一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂。
背景技术
中国一次能源结构决定了以煤炭为主要发电染料的格局不会变化。煤炭燃烧产生
的环境污染严重制约了中国能源工业乃至整个国民经济的更好更快发展。
燃煤烟气中含有大量微细颗粒（粒径小于50μm），其中PM10的比例可达40%，而PM10
中超细颗粒PM2.5占到40~70%。此类物质是烟气中毒害性最大的成分，能吸附多种有毒物质
通过呼吸道直达肺部，甚至进入心血管系统，导致心血管病等疾病。为了保护生态环境和人
体健康，现阶段我国燃煤电厂普遍需要对烟气进行除尘处理，多采用电除尘技术和布袋除
尘技术。其中布袋除尘技术是利用多孔过滤介质分离捕集气流中的颗粒，利用的是布袋除
尘器。
滤料是组成袋式除尘器的核心组成部分，其性能对袋式除尘操作有很大的影响。
良好的滤料应容尘量大、效率高、阻力低、吸湿性小、使用寿命长，同时还应该有耐磨耐、高
温、耐腐蚀的特点。现有的滤料按材质可以分为天然纤维、无机纤维和合成纤维等。国内外
的很多学者针对现行滤料存在的不足，特别是对滤料的表面结构改性，进行了大量的工作，
但目前滤料仍存在机械强度差、抗氧化性差、容易吸水、耐温防腐性能弱、导电性差等缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂，能显著改善滤料纤维的
综合性能。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂，由如下重量份的物质制成：
80~90份改性活性炭、40~50份改性坡缕石粉、150~200份去离子水、5~8份十二烷基苯磺
酸钠、2~4份聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、3~5份硅烷偶联剂、2~4份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、1~
4份木质素磺酸钠、3~6份二硫化钼、2~5份正硅酸四乙酯、3~5份环氧树脂、1~3份乌洛托品、4
~7份乙二醇、6~8份海藻酸钠、1~2份抗氧剂1010；所述改性活性炭由如下重量份的物质制
成：90~100份活性炭、3~5份氢氧化钠、1~3份醋酸锌、2~4份氯化钾、1~3份碳酸钙；所述改性
坡缕石粉由如下重量份的物质制成：140~150份坡缕石粉、10~15份纳米二氧化钛、2~4份聚
异丁烯、3~6份硬脂酸镁、4~8份玉米淀粉、2~4份有机硅树脂、2~4份丙三醇、1~2份壳聚糖、2~
4份磷酸二氢铝、3~5份硅酸锌。
优选的，由如下重量份的物质制成：
85份改性活性炭、45份改性坡缕石粉、180份去离子水、6份十二烷基苯磺酸钠、3份聚氧
乙烯聚氧丙醇胺醚、4份硅烷偶联剂、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、3份木质素磺酸钠、4份
二硫化钼、3份正硅酸四乙酯、4份环氧树脂、2份乌洛托品、5份乙二醇、7份海藻酸钠、1.5份
抗氧剂1010；所述改性活性炭由如下重量份的物质制成：95份活性炭、4份氢氧化钠、2份醋
酸锌、3份氯化钾、2份碳酸钙；所述改性坡缕石粉由如下重量份的物质制成：145份坡缕石
粉、12份纳米二氧化钛、3份聚异丁烯、5份硬脂酸镁、6份玉米淀粉、3份有机硅树脂、3份丙三
醇、1.5份壳聚糖、3份磷酸二氢铝、4份硅酸锌。
进一步的，所述改性活性炭的制备方法包括如下步骤：
（1）将活性炭放入质量分数为35%的硝酸溶液中，加热保持温度为50~55℃，以200~250
转/分钟的转速搅拌1~2h后过滤备用；
（2）将步骤（1）处理后的活性炭同氢氧化钠、醋酸锌、氯化钾、碳酸钙共同混合，然后加
入其总质量2倍的去离子水，不断搅拌分散处理20~25min，然后用75~80℃的温度将其干燥
至整体水含量不大于8%即可。
进一步的，所述改性坡缕石粉的制备方法包括如下步骤：
（1）先将坡缕石放入温度为800~850℃的条件下煅烧处理40~50min，然后再升温至900~
