[发明专利]一种除尘和低温脱硝过滤材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤材料，具体涉及一种除尘和低温脱硝过滤材料及其用途。

背景技术

随着我国环保法规的日益严格，控制氮氧化物污染物的排放对我国国民经济可持续发展具有极其重要的意义，NO_X的控制为未来5年的工作重点。工业尾气特别是垃圾焚烧和燃煤电厂排放气体中含有大量的氮氧化物（NO_X）占总氮氧化物排放的42%，这些气体一旦进入大气将成为主要的空气污染源和光化学污染源。目前工业上广泛采用的脱除NO_X的技术，包括低NO_X燃烧技术、非催化选择性还原（SNCR）、选择性催化还原（SCR）和湿法脱硝等技术。在众多的脱氮技术中， SCR是脱氮效率最高、最为成熟的脱氮技术。 它是在特定催化剂作用下，用氨或其它还原剂选择性的将NO_X还原为 N₂和 H₂O 的方法。由于其技术成熟、脱硝率高，正得到越来越广泛的应用。

袋式除尘因设备结构简单，运行维护方便；工程造价及运行费用低；能承受烟气中不同特性的粉尘；处理气体量大；除尘效率高的优势，众多国家已把其作为主要除尘技术，是烟气除尘的首选近年来在全世界范围内增长很快。现有除尘器只能除尘，而对烟气中的NO_X仅有很微量的吸附去除作用。

中国专利CN102145241 A中公开了一种聚苯硫醚滤料上负载脱硝催化剂的制备方法，将聚苯硫醚滤料在300℃～500℃的温度下煅烧5～7小时以及酸化，这样会影响滤料的强度，从而降低了过滤材料的使用寿命。

中国专利CN102120116 A中公开了一种在聚苯硫醚与聚酰亚胺混滤料上负载脱硝催化剂，实现在200℃的条件下，脱硝效率达73%～92%，但在低温条件下将使得脱硝效率明显降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过滤性能好、机械强度高、在低于190℃条件下脱硝效率高、使用寿命长的除尘低温脱硝过滤材料及其制备方法和用途。

本发明的技术解决方案如下：本发明的除尘和低温脱硝过滤材料，该过滤材料是由迎尘层、催化层、中间织物增强层、非过滤面层构成，上述迎尘层、中间织物增强层、非过滤面层是由平均直径为5～30μm、强度在3.0CN/dtex以上、伸长率在50%以下的耐热纤维组成的，上述催化层是由附着催化剂颗粒的耐热纤维网组成。上述迎尘层的作用是提高过滤材料对粉尘的截留效果，如果耐热纤维的平均直径小于5μm的话，导致构成迎尘层和非过滤面层的纤维网致密性过高而增大了过滤材料的压力损失，而且在生产时梳理不开，纤维就会容易受损拉断，影响过滤材料的均匀性和强度；如果耐热纤维的平均直径大于30μm的话，纤维网就会变得稀松，这样纤维间的纠缠少，机械强度会比较低，从而降低了过滤材料的捕集效率、缩短了使用寿命。综合考虑到采用细纤维加工而成的针刺材料孔径小，可以增加通过气体与纤维间碰撞机会，增加空气中氮氧化物与催化层中催化剂的接触机会，耐热纤维的平均直径优选10～20μm，这里耐热纤维的平均直径是通过扫描电子显微镜所测量的50根纤维直径的平均值。

构成迎尘层、中间织物增强层、非过滤面层的耐热纤维的强度在3.0CN/dtex以上，该强度直接影响过滤材料强力，如果耐热纤维的强度低于3.0CN/dtex的话，制得的过滤材料的强力达不到要求，影响使用寿命，优选3.4CN/dtex以上。上述耐热纤维的伸长率表示纤维断裂时伸长变形能力的大小，耐热纤维的伸长率在50%以下，这样制得的过滤材料尺寸稳定性好，延长使用寿命。因为使用滤袋时外面或内部都有一个龙骨（亦称：骨架、支架）来支撑，固定滤袋的位置，在使用过程中，若滤袋尺寸稳定性不佳，随着使用时间的推移，滤袋与龙骨间的距离变宽，经过脉冲反复喷打时，使滤袋反复撞向龙骨的撞击力增加，从而增加滤袋与龙骨间的反复摩擦，最终导致滤袋的使用寿命降低，增加成本。优选耐热纤维的伸长率在40.0%以下。 

构成该过滤材料的催化层是由附着催化剂颗粒的耐热纤维网组成。上述催化剂颗粒由以下两种方式附着的，第一种方式是先将催化剂颗粒附着在耐热纤维表面，然后将附着了催化剂颗粒的耐热纤维进行开松、梳理、铺网、预针刺后形成纤维网；第二种方式是先将耐热纤维进行开松、梳理、铺网、预针刺后形成纤维网，然后将催化剂颗粒附着在得到的纤维网上。上述两种方式可以保证催化剂颗粒粘附在纤维的表面，烟气通过时增加了氮氧化物与催化剂颗粒接触的机会，提高脱硝效率。