一種廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋的清洗回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及廢舊材料的清洗方法，具體涉及一種廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋的清洗回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，中國經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入高速發(fā)展階段，以資源、能源消耗性為主的重工業(yè)(電力、建材、冶金、化工等)迅速發(fā)展。上述高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，伴之而來的是嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。燃煤電廠、水泥、鋼鐵生產(chǎn)等企業(yè)的煙塵排放量占全國排放總量的70%以上，是大氣的主要污染源。國家對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的各類鍋爐、爐窯制定的排放值嚴(yán)格要求降低排放量。過去高溫?zé)焿m的治理主要采用電除塵器，但隨著國家對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，電除塵器已難以達(dá)到該要求，因此袋式除塵器得到很大的推廣應(yīng)用。袋式除塵器可捕集細(xì)小粉塵，有效去除煙氣中的粉塵污染物，因此其在燃煤電廠鍋爐除塵、大型水泥窯頭和窯尾除塵、垃圾焚燒尾氣凈化、電站鍋爐煙氣除塵、高爐煤氣除塵等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]要保證PM2.5和PMlO等微細(xì)顆粒物的高效截留，濾袋是袋式除塵器的關(guān)鍵。濾袋的主要原料有聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚苯硫醚和芳綸纖維等材料。聚四氟乙烯俗稱“塑料王”，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性(耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、油脂、酮、醚等侵蝕，耐王水腐蝕)、熱穩(wěn)定性(正常使用溫度為-250?260°C)、耐老化性、不吸水、不被水解、阻燃性好等性能。聚苯硫醚纖維是美國Philip公司開發(fā)并年推向市場(chǎng)的新型耐高溫纖維，其不僅耐高溫，而且在耐有機(jī)酸、無機(jī)酸、氧化劑等方面都優(yōu)于芳綸纖維和聚酰亞胺纖維，僅次于聚四氟乙烯纖維。將聚四氟乙烯纖維和聚苯硫醚纖維混紡制備的除塵濾袋尤其適用于高溫且工況復(fù)雜的煙氣凈化處理(如垃圾焚燒、燃煤電廠、鋼鐵、水泥生產(chǎn)等領(lǐng)域)。
[0004]聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋的使用壽命為3-4年，每年約有8000噸廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋有待回收利用。目前廢舊濾袋的處理方法主要有兩種:(I)深度填埋；(2)焚燒熱能回收。聚四氟乙烯和聚苯硫醚極其穩(wěn)定，在環(huán)境中幾十年都不降解，填埋廢舊混紡濾袋會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。另外，聚四氟乙烯和聚苯硫醚可在焚燒爐中焚燒，回收其散發(fā)的熱能。但在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生四氟乙烯、六氟丙烯、八氟異丁烯、氟光氣等劇毒物質(zhì)以及PM2.5以下的微細(xì)顆粒物，污染大氣。