專利名稱：過濾袋、該過濾袋的可打褶過濾材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于過濾，尤其例如用于布袋式除塵器中打褶的“過濾袋”的可打褶材料或織物。
背景技術(shù)：
除塵器在工業(yè)煙塵中用于去除顆粒物。除塵器通常具有上百至上千個(gè)稱為袋子的圓柱元件。這些袋子由多孔的過濾織物制成。當(dāng)氣流通過時(shí)，這些多孔的過濾織物收集顆粒物。在數(shù)分鐘的操作后，顆粒物能夠在表面上結(jié)成塊，而袋子通常用反向噴射來進(jìn)行清洗。過濾織物的一個(gè)重要參數(shù)為過濾效率。袋子的過濾效率跟總表面積有關(guān)。一般來說，如果表面積增加，則通過織物的氣體以及顆粒物的速率將會(huì)減小，這樣便減小了不想要的顆粒物通過織物的可能性，以及減少了顆粒排放。此外，更高的表面積可以減小顆粒物在受到反向噴射時(shí)嵌入織物中的可能性。以此增加過濾器的壽命。同樣，可以通過增加表面積，來增加除塵器的容量。因此，可能的話，通常設(shè)法來增加除塵器袋子的表面積。打褶的袋子一般比非打褶的袋子(例如，簡(jiǎn)單的圓筒袋子)具有更大的表面積。使用打褶袋子代替非打褶袋子是一種不需要增加除塵器系統(tǒng)大小而能增加表面積的一個(gè)方法。在許多情況下，使用打褶袋子代替非打褶袋子可以增加2 3倍的表面積。打褶袋子可以使用在打褶后仍能保持其形狀的可打褶材料制成。打褶可以通過褶裥機(jī)器完成。某些褶裥機(jī)在室溫下運(yùn)作?？商娲兀瑢?duì)于一些需要熱硬化以保留其褶狀的材料來說，使用具有加熱葉片的褶裥機(jī)來折疊織物，并在打褶處保持壓力直到織物冷卻至室溫。以前，這種方法使用了可以進(jìn)行熱成型并具有相對(duì)小密度的聚合物來實(shí)現(xiàn)?！承┳陨聿荒軣岢尚偷牟牧峡梢酝ㄟ^加入熱固性樹脂實(shí)現(xiàn)。其中的一個(gè)例子是玻璃纖維毛氈浸漬酚醛樹脂。葉片的溫度將用作隨后保持打褶形狀的酚醛樹脂定型。這種反應(yīng)是不可逆的，褶狀隨后即使在高溫下仍保持其形狀。然而，即使說明了這種工藝，某些過濾材料仍然不可以通過已知方法進(jìn)行打褶，因此就被認(rèn)為是不可打褶。然而，具有某些理想的特點(diǎn)，至少其中一種這種“不可打褶”的過濾材料盡管不可以做成打褶的形式，但仍然在某些特定的應(yīng)用中很受歡迎。由于打褶在過濾中的許多有點(diǎn)，仍然具有對(duì)這種“不可打褶”材料能成為打褶形式的強(qiáng)烈需要。這需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
如以下所說明，一種用膨體聚四氟乙烯(E-PTFE)膜覆合聚四氟乙烯(PTFE)毛氈的過濾材料，在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是不可打褶的，現(xiàn)在通過與可打褶網(wǎng)布，特別是可打褶金屬網(wǎng)布進(jìn)行氈合，便可以進(jìn)行打褶。許多金屬在制成多孔薄板的情況下可打褶，且金屬網(wǎng)布的可打褶性優(yōu)先于氈合的PTFE以及E-PTFE膜的可打褶性。當(dāng)使用金屬網(wǎng)布時(shí)，通過水力纏結(jié)法(水刺法)比針刺法更為適合。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包含毛氈的可打褶過濾材料，該毛氈具有與可打褶金屬網(wǎng)布?xì)趾系腜TFE纖維，該金屬網(wǎng)布的滲透率為12 mm水位標(biāo)尺處至少20 1/dm2/ min，密度為10(Γ1000 g/m2，而該毛氈具有150 1000 g/m2的密度以及大于網(wǎng)布的、12 mm水位標(biāo)尺處2(T250 ldm2/min的滲透率，并具有層壓在毛氈上的膜，該膜由E-PTFE制成，并具有12 mm水位標(biāo)尺處;Γ75 l/dm2/min的滲透率，優(yōu)選為12 mm水位標(biāo)尺表處12飛0 1/ dm2/min ；其中的過濾材料可以通過使用傳統(tǒng)的褶裥機(jī)在室溫下進(jìn)行打褶，并能隨后保持其褶狀。