[发明专利]一种选择性热烧结成型3D打印脱二噁英袋笼及其制备方法

说明书

本发明公开了一种选择性热烧结成型3D打印脱二噁英袋笼及其制备方法，以脱二噁英催化粉体、聚四氟乙烯粉末、纳米二氧化硅、领苯二甲酸二辛脂为原料，经球磨、熔融、搅拌、挤出造粒后获得3D打印用材料，通过选择性热烧结3D打印技术制备脱二噁英袋笼；本发明使脱二噁英滤袋和袋笼的功能巧妙地共存为一个主体中，催化剂能够很好的附着在袋笼中，并充分发挥催化效能，本发明所制备的袋笼对滤袋的支撑更加充分且均匀，进一步降低了滤袋表面的受力，能有效延长滤袋的寿命；同时因为袋笼上布满数量可观的微孔，经测试，常规滤袋加本申请脱二噁英袋笼组合与脱二噁英滤袋加常规袋笼组合相比阻力更小；便于工业化规模生产，工程应用价值高。

技术领域

本发明属于垃圾焚烧烟气净化技术领域，具体涉及一种选择性热烧结成型3D打印脱二噁英袋笼及其制备方法。

背景技术

垃圾焚烧发电是解决垃圾围城的一种重要方式，其中垃圾焚烧烟气的净化是近年来研究的重点，而烟气脱二噁英又是垃圾焚烧烟气净化的重中之重。滤袋脱二噁英是一种新型的烟气脱二噁英技术，借助一种具有催化功能的滤袋，利用袋式除尘工艺，在低温下实现烟气脱二噁英。目前只有美国戈尔公司具有成熟应用的催化滤袋产品(US005620669)，该技术在国外垃圾焚烧烟气治理上获得了成功应用，但其价格昂贵，研制难度颇大。目前，国内脱二噁英滤袋的制备方法主要是浸渍法(CN110465288A，CN110898829A)。上述方法虽然可以制备脱二噁英滤料，但通常存在脱二噁英活性组分分散性较差，催化剂与滤袋纤维结合强度较弱，导致滤袋脱二噁英效率较低，使用寿命较短，这极大限制了其工程应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱二噁英袋笼的制备方法，跳出滤袋脱除二噁英的框架，转变思路，采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上，制备出具有脱二噁英功能的脱二噁英除尘一体化袋笼。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种选择性热烧结成型3D打印脱二噁英袋笼的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量计，将55～80份脱二噁英催化剂粉末、15～35份聚四氟乙烯粉末、1～8份单烷氧基型钛酸酯以及4～12份纳米二氧化硅混合后，进行球磨，然后经过熔融处理得到物料A，然后在该物料A中加入0.2～4份邻苯二甲酸二辛酯，搅拌后挤出造粒，得到用于3D打印的打印材料；

(2)创建脱二噁英袋笼三维模型，脱二噁英袋笼主体为一个设置有微孔的直筒，直筒底部也设置微孔，设置微孔直径和微孔间距；

(3)对步骤(2)创建的脱二噁英袋笼三维模型进行切片处理，设置层高和壁厚，得到可执行打印的二噁英袋笼三维模型；

(4)3D打印采用选择性热烧结方法，首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台，同时操作台进行预热，然后设置打印头移动速度和功率，基于步骤(3)所得可执行打印的二噁英袋笼三维模型进行3D打印；

(5)打印结束后进行冷却定型，冷却定型后将未烧结的粉体剔除，最终得到脱二噁英袋笼。

所述步骤(1)将硝酸锰、六水合硝酸铈和七水合硫酸钴按质量比1.5：2.1：1加入去离子水中，搅拌形成溶液，向溶液中滴加氨水控制pH值为8.2直至沉淀完成，依次过滤和烘干后得到前驱体粉末，然后将前驱体粉末在400℃的空气中焙烧4小时，再研磨后过筛制成1200目的颗粒，得到脱二噁英粉催化粉体。

所述步骤(1)中聚四氟乙烯粉末粒径为500nm～50μm。

所述步骤(1)中3D打印材料粒径为25～100μm。

所述步骤(1)中熔融温度为380～400℃。

所述步骤(2)脱二噁英袋笼三维模型中的微孔直径为2～10mm，微孔间距为4～15mm。

所述步骤(3)中层高0.2～1mm、壁厚0.1～0.3mm，微孔直径为2～10mm，微孔间距为4～15mm。