用于除雾器的纤维收集介质条带制造技术

一种纤维床除雾器，具有由包括非针刺的收集层的复合纤维床收集介质条带形成的纤维床。该纤维床可制造得非常薄，同时保持从穿过纤维床的气流中去除悬浮微粒的高效率。所述纤维床收集介质条带通过将元件螺旋地缠绕在除雾器上而施加在除雾器上。所述纤维床收集介质条带自身可交迭以在纤维元件自身交迭的位置处进行密封。所述纤维床收集介质条带能以不同方式应用于工作场地以用于制造纤维床除雾器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及纤维床除雾器，以及用于该纤维床除雾器的纤维床和 收集介质。
技术介绍
纤维床除雾器在从气流中去除悬浮微粒方面已有广泛的工业应用。在制造工艺的过程中产生气流中的悬浮微粒("雾")是常见的。例如，使 液体雾化的机械力(例如当包含液体的气流iiX结构中时)可形成悬浮孩￡粒。气流的冷却会导致蒸汽冷凝以形成雾，并且在反应产物为雾的温度和 压力下可发生两种或多种气体的化学反应。但是，悬浮微粒处在气流中， 人们不希望其进入其它处理设备中，因为悬浮微粒可能是腐蚀性的或者会 导致处理设备损坏或结垢。此外，也不希望特定的悬浮微粒排放到环境中。 纤维床除雾器的某些更经常的应用包括在酸制造过程中去除酸雾如硫酸雾，在聚氯乙烯的地板或墙面涂料的制造过程中去除增塑剂雾，以;5UU^' 酸铵造粒塔的排放物中去除水溶性固体悬浮微粒。在这些不同的应用中，纤维床除雾器可根据特别是纤维床的厚度而实现99%或更高的分离效率。通常已知，由不同材料制成的纤维可用于制造纤维床除雾器用的纤维 床。纤维床被设计为收集移动气流中夹带的细微的液雾和可溶性固体颗粒 并将它们通过床的结构排出。收集纤维床通常与金属丝筛网或类似的外部 支承结构相关联。收集纤维床和外部支承结构的组合已知为纤维床组件。 如在下文中所用，纤维床指的是纤维床组件的除了任何这样的支承结构之 外的部分。纤维床可通过在两个相对的支承筛网之间塞满散纤维(散装床)、 使纤维床材料管预成形或在圆筒形支承筛网上缠绕粗纱(缠绕床)而形成。尽管不限于这种构型，但纤维床组件常常构造为竖直圃筒体的形式。圆筒 形纤维床组件可在最小的空间内获得高效的纤维床表面积。另一方面，平 的纤维床组件尤其应用于较小的气流。在工作时，使含有液态和/或润湿的可溶性固体悬浮微粒的水平气流穿 越和流过纤维床组件的纤维床。纤维床内的纤维通过碰撞、拦截和布朗运 动机理捕集气流中的悬浮微粒。被捕集的悬浮微粒聚结在纤维上以在纤维 床内形成液滴。移动气流迫使液滴朝纤维床的下游面运动，在那里被捕集 的液体离开纤维床并在重力作用下向下排出。组成纤维床的纤维可由多种材料制成。用于制造床纤维的材料包括例 如不锈钢、钛等金属，聚酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、 聚乙烯、聚丙烯等纤维聚合材料，以及玻璃。在遇到腐蚀性条件和/或高温 的应用中，特别广泛地将化学级別的长玻璃纤维用于纤维床除雾器的纤维床中。已在纤维床中使用了直径为从5微米或更小至200微米以上的纤维 以及直径变化的纤维的组合。现有技术的纤维床的容积密度在51b/ft3 (80 kg/m3)至20 lb/ft3 (320 kg/m3)以上之间变化，而纤维床厚度在约0.5英 寸至约6英寸(1至15 cm)之间变化或更厚，这取决于所期望的分离效率。 为使纤维床有效工作，床必须是机械稳定的。机械稳定的纤维床是指 可保持其结构完整性而在收集悬浮微粒期间受到由被处理的气体和被捕集 并排出的液体所施加的力时纤维相对于相邻的纤维不会产生大的移位的纤 维床。如果无法保持机械稳定性，则床的性能特性就会产生不利的变化。 在缺^L械稳定性的纤维床中，移动的气流迫使纤维产生大的移位，导致 在纤维床的某些部分中载有液体的纤维缠结或粘结，同时增加纤维床的其它部分中相邻纤维之间的空隙空间。纤维床的缠结部分更能抵抗气体的流 动和被捕集液体的排出。不能排出的被捕集液体常常被移动的气流再次夹 带，导致分离效率降低。此外，不稳定纤维床的缠结部分上的压降增大。 另 一方面，在机械不稳定纤维床的那些纤维移位使相邻纤维之间的平均空 隙空间增大的部分中会形成肉眼可见的孔隙或通道，这些孔隙或通道使得 含有悬浮微粒的气体通过纤维床而不与收集纤维充分接触，从而降低了分离效率。在散装的和缠绕的纤维床组件中，机械稳定性大部分取决于纤维 床的容积密度。在这些传统结构的纤维床组件中，在现有技术所公开范围到由移动气流所施加的力时产生大的运动。