專利名稱：含有聚苯硫醚纖維和丙烯酸纖維的袋式過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有增強過濾性能的袋式過濾器。這種袋式過濾器在過
濾熱氣體如溫度為150。C或甚至更高的氣體時尤為有用。在一種實施方 式中，這種袋式過濾器在使電廠達到排放標準時尤為有用。
2. 相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的描述
以Chapman等人的歐洲專利申請386 975中〃>開的為例，過濾熱氣 用的聚苯硫醚袋式過濾器已被人們所知并用于保護環(huán)境免受來自瀝青
廠，煤廠和其它工業(yè)方面的顆粒物的污染。由于來自這類工廠的高的、 潛在環(huán)境影響，因此任何潛在提高單位重量的袋式過濾器對顆粒物的捕 獲的改進都是人們所期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種袋式過濾器，其具有管狀部分、 一個封閉端和一個 開放端，該管狀部分具有無紡氈，其包含基于氈內(nèi)聚苯硫醚纖維和丙烯 酸纖維的總重量的50-80重量份的聚苯硫醚纖維和20-50重量份的丙烯 酸纖維的精密纖維混紡物，其中丙烯酸纖維的單絲旦數(shù)等于或低于聚苯 硫醚纖維的單絲旦數(shù)。


附圖展示了本發(fā)明的袋式過濾器的 一種實施方式。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種袋式過濾器，其由50-80重量份的聚苯硫醚纖維和 20-50重量份的丙烯酸纖維的精密纖維混紡物制成，其中丙烯酸纖維的 單絲旦數(shù)等于或低于聚苯硫醚纖維的單絲旦數(shù)。本發(fā)明人們出乎意料地 發(fā)現(xiàn)某些通常被認為是不適合用于熱氣環(huán)境中的丙烯酸纖維能提高袋 式過濾器的過濾性能。據(jù)信丙烯酸纖維與聚苯硫醚纖維一同用在袋式過濾器中能夠留住更多的顆粒物，而不會對袋式過濾器的力學(xué)性能產(chǎn)生不 良影響。
附圖展示了本發(fā)明的過濾袋的一種實施方式。過濾袋1具有封閉
端2、開放端3和管狀部分4。在示例的實施方式中，該過濾袋還具有 連接至袋的開放端的彈簧鋼金屬卡環(huán)(snap ring) 5。該袋的管狀部分4 包含搭接的過濾氈，其用三條縫綴7縫合形成接縫6。在該實施方式中 的袋的封閉端還包括過濾氈，其在8處縫合到用于管狀部分的氈的末端。 附圖代表的是優(yōu)選的實施方式，但過濾袋其它可能的構(gòu)造，取向，和特 征也可采用，例如在編號為以下的美國專利中描述的那些Wittemeier 等人的3,524,304號專利；Hixenbaugh的4,056,374號專利;Peterson的 4,310,336號專利;Reier的4,481,022號專利；Tafara的4,490,253號專 利；和/或Tafara的4,585,833號專利。
在一些實施方式中，過濾袋的封閉端2如圖所示為縫合到管狀部分 上的過濾材料盤。在其它的一些實施方式中，封閉端可由一些其它的材 料制成，例如在一些情況下可能需要金屬封閉端。在其它的實施方式中， 封閉端可采用超聲波，粘合劑或熱進行接合或以縫合之外的其它 一些方 式進行封閉。在另一種實施方式中，用于袋的管狀部分的氈可集合在一 起或進行折疊后再封閉而形成封閉端。
在一些實施方式中，袋的開放端3可提供用于將袋連接至窩眼盤 (cell plate)上的部件。在一些實施方式中，袋的開放端可調(diào)節(jié)大小， 使得能夠通過將袋滑過專門設(shè)計的窩眼盤而實現(xiàn)適貼配合。