另外由于聚苯硫醚分子鏈由苯環(huán)和硫原子交替排列組成，本身具有阻燃作用，會(huì)對(duì)焚燒產(chǎn)生不利的影響，因此回收廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋有重要的環(huán)保意義。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)涉及有聚四氟乙烯廢料和聚苯硫醚廢料各自的處理工藝過程，對(duì)于聚四氟乙烯廢料，有的是采用短纖維切割機(jī)將聚四氟乙烯廢料切割成細(xì)小顆粒，依次在含有有機(jī)溶劑和水的超聲波清洗器中進(jìn)行清洗并干燥，再將聚四氟乙烯顆粒高溫?zé)Y(jié)、低溫猝冷，然后用球磨機(jī)粉粹，得到聚四氟乙烯回收粉末;有的是將填充聚四氟乙烯廢料進(jìn)行超聲清洗和烘干后，通過粉碎篩分得到聚四氟乙烯粉料;還有的是將聚四氟乙烯廢料進(jìn)行清洗、磨粉、過篩、燒結(jié)、造粒等步驟，得到聚四氟乙烯再生粉料。對(duì)于聚苯硫醚廢料，主要將聚苯硫醚廢絲加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融、抽真空、篩網(wǎng)過濾后擠出、切粒，制得聚苯硫醚粒料。現(xiàn)有專利雖然公開了聚四氟乙烯廢料和聚苯硫醚廢料各自的重復(fù)利用工藝過程，但對(duì)兩者混紡材料的清洗及回收過程未有報(bào)道和涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋的清洗回收方法，該方法是先將廢舊混紡濾袋依次采用表面活性劑溶液清洗、熱處理和強(qiáng)酸溶液清洗，得到純凈的廢舊混紡濾袋;再進(jìn)行高溫處理、粉碎和篩分，將聚四氟乙烯短纖維和聚苯硫醚顆粒分離;然后用高溫處理和粉碎篩分的方法，分別得到純凈的聚四氟乙烯粉料和聚苯硫醚粉料。本發(fā)明制備方法和原理區(qū)別于現(xiàn)有聚四氟乙烯和聚苯硫醚各自的處理過程以及單純疊加的處理過程，技術(shù)效果顯著。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下:
[0008]I)洗滌和熱處理:配置表面活性劑溶液，將聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡的廢舊混紡濾袋置于表面活性劑溶液中洗滌，然后進(jìn)行熱處理；
[0009]2)浸泡和高溫處理:配置強(qiáng)酸溶液，將熱處理后的廢舊混紡濾袋置于強(qiáng)酸溶液中浸泡，獲得純凈的廢舊混紡濾袋，然后進(jìn)行高溫處理；
[0010]3)機(jī)械粉碎:采用機(jī)械粉碎機(jī)粉碎高溫處理后的廢舊混紡濾袋，用20目的篩網(wǎng)將粉碎后的聚四氟乙烯短纖維與聚苯硫醚顆粒分離；
[0011]4)分離聚苯硫醚:將聚苯硫醚顆粒二次粉碎，篩分，制備成粒徑為100?500目的聚苯硫醚粉末；
[0012]5)再對(duì)聚四氟乙烯短纖維進(jìn)行高溫處理和粉碎，制備成粒徑為100?500目的聚四氟乙烯粉末。
[0013]所述步驟I)中的表面活性劑溶液洗滌具體是:將表面活性劑和水按質(zhì)量比I?20:100混合均勻，配制成表面活性劑溶液，將廢舊混紡濾袋浸泡在表面活性劑溶液中，廢舊混紡濾袋與表面活性劑溶液的質(zhì)量比為I?50:100，在溫度為10?60°C下洗滌I?5小時(shí)。
[0014]所述步驟I)中的熱處理具體是:將表面活性劑溶液清洗后的廢舊混紡濾袋在溫度為250?280°C下保溫處理5?30分鐘。
[0015]所述步驟2)中的強(qiáng)酸溶液浸泡具體是:將強(qiáng)酸和水按質(zhì)量比100:1?20配制成強(qiáng)酸溶液，將熱處理后的廢舊混紡濾袋浸泡在強(qiáng)酸溶液中，廢舊混紡濾袋與強(qiáng)酸溶液的質(zhì)量比為I?20:100，在溫度為20?80 °C下浸泡50?150小時(shí)，漂洗并烘干，得到純凈的廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋。
[0016]所述步驟3)中的高溫處理具體是:將廢舊混紡濾袋置于氮?dú)庵兄饾u升溫至290?310 °C，升溫速率為I?5 °C/分鐘，保溫5?1h后，逐漸降溫至常溫，降溫速率為5?10 °C/分鐘。
