[发明专利]复合过滤介质

说明书

发明背景

本发明领域一般涉及复合非织造过滤介质，更具体地讲涉及纺粘的非织造过滤介质，所述过滤介质具有施用到至少一个表面上的基于纳米纤维的层。

某些已知的过滤介质复合材料构建体结合了湿法成网造纸法来制备基底，并且引入电纺丝技术来将轻质纳米纤维涂层沉积在过滤介质基底的一侧或两侧上。所述介质基底通常具有100-120克/平方米(g/m²)的基重，并且所述纳米纤维层具有0.1g/m²或更小的基重。

已知轻质纳米纤维层易在高机械应力应用中受损，主要是因为所述纳米纤维层是由具有小于500纳米(nm)，并且更典型为100nm直径的纤维形成的。就依靠极性吸引力的电纺丝纤维而言，已知存在纳米纤维从过滤介质上脱落的“脱落”问题，因为纳米纤维和基础介质之间的吸引键较弱。并且，已知的电纺丝纳米纤维层在结构上是二维的或者在厚度上是单纤维层，并且当纳米纤维层断裂或中断时，粉尘能够容易地穿过基础介质基底。在纳米纤维层受损之后，粉尘允许穿过基础介质并且造成过滤器的操作压降升高。此外，已知的介质基底还具有机械应力限制，并且在高粉尘负荷下易于变形。

这些已知的过滤介质复合材料构建体当被用于过滤电力生产气体涡轮机的入口空气时，能够在过滤器的使用寿命之内允许细尘颗粒穿过过滤器。这些已知的过滤介质类型通常将具有新的或清洁的电中性操作效率。当根据EN 1822(1998)测试规程在已知的操作流速下测试时，其在通常大于7.0mmH₂O的压降和小于300的品质因子下提供约55％的0.4μm颗粒的捕集。已知由于该低的初始效率，在24,000小时的使用寿命内，多达15至20磅的粉尘能够穿过已知的过滤介质。使涡轮叶片长期暴露在粉尘中能够造成严重的和灾难性的污垢和对涡轮叶片的腐蚀。当前的清洁涡轮叶片的工序需要在定期的间隔时间处使涡轮机离线以将叶片水洗干净。涡轮机停机时间是昂贵的，因为涡轮机不工作，并因此减少了电力生产。期望提供一种在相近的或减小的压降下比已知过滤介质效率更高的过滤介质以缩减或取消清洁涡轮叶片和/或更换受损叶片的涡轮机停机时间。

发明简述

在一个方面，提供了复合过滤介质结构。所述复合过滤介质结构包括基础基底，所述基础基底包括使用纺粘工艺由多根纤维形成的非织造合成织物。根据EN 1822(1998)测试规程测定，所述基础基底具有约35％至小于50％的过滤效率。将纳米纤维层沉积在所述基础基底的一侧上。根据EN 1822(1998)测试规程测定，所述复合过滤介质结构具有约70％的最小过滤效率。

在另一方面，提供过滤元件。所述过滤元件包括第一端盖、第二端盖、以及复合过滤介质结构。所述复合过滤介质结构包括基础基底，所述基础基底包括使用纺粘工艺由多根纤维形成的非织造合成织物，根据EN 1822(1998)测试规程测定，所述基础基底具有约35％至小于50％的过滤效率。将纳米纤维层沉积在所述基础基底的一侧上。根据EN 1822(1998)测试规程测定，所述复合过滤介质结构具有约70％的最小过滤效率。

附图简述

图1是复合过滤介质的示例性实施方案的剖视图。

图2是图1中所示纤维的显微照片。

图3是图1中所示基础介质基底的显微照片。

图4是图1中所示的粘结型基础介质基底的顶视图。

图5是包括图1中所示过滤介质的滤筒的侧视图。

图6是包括图4中所示滤筒的过滤组合件的透视图。

图7是根据示例性实施方案在各种基重下0.3微米基础介质基底的分级效率的柱状图。

图8是与具有和不具有纳米纤维层的比较性基础介质基底相比，根据示例性实施方案具有和不具有纳米纤维层的0.3微米基础介质基底的分级效率的柱状图。

图9是与具有和不具有纳米纤维层的比较性基础介质基底相比，压降对根据示例性方面具有和不具有纳米纤维层的基础介质基底的柱状图。

发明详述