950℃继续煅烧处理，50~60min后取出自然冷却备用；
（2）将步骤（1）煅烧处理后的坡缕石粉碎后过100目制成粉状备用；
（3）将步骤（2）制得的坡缕石粉同纳米二氧化钛、聚异丁烯、硬脂酸镁、玉米淀粉、有机
硅树脂、丙三醇、壳聚糖、磷酸二氢铝、硅酸锌共同混合，保持温度为40~50℃，不断研磨混拌
后，再干燥粉碎过200目即可。
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将去离子水与十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、硅烷偶联剂、脂肪醇
聚氧乙烯醚硫酸铵、木质素磺酸钠、二硫化钼、正硅酸四乙酯、环氧树脂、乌洛托品、乙二醇、
海藻酸钠、抗氧剂1010共同混合，加热保持溶液温度为50~60℃，然后以300~350转/分钟的
转速搅拌均匀备用；
（2）将改性活性炭和改性坡缕石粉加入到步骤（1）所得的溶液中，然后以频率为32~
35kHz的超声波均化处理20~25min后即可。
本发明改性剂使用时均匀涂覆于除尘器的滤料纤维表面后，并于90~100℃的条件
下干燥固化即可。
本发明具有如下有益效果：
活性炭和坡缕石本身具有较好的吸附性能，经过对应的改性处理后，显著提升了其吸
附能力和高温稳定性，其中添加的改性活性炭又有很好的导电性，能将粉尘所带电荷进行
转移释放，便于粉尘的过滤处理，改性坡缕石粉可提高纤维的耐腐、耐温和耐冲击性能。最
终在各成分的共同作用下，本发明改性剂粘附性、稳定性强，能显著提高纤维的吸附、耐温、
耐腐和抗冲击特性，增强了其抗变形能力，最终提升了袋式除尘器的使用效果和寿命。
具体实施方式
实施例1
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂，由如下重量份的物质制成：
90份改性活性炭、50份改性坡缕石粉、200份去离子水、8份十二烷基苯磺酸钠、4份聚氧
乙烯聚氧丙醇胺醚、硅烷偶联剂、4份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、4份木质素磺酸钠、6份二硫
化钼、5份正硅酸四乙酯、5份环氧树脂、3份乌洛托品、7份乙二醇、8份海藻酸钠、2份抗氧剂
1010；所述改性活性炭由如下重量份的物质制成：100份活性炭、5份氢氧化钠、3份醋酸锌、4
份氯化钾、3份碳酸钙；所述改性坡缕石粉由如下重量份的物质制成：150份坡缕石粉、15份
纳米二氧化钛、4份聚异丁烯、6份硬脂酸镁、8份玉米淀粉、4份有机硅树脂、4份丙三醇、2份
壳聚糖、4份磷酸二氢铝、5份硅酸锌。
进一步的，所述改性活性炭的制备方法包括如下步骤：
（1）将活性炭放入质量分数为35%的硝酸溶液中，加热保持温度为55℃，以250转/分钟
的转速搅拌2h后过滤备用；
（2）将步骤（1）处理后的活性炭同氢氧化钠、醋酸锌、氯化钾、碳酸钙共同混合，然后加
入其总质量2倍的去离子水，不断搅拌分散处理25min，然后用80℃的温度将其干燥至整体
水含量不大于8%即可。
进一步的，所述改性坡缕石粉的制备方法包括如下步骤：
（1）先将坡缕石放入温度为850℃的条件下煅烧处理50min，然后再升温至950℃继续煅
烧处理，60min后取出自然冷却备用；
（2）将步骤（1）煅烧处理后的坡缕石粉碎后过100目制成粉状备用；
（3）将步骤（2）制得的坡缕石粉同纳米二氧化钛、聚异丁烯、硬脂酸镁、玉米淀粉、有机
硅树脂、丙三醇、壳聚糖、磷酸二氢铝、硅酸锌共同混合，保持温度为50℃，不断研磨混拌后，
再干燥粉碎过200目即可。
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将去离子水与十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、硅烷偶联剂、脂肪醇
聚氧乙烯醚硫酸铵、木质素磺酸钠、二硫化钼、正硅酸四乙酯、环氧树脂、乌洛托品、乙二醇、
海藻酸钠、抗氧剂1010共同混合，加热保持溶液温度为60℃，然后以350转/分钟的转速搅拌
均匀备用；
