一种除尘及二恶英分解双效过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种除尘及二恶英分解双效过滤材料及其制备方法，过滤材料包括迎尘面、支撑催化层、基布层和支撑层，迎尘面包覆在支撑催化层的一侧；基布层的一面置于支撑催化层的另一侧、基布层的另一面置于支撑层上；支撑催化层由催化层叠加覆盖在催化支撑层上构成。制备方法是将含有二恶英分解催化剂的聚四氟乙烯纤维气流成网，以聚四氟乙烯纤维作为迎尘面，将多种结构进行叠层，通过针刺、后处理等工艺加工而成。本发明专利技术工艺简单易行、加工成本低、对纤维损伤小，可广泛用于高温尾气的除尘和二恶英分解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种过滤材料，具体地说是一种除尘及二恶英分解双效过滤材料及其制备方法。
技术介绍
随着世界各国现代工业化进程的快速发展，大气污染已成为一个日益严重的全球性问题，世界各国高度重视二恶英的排放。活性炭吸附是目前国内外常见的处理二恶英方法，虽具有不错的去除效率，然而长时间使用活性炭会达到吸附饱和。吸附饱和的活性炭多采用填埋方式，这种方式实际上只是将气相二恶英转移至固相，填埋后极有可能对土壤和地下水源造成二次污染。近年来催化剂氧化分解技术逐渐受到重视，它是在160~250℃的一定温度下可将二恶英分解为二氧化碳、水和微量的盐酸气体(PerLil jelind等，Removal of dioxins and relatedaromatic hydrocarbons from flue gas streams by adsorption and catalyticdestruction，Chemosphere 42：615~623(2001))。目前该类催化剂主要是加工成一定形状(如蜂窝状)使用，存在不易成型、成型件硬、垃圾焚烧厂需要特定的设备等缺陷，这在一定程度上限制了它的使用。浙江理工大学申请号为200610154943.5的专利技术专利公开了一种“用于废气分解的膨体聚四氟乙烯纤维的制备方法”，它是将催化剂粉体植入膨体聚四氟乙烯树脂中得到催化纤维。其中，膨体聚四氟乙烯树脂结晶度为98-99.9％，分子量为200万-1000万，为粉末状；催化剂粉为纳米级到微米级，主要成份为五氧化二钒、三氧化二钒、三氧化二钨、二氧化钛、二氧化锰中的一种或几种混合物；膨体聚四氟乙烯树脂与催化剂粉的重量比为1∶0.5～2。在申请号为200610155052.1的专利技术专利中，公开了一种“高温烟尘/粉尘一体化处理用覆膜过滤材料的制备方法”，该方法是将该纤维和聚四氟乙烯纤维经过开松、混和、梳理、针刺等环节制备催化层，最后热复合聚四氟乙烯微孔薄膜，加工成除尘及废气分解双效过滤材料。美国Gore公司在专利USP5620669中，公开了一种催化过滤材料和其加工方法，它所介绍的催化过滤材料为多层结构，其中迎尘面为聚四氟乙烯微孔膜，同时催化层由50％的合成纤维和50％催化纤维混和制成。这种过滤材料制备成滤袋后可替代现行的除尘滤袋，具有除尘和二恶英分解双重功能。上述的现有过滤材料均采用聚四氟乙烯微孔薄膜截留粉尘。由于聚四氟乙烯-->微孔膜本身孔隙小，滤料运行阻力大，加上聚四氟乙烯微孔膜在烟气中含油的情况下会造成膜孔的堵塞，导致滤料极易失效，因此适用范围有限；而且聚四氟乙烯膜的厚度基本在10~50微米左右，因此耐磨性较差，且容易被尖角等物体钩挂造成破损，也导致滤料的失效，对加工、运输、安装等工序要求极高。并且，由于催化层是由含催化剂的聚四氟乙烯纤维与合成纤维混纺而成，因此含催化剂的聚四氟乙烯纤维在开松、混和、梳理等系列加工过程受到很强的开松力，而该纤维本身强度较低，经过这样的过程会造成纤维的损伤、断裂，并在针刺等过程中形成大量损耗，降低了催化效果。
技术实现思路
为了克服现有过滤材料存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种除尘及二恶英分解双效过滤材料及其制备方法。该制备方法简便易行，得到的过滤材料既可以高温除尘又可以分解二恶英，同时不会损伤含催化剂的聚四氟乙烯纤维。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：它包括迎尘面、支撑催化层、基布层和支撑层，迎尘面包覆在支撑催化层的一侧；基布层的一面置于支撑催化层的另一侧、基布层的另一面置于支撑层上；所述支撑催化层由催化层叠加覆盖在催化支撑层上构成。本专利技术中，所述迎尘面由聚四氟乙烯纤维制成；支撑层由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和制成；催化层由催化纤维制成，催化支撑层由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和制成；基布层由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或两种混和制成。本专利技术中，所述支撑层可以由支撑催化层替代，支撑催化层为两组，两组支撑催化层分别设置在基布层两侧；在支撑催化层中，迎尘面可以包覆在支撑催化层的催化层上，也可以包覆在支撑催化层的催化支撑层上。一种除尘及二恶英分解双效过滤材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a、支撑层和催化支撑层的制备，将聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和，进行开松、混和、梳理、铺网、针刺，得到支撑层和催化支撑层；-->b、支撑催化层的制备：将催化纤维进行开松后，通过气流成网形成催化层，然后叠加覆盖在催化支撑层上，并经过针刺加固，得到支撑催化层；c、基础毡材的制备：将两个支撑催化层置于基布层两侧，或者将支撑催化层置于基布层一侧，基布层另一侧为支撑层，通过针刺加固形成基础毡材；d、迎尘面的制备：采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，得到迎尘面；e、除尘及二恶英分解双效过滤材料的制备：将迎尘面平铺在基础毡材上，通过针刺加工、后处理，得到除尘及二恶英分解双效过滤材料。