在散装纤维床中，纤维床的密作用压缩力维持。在预成形的纤维床管中，材料可被针刺(needle punched) 或热成形以产生显著的纤维缠结或纤维粘结从而强化整个床。由于纤维在 床内移位，预成形的纤维床管在超过一段时间后必须重新设定或调整。在 缠绕纤维床中，提供机械稳定性所需的纤维床密度是多个因素起作用的结 果，其中包括当粗纱被缠绕在圆筒形支承筛网上时粗纱内的张力以及由可 邻近纤维粗纱的外表面缠绕在圆筒体上的金属丝筛网或类似结构产生的对 纤维床的压缩。但是，容积密度不能无限制地增加以获得机械稳定性。如果纤维床的 容积密度过于增加，则床将易于满溢.有效的纤维床是较开放的结构，即 使在收集纤维已覆有被收集液体时也允许气体自由流动和液体自由排出。 在床内相邻的纤维之间必须具有充分的空隙空间，使得被收集液体不能如 此程度地跨越相邻纤维之间的空间以致于被收集液体在纤维表面上的附着 会阻碍液体排出。纤维床内开放空间的度量是空隙度，其由纤维床的容积密度和纤维材 料的平均密度根据如下公式来定义纤维床空隙度=1 _ [纤维床容积密度/纤维材料平均密度纤维床通常具有大约0.89以上的空隙度。众所周知，通过减小组成纤维床的纤维材料的平均纤维直径可减小纤 维床的厚度而不损失分离效率。但是，对于包括平均直径小于大约5微米 的纤维的散装和缠绕纤维床而言，当容积密度大到足以确保机械稳定性时， 所得到的空隙度如此之低以至于床在一般的工作条件下易于满溢。此外， 已经发现，传统的薄缠绕床固有地不太均一。满溢的床是指被捕集液体大 量地充满纤维床内相邻纤维之间的空隙空间的纤维床。满溢的纤维床非常像是不稳定纤维床的缠结部分。满溢的纤维床内的被捕集液体无法适当地 排出而是会在纤维床的下游面再次被夹带到移动气流中。此外，当纤维床 满溢时，纤维床组件上的压降增大。如果纤维床上的压差足以克服附着力 并从纤维上移除被收集液滴，则被收集液体会从纤维床的下游面被吹走， 在那里被收集液体被气流再次夹带，从而导致低分离效率和运行成本增加。 为了防止由平均直径小的纤维组成的纤维床满溢，可通过减小床的容 积密度(即增加空隙度)来减小比纤维表面积，其表述为每单位体积的纤维床具有的纤维面积。但是，如果由平均直径小于大约5微米的纤维组成 的散装或缠绕纤维床的容积密度减小到足以避免满溢的值，则这样的纤维 床缺少承受由移动气流所施加的力所必需的机械稳定性。结果，移动气流 使得纤维发生大的移位，从而如前所述导致纤维床缠结和/或形成通道。因 此，在实际中，传统结构的高效纤维床组件包括2至6英寸(6至15cm) 厚的纤维床，由平均纤维直径在5至15微米之间的纤维构成，并且容积密 度在5至15 lb/f 之间(80至240 kg/m3)。与用在除雾器中的纤维^目比，某些其它类型的滤气器如袋滤室、净 化室和呼吸过滤器成功地利用了平均直径小于5微米的玻璃纤维，甚至包 括直径小于l微米的纤维。但是，这些类型的滤气器与纤维床除雾器的不 同之处在于，它们通过被设计成利用孔隙和表面过滤来收集固体颗粒或仅 仅较少量的液体悬浮微粒。如果用来收集液体悬浮微粒，则它们在纤维床 除雾器中通常会遇到的液体装载率下易于满溢。相比之下，纤维床除雾器被设计成允许较大量的液体夹带在移动气流中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从移动气流中移除悬浮微粒和／或润湿的可溶性固体的纤维床除雾器的纤维床组件，该纤维床组件包括：纤维床支承件，该纤维床支承件具有限定上游空间和下游空间的壁，该壁在其自身内包括开口以允许所述气流从所述上游空间基本自由地穿过所述壁移 动至所述下游空间；纤维床，该纤维床由所述纤维床支承件支承并基本覆盖所述壁开口，使得所述气流穿过所述纤维床从所述上游空间移动至所述下游空间，所述纤维床包括复合纤维床收集介质条带，该条带包括：外层，该外层包括构造成向所述复合纤维 床收集介质条带提供结构完整性的纤维垫，内层，该内层包括构造成向所述复合纤维床收集介质条带提供结构完整性的纤维垫，以及夹在所述外层和所述内层之间的中间层，该中间层为非针刺的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA齐博德，DE阿兹维尔，FL穆勒，JS梅茨，PL埃曼斯，
申请(专利权)人：MECS公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]