[发明专利]一种脱除磁性细颗粒用磁性复合无纺滤袋及制备方法

说明书

本发明涉及一种脱除磁性细颗粒用磁性复合无纺滤袋及制备方法，所述依次包括纤维覆膜层、磁性P84纤维过滤材料层和PTFE无纺基布层。将磁性P84纤维与短PTFE纤维分别制成过滤材料层和无纺基布，磁性材料层及无纺基布层经针刺复合后在磁性滤料迎风面进行纤维热压覆膜得到复合滤料，接着经过烘干、热定型、表面轧光、卷取、充磁即得。本发明的磁性无纺复合滤袋中P84纤维耐高温、阻燃性好，功能纤维覆膜使滤袋耐酸碱性强、通气性高，滤袋表面磁感应强度高，对PM2.5磁性微细颗粒物脱除作用非常显著；制备方法简单实用，成本低，适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于滤袋及其制备领域，特别涉及一种脱除磁性细颗粒用磁性复合无纺滤袋及制备方法。

背景技术

目前的静电除尘和布袋除尘技术，对粒径为0.1～2.5μm的磁性细颗粒物清除效率很低，大量细颗粒物的排放对环境造成很大负担，且细颗粒物粒径小、比表面积大，挥发性的痕量重金属元素也易富集在其表面，对人体造成危害。PM2.5磁性细颗粒物主要是由铁硅铝质物质组成的高温复合化合物,具有较高的磁化率，结合磁性细颗粒物本身的铁磁性特征，利用磁聚并技术是一种具有应用前景的磁性细颗粒物脱除方法。所谓磁聚并技术是指利用磁性或弱磁性颗粒物在磁场中受力,使颗粒之间(磁性与非磁性颗粒,铁磁性颗粒与弱磁性颗粒等)产生相对运动,从而发生碰撞,对于微米级的颗粒而言,碰撞的结果更趋向聚并长大,颗粒尺度增大,即磁聚并。

东北大学赵亮课题组发表的《Experimental study on bag filtrationenhanced by magnetic aggregation of fine particles from hot metal castingprocess》，通过在滤袋外侧放置通电线圈形成外磁场提高了微细颗粒物的脱除效率。东南大学赵长遂课题组申请的专利名称为：燃煤可吸入颗粒物的脱除方法(申请号：CN200710020631.X，公开号：CN101069872，公开日：2007年11月14日)创造性地利用硫化床气溶胶发生器将具有软磁特性的磁种气溶胶化，并加入燃煤含尘烟气中。将添加磁种的含尘烟气引入高梯度磁种聚并捕集装置，飞灰等可吸入颗粒物与磁种粒子在高梯度磁场作用下发生碰撞聚并，碰撞长大后被磁介质捕捉并脱除。美国国立橡树岭研究所Bart L.Murphy等人发表的《On the use of high-gradient magnetic force field in capturingairborne particles》，设计了一种新型气溶胶收集器，通过在收集器中放置永磁体产生高梯度磁场来捕集环境中具有铁磁性性质的微细颗粒物，以上几种方法均利用磁聚并技术通过外加磁场来脱除气体中的磁性细颗粒物，但由于方法上的限制，无法与实际工业中袋式除尘器进行有机结合，且工艺方法设备结构复杂，工艺繁多，占地较大，成本较高，均限制了其工业化应用。安徽元琛环保科技股份有限公司申请的专利名称为：一种用于过滤回收有色金属粉尘的滤袋及其制备方法(申请号：201711326304.7，公开号：CN108071020A，公开日：2018年5月25日)，创造性利用磁性纳米氧化铁、聚四氟乙烯分散乳液、分散剂乳液制成吸附层，并结合微孔复合滤料制备复合滤袋来捕集有色金属粉尘，但所用的磁性纳米氧化铁粒子具有超顺磁性，其矫顽力及剩余磁化强度都很低，无法提供感应磁场，难以起到微细颗粒磁聚并的效果，且聚四氟乙烯纤维表面羰基官能团较少，纳米粒子负载能力较低。基于这些背景，课题组提出通过P84纤维负载磁性铁酸钴纳米颗粒制成磁性复合功能滤袋，利用磁性滤袋表面感应磁场提高磁性细颗粒物捕集效率的新方法。

相对于专利CN101069872，本发明的优势在于将磁聚并技术与传统滤袋除尘技术进行有机结合，不添加额外装置及设备，成本低，便于工业化利用。

相对于专利CN108071020A，本发明的优势在于选择磁性铁酸钴纳米粒子进行负载，利用其高矫顽力及剩余磁化强度，通过充磁后提供感应磁场；选择P84纤维作为载体，因其纤维表面羰基官能团较多，相较于聚四氟乙烯具有更高的纳米颗粒负载能力，再结合纤维覆膜制成耐高温、耐酸碱的磁性复合滤袋，能适应多种复杂的烟气工况，应用更加广泛。

发明内容