其中，迎尘面可以平铺在支撑催化层的催化层上，也可以平铺在支撑催化层的催化支撑层上。在所述c步骤中，基布层用纤维聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或两种混和，经机织加工而成，总克重为100~300克/平方米；在所述d步骤中，迎尘面用聚四氟乙烯纤维细度为2~10分特，长度35~90毫米；迎尘面用聚四氟乙烯纤维预处理采用表面活性剂OP-10，与纤维重量比为1∶300~1∶800，喷洒到纤维表面，密闭24~72小时；迎尘面总克重为50~200克/平方米；在所述e步骤中，支撑层采用纤维若为聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和，后处理包括热定型，温度160-320℃，时间2-10分钟；支撑层若采用玻璃纤维，后处理包括浸渍聚四氟乙烯乳液，然后焙烘，温度160-260℃，时间10-30分钟。本专利技术基础毡材中的支撑层总克重为300~800克/平方米；基础毡材中的催化层总克重为500~1000克/平方米；除尘及二恶英分解双效过滤材料总克重为950-1950克/平方米。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1)本专利技术中采用聚四氟乙烯纤维形成迎尘面，与聚四氟乙烯微孔薄膜相比，运行阻力低，在有含油烟气的工况下不容易堵塞微孔，增加过滤材料的使用寿命；同时，迎尘面厚度和克重要远远高于聚四氟乙烯微孔薄膜，可抵御磨损以及尖角钩挂，同时降低了过滤材料后续的缝制、运输、安装等的难度。2)本专利技术中采用气流成网方式将纯的催化纤维加工成催化层，而不是采用与其他纤维混纺方式，因此可以针对催化纤维本身强度低的特点进行低强度梳理，有效防止了催化纤维断裂和损耗，提高了过滤材料的催化效率。-->附图说明图1为实施例1中过滤材料剖面示意图。图2为实施例2和实施例3中过滤材料剖面示意图。图3为实施例4和实施例5中过滤材料剖面示意图。附图中标记说明1、迎尘面           4、基布层5、支撑层，         6、支撑催化层61、催化层        本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：它包括迎尘面（１）、支撑催化层（６）、基布层（４）和支撑层（５），迎尘面（１）包覆在支撑催化层（６）的一侧；基布层（４）的一面置于支撑催化层（６）的另一侧、基布层（４）的另一面置于支撑层（５）上；所述支撑催化层（６）由催化层（６１）叠加覆盖在催化支撑层（６２）上构成。

【技术特征摘要】
1、一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：它包括迎尘面(1)、支撑催化层(6)、基布层(4)和支撑层(5)，迎尘面(1)包覆在支撑催化层(6)的一侧；基布层(4)的一面置于支撑催化层(6)的另一侧、基布层(4)的另一面置于支撑层(5)上；所述支撑催化层(6)由催化层(61)叠加覆盖在催化支撑层(62)上构成。2、根据权利要求1所述的一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：所述迎尘面(1)由聚四氟乙烯纤维制成；支撑层(5)由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和制成；催化层(61)由催化纤维制成，催化支撑层(62)由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和制成；基布层(4)由聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或两种混和制成。3、根据权利要求1所述的一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：所述支撑层(5)由支撑催化层(6)替代，支撑催化层(6)为两组，两组支撑催化层(6)分别设置在基布层(4)两侧。4、根据权利要求1所述的一种除尘及二恶英分解双效过滤材料，其特征在于：所述迎尘面(1)包覆在支撑催化层(6)的催化层(61)上或包覆在支撑催化层(6)的催化支撑层(62)上。5、一种权利要求1所述除尘及二恶英分解双效过滤材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a、支撑层和催化支撑层的制备，将聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混和，进行开松、混和、梳理、铺网、针刺，得到支撑层(5)和催化支撑层(62)；b、支撑催化层(6)的制备：将催化纤维进行开松后，通过气流成网形成催化层(61)，然后叠加覆盖在催化支撑层(62)上，并经过针刺加固，得到支撑催化层(6)；c、基础毡材的制备：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏前军，于淼涵，刘建祥，郭玉海，来侃，孙润军，
申请(专利权)人：南京际华三五二一特种装备有限公司，浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]