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改性彗星纤维滤料的制备方法

阅读:924发布:2020-05-17

专利汇可以提供改性彗星纤维滤料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种改性 彗星 纤维 滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝,将涤纶纤维丝集束,将涤纶纤维 丝束 注塑压球,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料,还包括下述步骤:(1)将 机械加工 好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌后捞出空 水 备用;(2)将2%(体积百分比)的粘胶油、1.5%(体积百分比)的 硅 胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后把配置好的药液输入到 高压釜 中;(3)将步骤(1)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110℃时切断电源,保持0.11-0.15MPa压 力 2-3分钟;然后把高压釜加入 冷却水 降温至50℃后,开启出口 阀 门 ,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至另一容器中;(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,取出晾干后即为成品。,下面是改性彗星纤维滤料的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,其特征是:还包括下述步骤: (1)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟(后将其表面的油用清冲洗干净,然后捞出空水备用; (2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可; (3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C -120°C范围内,保持0.ll-ο.15MPa压2_3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中; (4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
2.根据权利要求1所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述将涤纶纤维原料纺丝的步骤具体为将涤纶纤维原料熔融纺丝湿法纺丝,拉伸3-8倍,使纤维直径为0.5-50??m,其中纺丝温度50-300°C,纺速500-3000米/分。
3.根据权利要求1所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述将涤纶纤维丝集束的步骤具体为将100至10000根涤纶单纤维合并在一起,即集束,纤维之间保持平行。
4.根据权利要求1所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤具体 为将集束的涤纶纤维丝拉直,将ABS树脂过热熔、注塑的方法,在纤维集束上每隔35-40mm形成一个球形彗核,使纤维不会滑移。
5.根据权利要求1所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤具体为将注塑压球之后的涤纶纤维丝束每隔I个球形彗核进行切断,由于纤维的自然松弛和收缩,便形成了彗星式纤维滤料。
6.根据权利要求4所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述球形彗核的直径为4_6mm。
7.根据权利要求5所述的改性彗星纤维滤料的制备方法,其特征是:所述彗星式纤维滤料的两端彗尾纤维的长度比为0.5-0.8:1。

说明书全文

改性彗星纤维滤料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新型除油过滤材料的制备方法,具体涉及一种改性彗星纤维滤料的制备方法。

