[发明专利]一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法，气凝胶脱硝领域。

背景技术

水泥窑烧成过程中，产生大量的NOx，水泥工业氮氧化物的排放量约占全国工业氮氧化物排放总量的10％。《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定，现有企业和新建企业的水泥窑系统氮氧化物的排放限值为400mg/m³，重点地区水泥窑系统氮氧化物的排放限值为320mg/m³。江苏省环保厅通知水泥行业2019年6月1日前氮氧化物排放不高于100mg/m³。

在我国水泥行业，SNCR脱硝技术是一种主流烟气脱硝技术，较高的氨逃逸率是限制SNCR脱硝技术发展的因素之一，逃逸的NH₃不仅会使烟气中的粉尘容易沉积在余热锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH₃遇到SO₃会产生(NH4)₂SO₄，易造成余热锅炉堵塞，并有遭受腐蚀的危险。近几年来，选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快，SCR脱硝技术具有较高的反应效率，减排效果高达80％以上，但SCR脱硝技术需要使用和消耗价格昂贵的金属催化剂。与电力行业相比，由于水泥生产企业废气的粉尘浓度很高，碱金属含量很高，易使催化剂中毒和堵塞，一次性投资成本和运行成本均较高。传统的脱硝技术已经不能满足环保要求。

发明内容

本发明的目的是为解决水泥行业NOx的减排问题，满足环保指标要求，提供一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料，包括机织布基材和附着在机织布基材上的SiO₂气凝胶，其中，机织布基材上SiO₂气凝胶附着率为2-30wt％。

本申请的气凝胶脱硝滤料，过滤烟尘的同时吸附NOx，净化效率高，脱除精度深，成本低。

为了提高脱销效率，优选，机织布基材由纬向膨化的经纬纱织造而成，经纱支数是纬纱支数的2-8倍。进一步优选，纬纱膨化时，空气压力为2～8kg，超喂率为30～95％，湿度为20～80％。

为了兼顾滤料的使用寿命和脱硝除灰效率，机织布基材所用纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、PTFE纤维或芳纶纤维中的至少一种；机织布基材织造成型后，依次进行表面化学处理和烘干处理，表面化学处理所用化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液12-30wt％、耐高温硅油1-10wt％和余量的去离子水。

上述表面化学处理为将化学处理液浸渍在机织布基材表面，然后烘干即可。

为了进一步保证滤料的使用性能，将表面化学处理后的机织布基材在烘培时间2-10min，温度为120℃-280℃的条件下烘干。

为了能让脱硝除灰效率最大化，水泥行业用气凝胶脱硝滤料的透气率为1-20cm/s，孔径为2nm-50μm。

为了保证吸附效果，SiO₂气凝胶为将SiO₂湿凝胶用正己烷和异丙醇置换修饰所得，其中，正己烷与SiO₂湿凝胶中水的体积比为1：0.1-0.5，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：0.1-2。

上述水泥行业用气凝胶脱硝滤料的制备方法，包括如下步骤：

A、将机织布基材浸渍于SiO₂湿凝胶中，湿凝胶的温度为20℃-80℃；

B、将步骤A所得的物料中加入正己烷混匀；

C、将步骤B中的机织布基材取出，放入异丙醇中浸渍，然后在20℃-120℃下烘干，制得水泥行业用气凝胶脱硝滤料。

为了保证脱硝除灰效率，SiO₂湿凝胶由质量比为1：(2～10)：(2～10)的硅溶胶、异丙醇和水制备而成。步骤A中，SiO₂湿凝胶由质量比为1：(2～10)：(2～10)的硅溶胶、异丙醇和水制备而成；步骤B中，正己烷与SiO₂湿凝胶中水的体积比为1：(0.1-0.5)；步骤C中，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：(0.2-2)。

SiO₂湿凝胶以市售硅溶胶为硅源，将硅溶胶、异丙醇和水常温搅拌即得SiO₂湿凝胶。

本发明未特别说明的技术均参照现有技术。