CN103446805A - 一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法，包括依次连接的支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层，所述支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层相互通过针刺勾连。还公开了相应的制备方法。本发明具有除尘和脱汞的双重功效，该滤料是在原有滤料中复合了具有催化分解汞及其重金属功能滤料，因此，在高效除尘的同时可以将汞及其重金属在高温下同步分解，降低了汞及其重金属的排放浓度；聚四氟乙烯纤维PTFE和聚酰亚胺纤维P84都可在260℃以下长期运行，而催化剂的有效分解温度为150～220℃，因此在温度上匹配性较好。

Description

一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种滤料及其制备方法，尤其涉及的是一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法。

背景技术

2011年7月29日，国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了最新的《火电厂大气污染物排放标准》。《标准》中规定氮氧化物：自2012年1月1日起，对于全部锅炉的汞及其化合物执行30mg/Nm3的排放标准，相比原来增加了该项要求；而目前，SCR、电除尘器/布袋除尘器、FGD的组合能够脱出烟气中30～70%的Hg。主要取决于煤中氯的含量，氯含量高SCR、电除尘器、FGD组合的脱Hg率就高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法，实现除尘和脱汞双功能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括依次连接的支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层，所述支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层相互通过针刺勾连；

所述迎尘层由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按质量比1：1～1:2混纺制成，缓冲层由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维按质量比1：1～1:2混纺制成，催化分解层由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层由聚四氟乙烯纤维制成。

作为本发明的优选方式之一，所述基布层总克重为100～150克/平方米。

作为本发明的优选方式之一，所述迎尘层总克重为100～200克/平方米。

作为本发明的优选方式之一，所述滤料总克重为1000～1500克/平方米。

所述催化分解层中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层的总克重为200～250克/平方米，其中，脱汞催化剂在聚四氟乙烯膜中的重量比重为20～50%。

一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，包括以下步骤：

（1）缓冲层的制备

将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层，并经过针刺加固；

（2）迎尘层的制备

聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工；

（3）基布层的制备

采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层；

（4）支撑层的制备

采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得；

（5）催化分解层的制备

将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层、缓冲层进行铺网、针刺；

（6）除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备

将迎尘层、缓冲层、催化分解层、基布层以及支撑层，通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。

所述步骤（2）中，迎尘层使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2～10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂OP-10，表面活性剂OP-10与纤维的重量比为1：100～1：200，喷洒到纤维表面，密闭保持24～72小时。

所述步骤（4）中，支撑层的后处理包括热定型，温度250～300℃，时间10～15分钟。

所述步骤（5）中，将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤：

a、将脱汞催化剂形成分散剂；

b、脱汞催化剂按重量比20%～50%分散到聚四氟乙烯膜中；

c、含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。

本发明是在制备传统除尘滤料的同时，将脱汞催化剂植入PTFE膜中，在将植入脱汞催化剂的PTFE膜载体同迎尘层、缓冲层一同针刺，形成针刺毡滤料。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明具有除尘和脱汞的双重功效，该滤料是在原有滤料中复合了具有催化分解汞及其重金属功能滤料，因此，在高效除尘的同时可以将汞及其重金属在高温下同步分解，降低了汞及其重金属的排放浓度；

2、温度匹配性好：聚四氟乙烯纤维PTFE和聚酰亚胺纤维P84都可在260℃以下长期运行，而催化剂的有效分解温度为150～220℃，因此在温度上匹配性较好；

3、催化分解效率高：纤维中使用粉体状催化剂，并且采用PTFE超细微孔膜作为载体，提高了催化剂的附着效果，比目前块状（蜂窝煤状）的比较，增大废气与催化剂的接触面积，提高了对废气的分解效率；

4、环境适应性好：可以在高湿度、高氧化、高酸碱腐蚀的环境中保持良好的分解效率和使用寿命；

5、造价成本低：无需增加新的除尘设备和改造，由于该新型滤料与普通滤料差异很小，可以直接在现有的袋式除尘器上使用，因此没有任何设备改造等费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括依次连接的支撑层5、基布层4、催化分解层3、缓冲层2和迎尘层1，所述支撑层5、基布层4、催化分解层3、缓冲层2和迎尘层1相互通过针刺勾连；迎尘层1由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维混纺制成，缓冲层2由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维混纺制成，催化分解层3由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层4由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层5由聚四氟乙烯纤维制成。