背景技术

[0002] 当今处理技术中,大流量水体的悬浮颗粒分离工艺是制约水处理工程的一个难题。评价过滤器是否处于高效状态,滤料的自适应性是关键,即过滤时滤料构成的滤层具有空隙率从上到下逐渐变小的“理想滤层”的特点,反冲洗后滤料充分清洁,并且“理想滤层”的特点不被改变。过滤池借粒状材料的表面积附着悬浮固体,借颗粒间的空隙来贮存所截留的悬浮固体。因此颗粒滤料所具有的比表面积和空隙度大小反应了滤池所具有的去除悬浮固体的极限能。因此,要突破上述滤池的截留悬浮固体的能力,必然用粒状颗粒以外的材料作为过滤介质。
[0003] 在来自水厂、电厂、工业锅炉、化工或制药行业的用水,要经过预处理,以除去水中的悬浮物和油污,传统的方法是砂滤,采用石英砂、无烟、沸石等制成粒状作为滤料。但砂滤的方法效率低、截污量小、滤速低(几米-十几米/小时)、能耗高,现逐渐开始研究和采用纤维滤料。纤维滤料分长纤维滤料和短纤维滤料。长纤维滤料由于反洗操作困难,故开发出了短纤维滤料。中国专利ZL98249298.7公开了一种彗星式纤维滤料,该滤料过滤效率高、滤速快(30-50米/小时)、反洗效果好。但该滤料长期使用后存在容易板结、在高流速下滤床容易被压实、孔隙容易被堵死而无法过滤等不足。专利CN1432432A为了改进这一不足,设计了一种由丝束圈、尾丝和丝束构成的滤料,增强了滤床的弹性,可保持一定的孔隙。这两种纤维滤料都有一个不足是:纤维自身是平直的,或只经过简单加捻,缺乏弹性,因而纤维之间孔隙度小、蓬松度差、压力下容易堆积密实。另外滤料都有比较长的尾丝,尾丝自身或之间容易缠结在一起,滤料粘附上胶体和油类污染物后容易板结、成团。另外滤料自身质量小,在反洗后容易漂浮。这些因素导致截污量减少、滤速降低、反洗困难。同时纤维的直径较粗,约为几十至几百微米,滤料间容易形成不均匀的大孔隙,使过滤效果变差。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足,而提供一种弹性好、亲油疏水性能高,过滤精度更优,反冲洗更容易,滤速快并且可调节,能够提高出水水质的改性彗星纤维滤料的制备方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(I)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;(2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C _120°C范围内,保持
0.ll-ο.15MPa压力2_3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;
(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
[0006] 所述将涤纶纤维原料纺丝的步骤具体为将涤纶纤维原料熔融纺丝湿法纺丝,拉伸3-8倍,使纤维直径为0.5-50??m,其中纺丝温度50-300°C,纺速500-3000米/分。
[0007] 所述将涤纶纤维丝集束的步骤具体为将100至10000根涤纶单纤维合并在一起,即集束,纤维之间保持平行。
[0008] 所述将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤具体为将集束的涤纶纤维丝拉直,将ABS树脂过热熔、注塑的方法,在纤维集束上每隔35-40mm形成一个球形彗核,使纤维不会滑移。
[0009] 所述将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤具体为将注塑压球之后的涤纶纤维丝束每隔I个球形彗核进行切断,由于纤维的自然松弛和收缩,便形成了彗星式纤维滤料。
[0010] 所述球形彗核的直径为4_6mm。
[0011] 所述彗星式纤维滤料的两端彗尾纤维的长度比为0.5-0.8:1。
[0012] 本发明技术方案的有益效果是:1、本发明改性彗星纤维滤料的制备方法在制备过程中采用除油效果较好的涤纶纤维和ABS树脂,经过纺丝、注塑押球,制作成彗星纤维滤料,然后经过改性化学处理,高温加热,采用一系列先进的技术手段和先进的工艺精制而成;该改性彗星纤维滤料经机械加工后,不松散不结团、不缠绕易反洗,其滤料单丝直径达到微米级,具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,对油水中细小的生物颗粒的截留和吸附能力有极大的提高。 2、本发明制备的改性彗星滤料弹性好、亲油疏水性能高,该滤料采用不对称结构和分形结构,过滤精度比改性纤维球更优,反冲洗更容易,最大限度的解决了高速、高精度过滤和纳污量大三者的统一问题,滤速快,可达25〜30m/h,滤速可调节,特别适合于高浓度含油废水的处理。
[0013] 3、工作时改性彗星滤料运用自身强大的比表表面所沾附的大量生物团与其充,并与含油污水反复接触,使含油废水中的悬浮物及有机物降解而得到处理,吸附能力极强;可将不易沉淀去除的微小悬浮物通过直接拦截、惯性拦截和电化学吸咐对油及其它杂质达到吸附和过滤的目的。处理后的水质可以循环利用,用于农田灌溉等。
[0014] 4、该滤料可在过滤器中使用,运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐减小,形成了比较理想的滤层分布状态,过滤效果明显提高。改性彗星滤料不仅适用于油田含油污水的精细处理(滤前水质含油> 20mg/L,悬浮物> 15mg/L ;滤后水质含油彡5mg/L,悬浮物彡2mg/L),也适用于其它工业废水的特别处理,是目前理想的适合于含油污水处理的精细过滤材料。[0015] 5、本发明制备的改性彗星滤料是一种高效的过滤材料,具备纤维滤料和颗粒滤料的各自优点,既能发挥纤维材料比表面积大的优势、又具备颗粒滤料反冲洗简便的特点,能够提高出水水质,保证设备的稳定运行,同时还能给单位带来经济效益,减少建设投资成本,提高环保质量,优化资源环境。正由于改性彗星滤料兼具纤维滤料过滤精度高和截污量大的特性,又具有颗粒滤料反冲洗洗净度高和耗水量少的优点,在过滤技术和含油污水处理方面有着广阔的应用前景。
[0016] 6、本发明制备的改性彗星滤料对去除油污水中的COD、BOD效果较好,并且该滤料使用寿命长,维护方便,每年只需补充10%左右。因此,非常适于推广实施。附图说明
[0017] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:图1为本发明改性彗星纤维滤料的制备方法的制备成品的结构示意图;
图中序号:1、彗核,2、纤维丝束。
[0018] 具体实施方式 实施例一:本发明改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(1)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的硅油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;
(2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口阀门,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液泵通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C -120°C范围内,保持
0.1lMPa压力2-3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;
(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
[0019] 实施例二:本发明改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(1)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的硅油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;
(2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口阀门,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液泵通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°c时切断电源,控制温度在110°C -120°c范围内,保持