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制造可打褶過濾材料的方法，該可打褶過濾材料包括將PTFE纖維氈合在可打褶金屬網(wǎng)布上，該金屬網(wǎng)布具有至少可與PTFE纖維相比的抗逆特性，并具有在12 mm水位標(biāo)尺處至少20 l/dm2/min的滲透率和10(Tl000 g/m2的密度，直到毛氈的密度在除去網(wǎng)布密度外處于15(T1000 g/m2之間，其滲透率大于織布的滲透率并在12 mm水位標(biāo)尺時(shí)達(dá)到2(T250 l/dm2/min ；并將E-PTFE膜層壓到氈制的PTFE纖維表面上，該E-PTFE膜具有在12 mm水位標(biāo)尺時(shí)；Γ75 l/dm2/min的滲透率，優(yōu)選為12 mm 水位標(biāo)尺處12 50 l/dm7min。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于布袋式除塵器的打褶過濾袋，該過濾袋為伸長(zhǎng)的，并包括一個(gè)具有敞開末端的縱向空心中心，以及橫向圍繞該空心中心的打褶過濾壁，該打褶過濾壁具有與多孔的可打褶的網(wǎng)布?xì)趾系拿珰?，且其滲透率低于網(wǎng)布的滲透率，并適用于過濾，該過濾袋還包括一個(gè)滲透率大致低于毛氈滲透率的膜，該膜朝著空心中心在毛氈的外部覆合該毛氈，其中所有的網(wǎng)布，毛氈，以及膜都能抵抗除塵器的粗糙過濾環(huán)
^Mi ο根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種過濾織物結(jié)構(gòu)，其在底部毛氈包含可打褶網(wǎng)布。該網(wǎng)布的可打褶性優(yōu)先于過濾織物的剩余組分的可打褶性，以此使過濾織物具有可打褶性。這種結(jié)構(gòu)，或其相關(guān)的生產(chǎn)方法使例如PTFE這種傳統(tǒng)上認(rèn)為不可打褶的材料可打褶。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種E-PTFE層壓的PTEF毛氈。這種過濾織物通過將PTFE與可打褶的，耐熱以及耐化學(xué)性的網(wǎng)布?xì)趾?，在至少大致保持PTFE耐熱和耐化學(xué)性特性的同時(shí)可進(jìn)行打褶。金屬網(wǎng)布的可打褶性在結(jié)合上具有優(yōu)先性，并使整個(gè)材料可打褶。在以下的說明部分中，“可打褶的”是在過濾可操作性的前提下進(jìn)行理解，在正常使用或介紹使用的前提下可打褶過濾成分將在合理的使用期限保持其褶狀。例如，具有滌綸網(wǎng)布的滌綸毛氈可以認(rèn)為是不可打褶的織物，然而，與密度更大以及更硬的滌綸熱壓粘合時(shí)，可以認(rèn)為是可打褶。


在附圖中，圖1為具有可打褶網(wǎng)布的毛氈實(shí)施例的片段透視圖。
具體實(shí)施例方式仍然以非打褶形式使用的材料的一個(gè)例子為聚四氟乙烯(PTFE)，至少部分由于其突出的耐熱和耐化學(xué)性，使其在粗糙的環(huán)境下成為唯一可行的選擇。仍然使用不打褶的PTFE基袋子的一個(gè)例子為灰化設(shè)施廢棄物的除塵器。灰化廢棄物通常包含在燃燒過程中釋放腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，例如HC1，H2S04,以及HF的塑料，PTFE因其能抵抗高溫(大約150 to 260°C)與在廢棄物灰化氣態(tài)的副產(chǎn)物中的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合而受到關(guān)注。在例如可容忍排放量很低的廢棄物灰化應(yīng)用中，PTFE織物可以通過膜覆合來獲得更有效的過濾。 為此可以使用多孔的膨脹的PTFE膜，層壓到PTFE毛氈上。將具有PTFE網(wǎng)布的PTFE毛氈進(jìn)行打褶的嘗試失敗，在打褶之后，褶狀不能以滿意的方式得到保持。此外，研究發(fā)現(xiàn)，在PTFE中加入樹脂是無效的，其原因至少部分由于許多測(cè)試樹脂在PTFE纖維上缺乏粘附性和潤(rùn)濕性。考慮到當(dāng)下人們對(duì)使用打褶袋子替代直筒袋子的巨大激勵(lì)，而目前在應(yīng)用除塵器的場(chǎng)合例如廢物焚化設(shè)施中還只是繼續(xù)使用不打褶的PTFE過濾袋子，這本身證明了前述材料的打褶形式的不可行性。通過以下所述，將會(huì)明白如何通過將纖維氈合在可打褶網(wǎng)布上使這種或其它材料成為可打褶。