上的第二基底层的复合材料，其中纳米纤维网位于滤袋的 上游侧。纳米纤维网包含掺入了有效量的抗氧化剂的聚酰胺纳米纤维。专利技术详述本专利技术涉及通过用水刺法、针刺法或其他结合方法将纳米纤维网层结合到基底4上而形成的过滤介质。该构造所提供的过滤介质具有必需的强度特性，而没有美国专利 6，740，142所述产品的受限性能。本专利技术的过滤介质还具有高性价比应用所需的高度均勻 性以及长期使用的稳定性。如本文所用，术语“纳米纤维”是指具有小于约lOOOnm、甚至小于约800nm、甚至介 于约50nm和500nm之间、并且甚至介于约lOOnm和400nm之间的数均直径或横截面的纤维。 如本文所用，术语“直径”包括非圆形形状的最大横截面。术语“非织造材料”是指包括多根无规分布的纤维的纤维网。纤维通常可以彼此 结合，或者可以不结合。纤维可以是短纤维或连续纤维。纤维可包含一种材料或多种材料， 也可以是不同纤维的组合，或者是分别包含不同材料的类似纤维的组合。“纳米纤维网”是 包含纳米纤维的非织造纤维网。“基底”为支撑层，并且可以是能够与纳米纤维网层结合、粘附或层压的任何平面 结构。有利的是，可用于本专利技术的基底层为纺粘非织造层，但也可由非织造纤维的梳理纤维 网等制成。所谓“有效量”的抗氧化剂是指当用物理或视觉性能量度时可为过滤器提供所需 程度的热稳定性的量。本专利技术的目的在于提供用于袋式过滤器单元、进行废气集尘的热稳定型高效集尘 过滤织物以及提供包含该过滤织本文档来自技高网...

【技术保护点】
袋式过滤器，所述袋式过滤器包括罩在滤袋中的支撑结构，所述滤袋的织物包含至少一个基底层和以面对面关系结合到其上的第一纳米纤维网层的复合材料，所述第一纳米纤维网层具有大于约０．１ｇｓｍ的基重，其中所述纳米纤维网包含掺入了有效量的抗氧化剂的聚酰胺纳米纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-9 61/002,605袋式过滤器，所述袋式过滤器包括罩在滤袋中的支撑结构，所述滤袋的织物包含至少一个基底层和以面对面关系结合到其上的第一纳米纤维网层的复合材料，所述第一纳米纤维网层具有大于约0.1gsm的基重，其中所述纳米纤维网包含掺入了有效量的抗氧化剂的聚酰胺纳米纤维。2.权利要求1的袋式过滤器，其中所述抗氧化剂选自受阻酚、卤化铜、酚酰胺、酚酯、铜 的有机盐、碘化钾和硬脂酸酯混合物、乙酸铜和溴化钾混合物、受阻胺、聚合受阻酚、受阻亚 磷酸盐、以及它们的组合或共混物。3.权利要求2的袋式过滤器，其中所述抗氧化剂为受阻酚。4.权利要求3的袋式过滤器，其中所述受阻酚为N，N，N'-六亚甲基双(3，5_二-叔 丁基-4-羟基苯丙酰胺)。5.权利要求1的袋式过滤器，其中所述纳米纤维网位于所述滤袋的上游侧。6.权利要求1的袋式过滤器，其中所述基底层和纳米纤维网层在所述过滤器按照VDI 3926测试30个循环后保持结合状态。7.权利要求1的袋式过滤器，所述袋式过滤器还包括在与结合到所述第一纳米纤维网 层的面相反的面上结合到所述基底层的第二纳米纤维网层。8.权利要求7的袋式过滤器，所述袋式过滤器还包括结合到所述第二纳米纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：A科利，A谢林，KH维斯，BL怀斯曼，YH金，H苏，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]