[发明专利]一种除尘和低温脱硝过滤材料及用途

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。

现有常用的催化剂附着方式是将催化剂颗粒制成悬浮液浸渍在滤料上，然后经过长时间的高温处理，这样的处理方式使滤料的物性损失明显影响寿命；或在生产纤维时添加催化剂颗粒，制成含有催化剂颗粒的纤维，再制得过滤材料，由于大量颗粒置于纤维内部，使用时减少与烟气的接触，影响催化效果。

如中国专利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，将聚苯硫醚滤料进行酸化处理形成PPSN，再充分浸渍后，在300℃～500℃的温度下煅烧5～7小时形成负载聚苯硫醚滤料。这样长时间的高温处理会影响滤料的强度，从而降低了过滤材料的使用寿命。

又如中国专利CN101496974中公开了一种将聚四氟乙烯树脂粉末和催化剂粉体均匀混和，再加入液体经过一系列加工方法后制得薄膜再分裂成具有网状结构的聚四氟乙烯纤维催化层，再与其他迎尘层、缓冲层、聚四氟乙烯基布增强层叠合通过针刺加工，制备除尘和二恶英分解双效过滤材料。这样由于大量颗粒置于纤维内部，使用时减少与烟气的接触，影响催化效果。

再如中国专利CN101564622A中公开了一种在聚苯硫醚短纤维织物表面附着聚四氟乙烯微孔膜，实现过滤材料可以在不含有玻璃纤维的条件下，具有较高的捕集效率和使用寿命长的优点，但该过滤材料只能除尘，而对烟气中的NO_X仅有很微量的吸附去除作用。

针对市场需求及环境要求急需开发出一种生产成本低、且既能除尘又能对烟气中的NO_X有大量去除作用的过滤材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低、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。

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，该过滤材料是由覆盖层、催化层、织物层构成，所述织物层是由平均直径为5～30μm、强度在3.0cN/dtex以上、伸长率在50%以下的耐热纤维组成，所述催化层是由催化剂颗粒铺设而成。如果构成织物的耐热纤维的平均直径小于5μm的话，在纺纱时很难梳理，这样纤维就会容易受损拉断，难于织造成织物，而且即使织造成的织物得到的基材由于很密，透过膜的粉尘会被基材捕集，使得过滤材料的压力损失迅速提高；如果耐热纤维的平均直径大于30μm的话，这样纤维间的纠缠少，在纺纱时不能很好地形成纱线，机械强度会比较低，同时由它形成的织物由于其纤维间的孔隙大，铺设催化剂颗粒就会从空隙中漏下，而且也不能很好地支撑覆盖层，从而降低了过滤材料的捕集和脱硝效率、缩短了使用寿命。综合考虑，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。

构成耐热纤维织物层的纤维强度在3.0cN/dtex以上，该强度直接影响过滤材料的强力，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。同时耐热纤维的伸长率在50%以下，该耐热纤维的伸长率表示纤维断裂时伸长变形能力的大小，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。