在本發(fā)明的一些實施方式中，用在管狀部分4中以及任選用在封閉 端2中的過濾材料是無紡織物或氈。無紡織物或氈可通過傳統(tǒng)的無紡成 片工藝制成，這些工藝包括用于制備氣流成網(wǎng)無紡布，濕法成網(wǎng)無紡布 的工藝，或由梳理設(shè)備制成的無紡布；并且這些形成的片可通過射流噴 網(wǎng)，水刺，針刺，或其它可產(chǎn)生無紡織物的工藝而壓合成織物。在美國 專利3,508，308和3,797,074中揭露的射流噴網(wǎng)法；以及在美國專利 2,910,763和3,684,284中揭露的針刺法是現(xiàn)有技術(shù)中熟知的用來生產(chǎn)無 紡織物和氈的傳統(tǒng)方法的例子。
在一些優(yōu)選的實施方式中，無紡氈是針刺氈；而在其它的一些優(yōu)選 實施方式中，無紡氈是噴刺氈。氈的基重通常為每平方碼約8至16盎 司，在一些優(yōu)選的實施方式中為每平方碼12-14盎司。在一些實施方式中，任選位于本發(fā)明過濾袋的封閉端2內(nèi)的管狀部 分4是一單層的過濾材料。在一些其它的實施方式中，管狀部分是用由 稀松網(wǎng)格布(scrim)或增強布支持的過濾材料制成，這在袋脈沖期間提 供穩(wěn)定性。在一些優(yōu)選的實施方式中，無紡氈包含用與氈內(nèi)的短纖維相 容的纖維制成的支持織造稀松網(wǎng)格布。這種類型的氈可使用標準的梳理 和交叉搭接設(shè)備將短纖維轉(zhuǎn)入交叉搭接的絮墊中而制作，絮墊的基重為 每平方碼約4-8盎司(每平方米135-270克)，優(yōu)選為每平方碼約6盎 司(每平方米200克)。如果需要，隨后例如可在標準的針刺機將絮墊 粗縫或輕壓合。然后，可將這些絮墊中的兩或更多層定位于基重為每平 方碼約l-4盎司(每平方米34-135克)，優(yōu)選為每平方碼約2盎司(每 平方米70克)的織造稀松網(wǎng);f各布兩面的每一面上，并對兩面上的三層 絮墊均針刺若干次以生產(chǎn)過濾氈。在一些優(yōu)選的實施方式中，織造稀松 網(wǎng)格布含有聚苯硫醚纖維、間位芳綸纖維或它們的混合物。
在示于圖中的優(yōu)選的實施方式中，過濾材料4荅接成具有接縫6的過 濾材料的圓筒，該接縫隨后用高溫細絲如具有3-6股折疊的芳綸纖維， 含氟聚合物纖維，玻璃纖維，或它們的組合或混紡形成的細絲縫合。在 其它的實施方式中，搭接的接縫可通過超聲波，粘合劑，熱，或這些縫 合方式的組合來封閉。
本發(fā)明的袋式過濾器的一個特征是它包含無紡氈，其含有基于氈內(nèi) 聚苯硫醚纖維和丙烯酸纖維的總重量的50-80重量份的聚苯硫醚纖維和 20-50重量份的丙烯酸纖維的精密纖維混紡物。在一優(yōu)選的實施方式中， 精密纖維混紡物含有65-75重量份的聚苯硫醚纖維。在另一優(yōu)選的實施 方式中，精密纖維混紡物含有25-35重量份的丙烯酸纖維。纖維在氈內(nèi) 以精密纖維混紡物的形式分布，這意味著聚苯硫醚纖維和丙烯酸纖維在 桂內(nèi)均勻地混合和分布。這就在氈內(nèi)形成了均勻的混合物，從而避免了 由于在氈內(nèi)任何部分中的高濃度丙烯酸纖維導(dǎo)致的熱斑或局部區(qū)域。