[0017]所述步驟5)中的聚四氟乙烯短纖維進(jìn)行高溫處理和粉碎具體是:將聚四氟乙烯短纖維在氮?dú)庵兄饾u升溫至380?400 °C，升溫速率為I?5°C/分鐘，保溫10?20h后，逐漸降溫至常溫，降溫速率為10?20°C/分鐘，然后將聚四氟乙烯粉碎，篩分，制備成粒徑為100?500目的聚四氟乙烯粉末。
[0018]所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鈉。
[0019]所述的強(qiáng)酸為硫酸、硝酸、鹽酸或高氯酸。
[0020]由于廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋表面沉積物主要成分為金屬氧化物和不完全燃燒產(chǎn)生的炭黑等顆粒物，因此本發(fā)明方法先采用表面活性劑溶液去除一部分顆粒物，再采用熱處理將炭黑氧化成二氧化碳，然后采用強(qiáng)酸溶液溶解金屬氧化物，得到純凈的廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋。
[0021 ]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0022]本發(fā)明對(duì)表面活性劑溶液清洗后的廢舊混紡濾袋進(jìn)行熱處理，不僅可以去除炭黑，還能夠降低聚苯硫醚的結(jié)晶度，使后續(xù)的強(qiáng)酸溶液能更好地滲入聚苯硫醚纖維內(nèi)部，去除雜質(zhì)，達(dá)到良好的清洗效果。
[0023]本發(fā)明利用聚四氟乙烯和聚苯硫醚熔點(diǎn)的差異:在高于聚苯硫醚熔點(diǎn)的溫度下(290?310°C)處理廢舊混紡濾袋，使聚苯硫醚纖維發(fā)生熔融形成脆性顆粒，而此溫度未達(dá)到聚四氟乙烯的熔點(diǎn)，對(duì)其沒有影響，聚四氟乙烯仍保持纖維形狀。之后粉碎廢舊混紡濾袋并通過篩網(wǎng)篩分，將聚四氟乙烯纖維和聚苯硫醚顆粒分離。
[0024]現(xiàn)有技術(shù)的專利進(jìn)行比較，本發(fā)明不需有機(jī)溶劑和超聲波處理、清洗等步驟，并省去了雙螺桿擠出機(jī)，方法有效而簡便易行，成本較低，制得的聚四氟乙烯粉料和聚苯硫醚粉料純度高。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施例如下:
[0027]實(shí)施例1:
[0028]a)表面活性劑溶液洗滌:將十二烷基硫酸鈉和水按質(zhì)量比1:100混合均勻，配制成表面活性劑溶液，將廢舊混紡濾袋浸泡在表面活性劑溶液中，廢舊混紡濾袋與表面活性劑溶液的質(zhì)量比為I: 100，在溫度為60°C下洗滌I小時(shí)；
[0029]b)熱處理:將表面活性劑溶液清洗后的廢舊混紡濾袋在溫度為250°C下保溫處理30分鐘;
[0030]c)強(qiáng)酸溶液浸泡:將硫酸和水按質(zhì)量比100: 20配制成強(qiáng)酸溶液，將高溫處理后的廢舊混紡濾袋浸泡在強(qiáng)酸溶液中，廢舊混紡濾袋與強(qiáng)酸溶液的質(zhì)量比為1:100，在溫度為80°C下浸泡50小時(shí)，漂洗并烘干，得到純凈的廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋。
[0031]d)高溫處理:將廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋置于氮?dú)庵猩郎刂?90°C，升溫速率為l°c/分鐘，保溫I Oh后，降溫至常溫，降溫速率為5 °C/分鐘；
[0032]e)機(jī)械粉碎和分離聚苯硫醚:采用機(jī)械粉碎機(jī)粉碎廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚混紡濾袋，用20目的篩網(wǎng)將聚四氟乙烯短纖維與聚苯硫醚顆粒分離，將聚苯硫醚顆粒二次粉碎，篩分，制備成粒徑為100目的聚苯硫醚粉末；
[0033]f)聚四氟乙烯短纖維的高溫處理和粉碎:將聚四氟乙烯短纖維在氮?dú)庵猩郎刂?80°C，升溫速率為1°C/分鐘，保溫20h后，降溫至常溫，降溫速率為10°C/