（2）将改性活性炭和改性坡缕石粉加入到步骤（1）所得的溶液中，然后以频率为35kHz
的超声波均化处理25min后即可。
实施例2
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂，由如下重量份的物质制成：
85份改性活性炭、45份改性坡缕石粉、180份去离子水、6份十二烷基苯磺酸钠、3份聚氧
乙烯聚氧丙醇胺醚、4份硅烷偶联剂、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、3份木质素磺酸钠、4份
二硫化钼、3份正硅酸四乙酯、4份环氧树脂、2份乌洛托品、5份乙二醇、7份海藻酸钠、1.5份
抗氧剂1010；所述改性活性炭由如下重量份的物质制成：95份活性炭、4份氢氧化钠、2份醋
酸锌、3份氯化钾、2份碳酸钙；所述改性坡缕石粉由如下重量份的物质制成：145份坡缕石
粉、12份纳米二氧化钛、3份聚异丁烯、5份硬脂酸镁、6份玉米淀粉、3份有机硅树脂、3份丙三
醇、1.5份壳聚糖、3份磷酸二氢铝、4份硅酸锌。
进一步的，所述改性活性炭的制备方法包括如下步骤：
（1）将活性炭放入质量分数为35%的硝酸溶液中，加热保持温度为53℃，以230转/分钟
的转速搅拌1.5h后过滤备用；
（2）将步骤（1）处理后的活性炭同氢氧化钠、醋酸锌、氯化钾、碳酸钙共同混合，然后加
入其总质量2倍的去离子水，不断搅拌分散处理23min，然后用78℃的温度将其干燥至整体
水含量不大于8%即可。
进一步的，所述改性坡缕石粉的制备方法包括如下步骤：
（1）先将坡缕石放入温度为830℃的条件下煅烧处理45min，然后再升温至920℃继续煅
烧处理，55min后取出自然冷却备用；
（2）将步骤（1）煅烧处理后的坡缕石粉碎后过100目制成粉状备用；
（3）将步骤（2）制得的坡缕石粉同纳米二氧化钛、聚异丁烯、硬脂酸镁、玉米淀粉、有机
硅树脂、丙三醇、壳聚糖、磷酸二氢铝、硅酸锌共同混合，保持温度为45℃，不断研磨混拌后，
再干燥粉碎过200目即可。
一种煤烟用袋式除尘器滤料纤维改性剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将去离子水与十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、硅烷偶联剂、脂肪醇
聚氧乙烯醚硫酸铵、木质素磺酸钠、二硫化钼、正硅酸四乙酯、环氧树脂、乌洛托品、乙二醇、
海藻酸钠、抗氧剂1010共同混合，加热保持溶液温度为55℃，然后以330转/分钟的转速搅拌
均匀备用；
（2）将改性活性炭和改性坡缕石粉加入到步骤（1）所得的溶液中，然后以频率为33kHz
的超声波均化处理23min后即可。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，不对活性炭做任何改性处理，即用等质量份的普通活
性炭取代改性活性炭，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，不对坡缕石做任何改性处理，即用等质量份的普通坡
缕石取代改性坡缕石粉，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选用芳砜纶与芳纶复合滤料纤维为实验对象，分别用上述
四种方式进行对应的改性处理，另设一组不做任何处理作为对照组，然后对所得的纤维进
行测试，下表1为相应的对比数据：
表1
断裂强力保持率（%）
热收缩率（%）
除尘率（%）
|
实施例1
103
1.35
99.9
实施例2
105
1.31
99.9
对比实施例1
93
2.82
98.1
对比实施例2
85
2.33
98.6
对照组
78
6.47
97.2
注：上表1中所述的断裂强力保持率是指将纤维放入280℃的高温条件下，保持100h后
测得的结果；所述热收缩率是指将纤维放入300℃的高温条件下，保持2h后测得的结果。
由上表可以看出，本发明制得的改性剂能很好的提高纤维的吸附性、高温稳定性，
进而提高了整体的除尘率，有很好的使用价值。