該精密纖維混紡物可通過傳統(tǒng)方法形成。例如，在一種實施方式中， 由纖維包獲得的巻曲的短纖維團可通過如清棉機這樣的設(shè)備打開，然后 用任何可獲得的方法如氣流輸送法進行混紡，從而形成更為均勻的混合 物。在一可替代的實施方式中，纖維可在清棉機中打開纖維之前進行混 紡形成均勻的混合物。在又一可能的實施方式中，纖維可被切割混合， 即各種纖維類型的束可組合然后切成短纖維。隨后可使用如前面提及的傳統(tǒng)方法將混紡纖維轉(zhuǎn)化為無紡織物或氈。 一般來說，這包括使用如梳 理機這樣的裝置來形成纖維網(wǎng)，盡管也可使用如纖維的氣流成網(wǎng)和濕法 成網(wǎng)這些的其它方法。如果需要的話，纖維網(wǎng)隨后可通過傳送裝置送到 如交叉鋪網(wǎng)機這類裝置，通過將單層網(wǎng)按鋸齒形結(jié)構(gòu)覆在另 一層之上而 產(chǎn)生交叉搭接的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的袋式過濾器的另 一個特征是與聚苯硫醚纖維相比，丙烯酸 纖維具有相同或較低的單絲旦數(shù)或單絲的線性密度，從而提高氈內(nèi)顆粒 保留和改進袋式過濾器的性能。在一些實施方式中，聚苯硫醚纖維具有
的線性密度為約1.5-3旦/單絲(1.7-3.3分特/單絲)，丙烯酸纖維具有的 線性密度為約0.5-3旦/單絲(0.6-3.3分特/單絲)。在一種優(yōu)選的實施方 式中，聚苯硫醚纖維的線性密度大于1.8旦/單絲(2.0分特/單絲)，上 至約2.2旦/單絲(2.4分特/單絲)；丙烯酸纖維的線性密度從約0.9旦/ 單絲(1.0分特/單絲)到1.8旦/單絲(2.0分特/單絲)。用于本發(fā)明中 的纖維優(yōu)選具有約1.5-3.0英寸(38-76 mm)的切割長度，并使之巻曲， 具有每英寸約4-10個巻的巻曲頻率(每厘米1.5-4個巻)。
丙烯酸聚合物的比重(約1.16)低于聚苯硫醚聚合物的比重(約 1.34-1.38 ),因此對于相同旦數(shù)的纖維而言，丙烯酸纖維單絲的直徑將 大于聚苯硫醚纖維的單絲的直徑，且丙烯酸纖維的單位重量表面積大于
聚苯硫醚纖維的單位重量表面積。因此，當用具有相同單絲旦數(shù)的丙烯 酸纖維和聚苯硫醚纖維氈制成的袋式過濾器與用具有相同單絲旦數(shù)的 單純聚苯硫醚纖維制成的袋式過濾器相比較時，袋子將具有相同的單位 重量，然而丙烯酸/聚苯硫醚袋式過濾器將具有更大的可捕獲顆粒的纖維 表面積。當丙烯酸纖維的單絲旦數(shù)低于聚苯硫醚纖維時，可在單位重量 的袋式過濾器內(nèi)摻入更多的丙烯酸纖維，由于單絲數(shù)目的增加使得表面 覆蓋率增加從而也提高了過濾性能。在另一方面，當丙烯酸纖維的單絲 旦數(shù)略微大于聚苯硫醚纖維時，由于丙烯酸纖維具有較大的表面積，但 基于單位重量必須使用較少的丙烯酸纖維，可推知由此得到的袋式過濾 器的過濾性能較差。
用于本發(fā)明的丙烯酸纖維包括占總丙烯酸纖維至少85重量％的丙 烯腈單元。丙烯腈單元是-(CH2-CHCN)-。丙烯酸纖維可以是由占85重量 %或更高的丙烯腈和占15重量％或更少的可與丙烯腈發(fā)生共聚的烯烴 單體組成的丙烯酸聚合物制成，或者是由這些丙烯酸聚合物的兩種或多
6種的混合物制成。可與丙烯腈發(fā)生共聚的烯烴單體的例子包括丙烯酸、 曱基丙烯酸及其酯(丙烯酸曱酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基 丙烯酸乙酯等)，醋酸乙烯酯，氯乙烯，偏氯乙烯，丙烯酰胺，曱基丙 烯酰胺，甲基丙烯腈，烯丙基石黃酸，甲石黃酸和苯乙烯磺酸。我們在美國 專利3，047，455中公開了制備丙烯酸聚合物和纖維的示例方法。丙烯酸 纖維已由包括Solutia, Inc.和Bayer Inc.在內(nèi)的眾多公司以商業(yè)規(guī)沖莫進 行制造； 一種特別優(yōu)選的丙烯酸纖維是由Pace, FL的Sterling Fibers, Inc. 生產(chǎn)的。