0.15MPa压力2-3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;
(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
[0020] 实施例三:本发明改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(I)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的硅油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;
2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口阀门,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液泵通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C _120°C范围内,保持
0.1lMPa压力2-3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;
(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。`
`[0021] 所述将涤纶纤维原料纺丝的步骤具体为将涤纶纤维原料熔融纺丝或湿法纺丝,拉伸3倍,使纤维直径为0.5-l??m,其中纺丝温度50°C,纺速500米/分。
[0022] 所述将涤纶纤维丝集束的步骤具体为将100根涤纶单纤维合并在一起,即集束,纤维之间保持平行。
[0023] 所述将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤具体为将集束的涤纶纤维丝拉直,将ABS树脂通过热熔、注塑的方法,在纤维集束上每隔38mm形成一个球形彗核,使纤维不会滑移。
[0024] 所述将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤具体为将注塑压球之后的涤纶纤维丝束每隔I个球形彗核进行切断,由于纤维的自然松弛和收缩,便形成了彗星式纤维滤料。
[0025] 所述球形彗核的直径为4mm。
[0026] 所述彗星式纤维滤料的两端彗尾纤维的长度比为0.5:1。
[0027] 图1为本发明改性彗星纤维滤料的制备方法的制备成品的结构示意图。以纤维丝束2长度为38mm、彗核I直径为4mm的改性彗星纤维滤料为例,其对含油污水处理结果的技术指标见下表:实施例四:
本发明改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(I)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的硅油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;
2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口阀门,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液泵通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C -120°C范围内,保持
0.15MPa压力2-3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;
(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
[0028] 所述将涤纶纤维原料纺丝的步骤具体为将涤纶纤维原料熔融纺丝或湿法纺丝,拉伸8倍,使纤维直径为0.5-l??m,其中纺丝温度300°C,纺速3000米/分。
[0029] 所述将涤纶纤维丝集束的步骤具体为将10000根涤纶单纤维合并在一起,即集束,纤维之间保持平行。
[0030] 所述将涤纶纤维 丝束注塑压球的步骤具体为将集束的涤纶纤维丝拉直,将ABS树脂通过热熔、注塑的方法,在纤维集束上每隔40mm形成一个球形彗核,使纤维不会滑移。
[0031] 所述将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤具体为将注塑压球之后的涤纶纤维丝束每隔I个球形彗核进行切断,由于纤维的自然松弛和收缩,便形成了彗星式纤维滤料。
[0032] 所述球形彗核的直径为6mm。
[0033] 所述彗星式纤维滤料的两端彗尾纤维的长度比为0.8:1。
[0034] 实施例五:本发明改性彗星纤维滤料的制备方法,包括将涤纶纤维原料纺丝的步骤,将涤纶纤维丝集束的步骤,将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤,将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤,还包括下述步骤:
(I)将机械加工好后的彗星式纤维滤料放入冲洗槽中,搅拌1-2分钟后将其表面的硅油用清水冲洗干净,然后捞出空水备用;
2)将2% (体积百分比)的粘胶油、1.5% (体积百分比)的硅胶油和其余为水的药液,放入容器中搅拌均匀;然后关闭高压釜出口阀门,开启高压釜的进口阀门,把配置好的药液用药液泵通过加药管输入到高压釜中,药液的液位控制在罐体的四分之三处即可;
(3)关闭高压釜进口阀门,将步骤(I)中准备好的彗星式纤维滤料放入高压釜中,然后开启加热电源升温,当升温至110°C时切断电源,控制温度在110°C -120°C范围内,保持
0.1IMPa压力2-3分钟;然后把高压釜加入冷却水降温至50°C后,开启高压釜底部的出口阀门,将经过改性化学处理后的纤维滤料和药液同时流出至下方的另一容器中;(4)将改性化学处理后的纤维滤料捞出放入甩干机,甩出的药液继续回收、回用,将甩干过的纤维滤料取出晾干后即为成品。
[0035] 所述将涤纶纤维原料纺丝的步骤具体为将涤纶纤维原料熔融纺丝或湿法纺丝,拉伸5倍,使纤维直径为0.5-l??m,其中纺丝温度100°C,纺速1000米/分。
[0036] 所述将涤纶纤维丝集束的步骤具体为将1000根涤纶单纤维合并在一起,即集束,纤维之间保持平行。
[0037] 所述将涤纶纤维丝束注塑压球的步骤具体为将集束的涤纶纤维丝拉直,将ABS树脂通过热熔、注塑的方法,在纤维集束上每隔35_形成一个球形彗核,使纤维不会滑移。
[0038] 所述将压球后的涤纶纤维丝束切断形成彗星式纤维滤料的步骤具体为将注塑压球之后的涤纶纤维丝束每隔I个球形彗核进行切断,由于纤维的自然松弛和收缩,便形成了彗星式纤维滤料。
[0039] 所述球形彗核的直径为6mm。
[0040] 所述彗星式纤维滤料的两端彗尾纤维的长度比为0.5:1。
[0041] 上述所有实施例所用高压釜为型号ZCF-500L的高压釜,其技术特性为:1、容积:500L ;
2、设计压力:1.0MPa ;工作压力:0.8 MPa ;
3、设计温度:160°C ;工作温度:150°C ;夹套设计压力:4KG ;夹套工作压力:3KG ;
4、材质:与物料接触部分用3·04不锈,釜体直径700mm,壁厚6mm; 夹套材质:Q245R ;夹套直径:800mm壁厚6mm ;
5、加热方式:夹套电加热导热油;加热功率:72KW ; 双温双控,带控制仪;
6、带内冷却盘管,换热面积1.5平方米;
7、釜盖开口:固体加料口 DN250 (配DN250电动球阀)、进气口 DN20带底插管、进液口DN25、排气口 DN25、压力表M20*L 5、安全阀DN32、温度计M27*2、冷却盘管DN20 (2个)、上出料口 DN25带插底管、下放料口凸缘接口 DN250 (配DN250电动球阀)。
[0042] 以上所述为较佳实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则内,所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围内。
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