一種能使PFFE毛氈可打褶的可打褶網(wǎng)布為金屬網(wǎng)布。圖1展示了一個(gè)將PTFR毛氈水刺到金屬網(wǎng)布上樣品的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中， 該金屬網(wǎng)布為方形的鋼絲網(wǎng)。如圖所示樣品在底部以及左手側(cè)角落的切除部分所示，該金屬網(wǎng)布夾在兩層PTFE毛氈之間。事實(shí)上，在PTFE纖維水力纏結(jié)的過程中，纖維至于網(wǎng)布的一側(cè)，并部分地穿過至另一側(cè)。圖中展示了該樣品的右手側(cè)為經(jīng)過打褶的。E-PTFE膜(未圖示)可以隨后層壓到具有金屬網(wǎng)布的PTFE毛氈的表面上。PRFE毛氈可以當(dāng)做E-PTFE膜的支撐層，該E-PTFE膜的滲透率大致低于毛氈的滲透率。在使用中，Ε-Ρ Ε膜朝向過濾袋的外側(cè)，并決定了過濾材料相對(duì)低的滲透率。毛氈可因此用于提供膜的緩沖支撐，并與金屬網(wǎng)布結(jié)合提供了膜的機(jī)械抵抗性，該膜在使用中作為真是的“過濾器”，但事實(shí)上并不單獨(dú)使用。實(shí)際上在許多應(yīng)用中，如果膜與網(wǎng)布直接粘附而并非通過毛氈來支撐的話，在使用過程中通過網(wǎng)布傳給E-PTFE膜的壓力使得膜具有很短的使用壽命。該金屬網(wǎng)布由于其更高的可打褶性在裝配中占有優(yōu)先性，其對(duì)過濾材料額外地提供可打褶性。毛氈可以用膨脹多孔的或非膨脹的PTFE纖維制成。毛氈可以通過噴水，一種通常稱為水力纏結(jié)的方法，將纖維水刺在金屬網(wǎng)布上來制成。水力纏結(jié)法可以避免或減少對(duì)金屬網(wǎng)布造成的損害，如果使用傳統(tǒng)的針刺制氈法就會(huì)對(duì)金屬網(wǎng)布造成損害。毛氈可以具有 150 1000 g/m2的密度，優(yōu)選為250 700 g/m2，以及在12 mm水位標(biāo)尺時(shí)20 250 l/dm2/min 的滲透率，例如，優(yōu)選為高于1001/dm7min。金屬網(wǎng)布可以由鍍鋅鋼，不銹鋼，鋁，鋁合金，青銅，黃銅，銅，銅基合金，鎳，鎳基合金或其它合適的金屬或合金制成。只要該金屬或合金需具有合適的可打褶性以及抵抗性， 并具有足夠的延展性來進(jìn)行打褶而不會(huì)斷裂。該金屬可以為編織網(wǎng)，穿孔的金屬板或可以用其它任何方法來產(chǎn)生具有合適孔的金屬板。該材料的滲透率應(yīng)該大于毛氈所需要的滲透率，優(yōu)選為12 mm水位標(biāo)尺時(shí)至少20 l/dm2/min。金屬網(wǎng)布的密度為10(Tl000 g/m2，例如優(yōu)選為30(T700 g/m2。不同的已經(jīng)種類金屬的金屬網(wǎng)布可以對(duì)化學(xué)制品以及溫度具有抵抗性的特點(diǎn)，適合用于粗糙應(yīng)用。氈制的支撐層可以層壓膜之前用粘合劑進(jìn)行處理，或省略使用粘合劑。毛氈的纖維可以在某些應(yīng)用中以粘合方式作用。如果使用粘合劑，該粘合劑可以為氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)或六氟丙烯-四氟乙烯共聚物，例如，或其它任何合適的粘合劑。該粘合劑可以配制為重量為25飛0 %濃度的液體懸浮液，并可以噴射至支撐層的選定側(cè)上或通過滾筒轉(zhuǎn)移至支撐層的選定側(cè)上。該材料可以隨后在大約12(T240°C的烤箱內(nèi)加熱，以蒸發(fā)溶劑。蒸發(fā)之后，所轉(zhuǎn)移的固體粘合劑可以代表19Γ10%的相對(duì)重量(相對(duì)于織物的重量)。由商業(yè)可用的E-PTFE制成的膜優(yōu)選地具有12 mm水位標(biāo)尺時(shí);Γ75 l/dm2/min的滲透率，更優(yōu)選地，具有12 mm水位標(biāo)尺時(shí)12飛0 l/dm2/min的滲透率，該膜可以在270°C 下層壓到具有粘合劑的一側(cè)。值得注意的是在某些情況下，例如在焚燒爐應(yīng)用PTFE毛氈時(shí)，一些催化劑的顆粒會(huì)沉積在PTFE纖維的表面或嵌入其內(nèi)部。這在可打褶織物中是有利的，且一般不會(huì)影響其可打褶性。例如，某些催化劑幫助減少二惡英，氧雜茂或以及一氧化二氮從廢棄灰化物中的排放。