用于本發(fā)明的聚苯硫醚纖維具有良好的耐熱性，耐化學(xué)品性和耐水 解性，并且至少90Q/。的纖維組成單元是具有聚苯硫醚結(jié)構(gòu)單元-(C6 H4 -S)-的聚合物。聚苯硫醚纖維由如Toray Industries Inc., Kureha Chemical Industry Co.，和Toyobo Co.這些公司以商品名如Toray PPS , Forton , Ryton⑧和Procon⑧進行銷售。
測i式方法
可按照ASTM D 6830對過濾袋的過濾性能進行測量；按照ASTM D 461測量mullen頂破強度；以及按照ASTM D 5035測量斷裂強度和拉 長。
實施例1
通過壓合和混合來自絮墊的短纖維制得了含67重量份的單絲旦數(shù) 為2 (2.2分特/單絲)、切割長度為2英寸(50mm)的聚苯硫醚纖維和 33重量份的單絲旦數(shù)為0.9( 1.0分特/單絲)、切割長度為2英寸(50 mm ) 的丙烯酸纖維的精密纖維混紡物。使用標準的梳理和交叉搭接設(shè)備將這 些纖維轉(zhuǎn)變成具有約6盎司每平方碼的基重(每平方米200克)的交叉 搭接的絮墊，其隨后在標準的針刺機上被粗縫或輕壓合。將兩個這樣的 絮墊放置在織造稀松網(wǎng)格布的各側(cè)上，織造稀松網(wǎng)格布具有約2盎司每 平方碼(每平方米70克)的基重，并完全由聚苯硫醚細紗構(gòu)成，從每 一側(cè)上對這三層針刺數(shù)次以產(chǎn)生標稱為每平方碼14盎司(每平方米475 克)的過濾氈。然后可將氈制成長為約120英寸(305 cm)、雙層扁寬 為7英寸(18 cm)和卡環(huán)頂為5英寸(13 cm)的過濾袋。該袋也可在 接縫處具有三條縫綴。
權(quán)利要求
1.一種袋式過濾器，其具有管狀部分，一個封閉端和一個開放端，該管狀部分具有含以下組成的精密纖維混紡物的無紡氈a)50-80重量份的聚苯硫醚纖維和b)20-50重量份的丙烯酸纖維，重量份數(shù)是基于氈內(nèi)聚苯硫醚纖維和丙烯酸纖維的總重量計，其中丙烯酸纖維的單絲旦數(shù)等于或低于聚苯硫醚的單絲旦數(shù)。
2.:權(quán)利要求、的袋式過濾器:包5含65-^;量份的聚苯硫醚纖維。
3. 權(quán)利要求l的袋式過濾器，包含25-35重量份的丙烯酸纖維。
4. 權(quán)利要求l的袋式過濾器，其中該無紡氈是針刺氈。
5. 權(quán)利要求l的袋式過濾器，其中該無紡氈是噴刺氈。
6. 權(quán)利要求1的袋式過濾器，其中聚苯硫醚纖維的單絲旦數(shù)為 1.5-3.0。
7. 權(quán)利要求1的袋式過濾器，其中丙烯酸纖維的單絲旦數(shù)為0.5-3。
8. 權(quán)利要求1的袋式過濾器，其中該封閉端也含有精密纖維混紡物。
9. 權(quán)利要求1的袋式過濾器，其中該氈的基重為每平方碼8-16盎司。
10. 權(quán)利要求9的袋式過濾器，其中該氈的基重為每平方碼12-14 盎司。
11. 一種過濾熱氣的方法，包括將加熱到至少15(TC溫度的氣體通 過權(quán)利要求1的袋式過濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種袋式過濾器，其具有管狀部分，一封閉端和一開放端，該管狀部分具有無紡氈，其包含基于聚苯硫醚纖維和丙烯酸纖維的總重量的50-80重量份的聚苯硫醚纖維和20-50重量份的丙烯酸纖維的精密纖維混紡物，其中丙烯酸纖維的單絲旦數(shù)等于或低于聚苯硫醚的單絲旦數(shù)。
文檔編號B01D39/16GK101516466SQ200780034142
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者A·科利, H·H·富爾斯滕, K·H·維斯 申請人:納幕爾杜邦公司