本实施例的除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，包括以下步骤：

（1）缓冲层2的制备

将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按1:1的比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层2，并经过针刺加固；

（2）迎尘层1的制备

聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按1:2的比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工；

迎尘层1使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2～10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂OP-10，表面活性剂OP-10与纤维的重量比为1：100～1：200，喷洒到纤维表面，密闭保持24～72小时。

（3）基布层4的制备

采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层4；

（4）支撑层5的制备

采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得；支撑层5的后处理包括热定型，温度250～300℃，时间10～15分钟。

（5）催化分解层3的制备

将脱汞催化剂作为分散剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层1、缓冲层2进行铺网、针刺；

将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤：

a、将脱汞催化剂形成分散剂；

b、脱汞催化剂按重量比50%分散到聚四氟乙烯膜中；

c、含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。

（6）除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备

将迎尘层1、缓冲层2、催化分解层3、基布层4以及支撑层5，通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。

本实施例的基布层4总克重为150克/平方米。

本实施例的迎尘层1总克重为200克/平方米。

本实施例的滤料总克重为1000克/平方米。

本实施例的催化分解层3中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层3的总克重为250克/平方米。

迎尘层1：涂层技术引入到迎尘层1的加工中，产生表层过滤效果。与覆PTFE微孔膜的表面过滤技术相比，对滤料透气量的影响显著降低；与非织造布深层过滤比较，提高了阻挡微细尘粒能力，同时表面易清灰，迎尘层1的主要作用是截留烟尘中的飞灰。

缓冲层2：纤维层内纤维错综排列，形成无数网格。气流在纤维层内穿过时，要经过多次激烈的转弯。当微粒质量较大或者气流速度较大时，在转弯处，微粒或气流由于惯性来不及绕过纤维，而是向纤维不断靠近，微粒在纤维上沉积下来，气流速度被减缓。

催化分解层3：催化分解层3主要在200～250℃的温度范围内，在少量O₂存在的条件下，通过催化剂与汞及重金属接触，进行催化分解。

本实施例的除尘及脱汞双效功能性滤料，在250℃对汞及重金属的去除率90%，对PM2.5颗粒去除效率达90%，运行阻力为1000Pa；在280℃对汞及重金属的去除率99.2%，对PM2.5颗粒去除效率达99.8%，运行阻力为1300Pa。

Claims (9)

1.一种除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，包括依次连接的支撑层（5）、基布层（4）、催化分解层（3）、缓冲层（2）和迎尘层（1），所述支撑层（5）、基布层（4）、催化分解层（3）、缓冲层（2）和迎尘层（1）相互通过针刺勾连；

所述迎尘层（1）由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按质量比1：1～1:2混纺制成，缓冲层（2）由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维按质量比1：1～1:2混纺制成，催化分解层（3）由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层（4）由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层（5）由聚四氟乙烯纤维制成。

2.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述基布层（4）总克重为100～150克/平方米。

3.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述迎尘层（1）总克重为100～200克/平方米。

4.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述催化分解层（3）中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层（3）的总克重为200～250克/平方米，其中，脱汞催化剂在聚四氟乙烯膜中的重量比重为20～50%。

5.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述滤料总克重为1000～1500克/平方米。

6.一种如权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）缓冲层（2）的制备

将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层（2），并经过针刺加固；

（2）迎尘层（1）的制备

聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工；

（3）基布层（4）的制备

采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层（4）；

（4）支撑层（5）的制备

采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得；

（5）催化分解层（3）的制备

将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层（1）、缓冲层（2）进行铺网、针刺；

（6）除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备

将迎尘层（1）、缓冲层（2）、催化分解层（3）、基布层（4）以及支撑层（5），通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。

7.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，迎尘层（1）使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2～10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂OP-10，表面活性剂OP-10与纤维的重量比为1：100～1：200，喷洒到纤维表面，密闭保持24～72小时。

8.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，支撑层（5）的后处理包括热定型，温度250～300℃，时间10～15分钟。

9.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤：

a、将脱汞催化剂形成分散剂；

b、脱汞催化剂按重量比20%～50%分散到聚四氟乙烯膜中；

c、含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。

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