催化劑通常的體積小于PTFE纖維體積的20%。催化劑的實(shí)施例包括二氧化鈦 (TiO2),鐵以及鈷(以氧化物的形式存在)鎳，白金以及鈀，其它催化劑的實(shí)施例包括沸石，氧化銅，氧化鎢，氧化鋁，氧化鉻，金，銀，銠等。如果使用催化劑，該催化劑的顆粒尺寸應(yīng)該為小于10微米，但可以為任何合適的形狀，例如球體狀，板狀，碎片狀等。得到的可打褶過濾材料，或織物可以包括水刺到鋼網(wǎng)布上的PTFE纖維，并被膜所覆合。這種織物可以通過使用傳統(tǒng)的室溫下運(yùn)作的褶裥機(jī)進(jìn)行打褶?？纱蝰藿饘倬W(wǎng)布的使用可以不需要使用加熱的褶裥機(jī)葉片。以下提供這種典型的實(shí)施例
實(shí)施例1
PTFE纖維通過水力纏結(jié)法水刺在400 g/m2的不銹鋼網(wǎng)布上。在纏結(jié)之后總密度為800 g/m2。在這個(gè)步驟中的材料其滲透率為大約200 l/dm2/min。所得到的氈制支撐材料用FEP 顆粒懸浮液進(jìn)行噴射，在150°C溫度下干燥后加入大約25g/m的FEP顆粒。然后在FEP顆粒溫度上升至270°C時(shí)將膜層壓在毛氈上。所得到的過濾材料具有825 g/m2的密度，以及 12 mm水位標(biāo)尺時(shí)15 30 l/dm2/min的滲透率，并在室溫下為可打褶。實(shí)施例2
顆粒尺寸小于10微米的二氧化鈦顆粒與PTFE分散液混合。二氧化鈦可以相當(dāng)于體積的廣90%，優(yōu)選為體積的25、5%，該糊狀物經(jīng)過擠壓并壓光以形成帶，該帶沿著長(zhǎng)度裂開， 膨脹，并用旋轉(zhuǎn)針輪進(jìn)行處理。這些具有催化劑在表面的纖維通過水力纏結(jié)法水刺到不銹鋼316網(wǎng)布上。在纏結(jié)后總密度達(dá)到900 g/m2。E-PTFE膜直接層壓到催化劑毛氈的表面上，纖維用作粘合試劑。所得到的材料具有900 g/m2的密度，12 mm水位標(biāo)尺時(shí)15 30 1/ dm2/min的滲透率，并在室溫下可打褶。上述實(shí)施例僅用于說明，替代性的實(shí)施例同樣可以實(shí)施。例如，通過使用更多或更少的水刺PTFE，以及不同的E-PTFE膜可以得到更厚或更薄的織物?？纱蝰薜慕饘倬W(wǎng)布可以用于除了 PTFE外的其它材料。此外，其它除金屬外的網(wǎng)布可以具有相似的可打褶性以及抵抗性。催化劑的使用為可選擇的。本發(fā)明的保護(hù)范圍通過以下權(quán)利要求說明。
權(quán)利要求
1.一種可打褶過濾材料，其特征在于，包括具有氈合在可打褶金屬網(wǎng)布上的聚四氟乙烯纖維的毛氈，所述金屬網(wǎng)布的滲透率為12 mm水位標(biāo)尺處至少20 l/dm2/min，密度為100 1000 g/m2，所述毛氈的密度為150 1000 g/ m2，而其滲透率適當(dāng)高于所述金屬網(wǎng)布的滲透率，為12 mm水位標(biāo)尺處2(T250 l/dm2/min ；層壓在所述毛氈上的膜，所述膜由膨體聚四氟乙烯制成，其滲透率為12 mm水位標(biāo)尺處 3 75 l/dm2/min的滲透率；其中，所述過濾材料可以在室溫下進(jìn)行打褶，并能隨后保持其褶狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述聚四氟乙烯纖維被水刺到所述金屬網(wǎng)布上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于還包括尺寸小于10微米的催化劑顆粒，其中，至少一個(gè)顆粒存在于聚四氟乙烯纖維的表面上，至少一個(gè)顆粒嵌入聚四氟乙烯纖維內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述催化劑顆粒選自以物質(zhì)二氧化鈦，氧化鐵，沸石，氧化銅，氧化鶴，氧化招，氧化鈷，氧化鎳，氧化鉻，鈀，鎳，金， 鉬，銀和銠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述膜的滲透率為12mm水位標(biāo)尺處12 50 l/dm2/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述膜直接層壓在所述毛氈上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述膜通過粘合劑直接層壓在所述毛氈上，所述粘合劑的抗逆特性至少相當(dāng)于所述聚四氟乙烯纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述粘合劑為氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)或六氟丙烯-四氟乙烯共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打褶過濾材料，其特征在于所述金屬網(wǎng)布具有至少與聚四氟乙烯纖維相當(dāng)?shù)哪突瘜W(xué)性和耐熱性。
10.一種制造可打褶過濾材料的方法，其特征在于，包括將聚四氟乙烯纖維氈合在可打褶金屬網(wǎng)布上形成毛氈，直到除去金屬網(wǎng)布密度外的毛氈密度達(dá)到15(Tl000 g/m2，且滲透率大于網(wǎng)布的滲透率、達(dá)到12 mm水位標(biāo)尺處20 250 1/dm2/min，所述金屬網(wǎng)布的滲透率為12 mm水位標(biāo)尺處至少20 l/dm2/min，密度為10~1000 g/m2，；將膨體聚四氟乙烯膜層壓到氈合過的聚四氟乙烯纖維表面上，所述膨體聚四氟乙烯膜的滲透率為12 mm水位標(biāo)尺處;Γ75 l/dm2/min。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于氈合步驟通過水刺法實(shí)現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述層壓還包括將溶劑液體懸浮液中的粘合劑涂敷在氈合過的聚四氟乙烯纖維表面上，然后蒸發(fā)掉溶劑，所轉(zhuǎn)移的固體粘合劑的相對(duì)重量大約為1°/Γ10%。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述層壓直接在氈合過的聚四氟乙烯纖維表面上實(shí)現(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于包括在室溫下對(duì)過濾材料進(jìn)行打褶。
15.一種用于布袋式除塵器的打褶過濾袋，其特征在于所述過濾袋為長(zhǎng)形，并包括具有敞開末端的縱向空心中心，以及圍繞該空心中心的打褶過濾壁，所述打褶過濾壁具有氈合在多孔可打褶網(wǎng)布上的毛氈，且其滲透率低于網(wǎng)布的滲透率，并適用于過濾，所述過濾袋還包括膜，該膜的滲透率大致低于毛氈的滲透率，且所述膜覆合在所述毛氈的朝著空心中心的外側(cè)上，其中，所有的網(wǎng)布、毛氈和膜都能耐受除塵器的惡劣過濾環(huán)境。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過濾袋，其特征在于所述網(wǎng)布由金屬制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的過濾袋，其特征在于所述毛氈具有聚四氟乙烯纖維和由膨體聚四氟乙烯制成的所述膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的可打褶過濾袋，其特征在于至少其中一顆催化劑顆粒存在于PTFE纖維的表面，同時(shí)至少其中一顆催化劑顆粒嵌入PTFE纖維內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15 18中的任意一項(xiàng)所述的過濾袋，其特征在于所述毛氈通過噴水法水刺到網(wǎng)布上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于布袋式除塵器的過濾袋，為長(zhǎng)形的并具有末端敞開的縱向空心中心，打褶的過濾壁圍繞該空心中心。該打褶過濾壁具有毛氈，例如將PTFE纖維氈合在由金屬制造的多孔可打褶網(wǎng)布上，其滲透率低于網(wǎng)布的滲透率。本發(fā)明還涉及一種低滲透率材料的膜，例如E-PTFE膜，覆合在過濾袋外側(cè)上的支撐毛氈上。
文檔編號(hào)B01J20/08GK102196851SQ200980142559
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者盧卡·帕倫特, 西爾萬·維厄耶 申請(qǐng)人:瑟法Bdh有限公司