[发明专利]一种脱硝除尘一体化滤料制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种脱硝除尘一体化滤料制备方法及应用。在方法中，以聚苯硫醚为基础滤料，采用海藻酸钠对聚苯硫醚进行改性，提高SiO₂/TiO₂载体负载率；采用过量浸渍法负载脱硝活性组分MnO₂‑CeO₂‑Co₃O₄；聚苯硫醚功能性滤料浸渍完成后喷涂浓度为5％聚四氟乙烯浆液。本发明脱硝除尘一体化功能性滤料，低温下具有良好的脱硝能力，并具有良好的除尘能力，能够满足水泥行业低温脱硝除尘一体化要求，具有较大的工业市场利用价值。

技术领域

本发明公开了一种脱硝除尘一体化滤料制备方法及应用，属于化工环保除尘滤料技术领域

背景技术

水泥窑炉的主要燃烧对象为煤炭，煤炭燃烧过程中会产生大量烟气，烟气中含有大量NOx。与火电、钢铁、焦化等行业不同，水泥窑烟尘中粉尘浓度高，粉尘主要由CaO、未煅烧分解的CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃等物质组成。水泥窑灰中含有较高碱土金属CaO，一般化学分析其含量占比约40％。碱土金属易对传统SCR钒钨钛系脱硝催化剂造成永久性失活。

现有水泥行业一般采用分解炉使用低氮燃烧器的分级燃烧技术配合后端布袋除尘以及SNCR技术脱硝。袋式除尘器作为一种高效除尘技术，主要用于补集细小、干燥的非纤维性粉尘，在我国水泥行业得到广泛应用。由于SNCR自身技术特点，容易造成氨逃逸超标，以及无法达到氮氧化物超低排放(NOx排放浓度不超过100mg/Nm³)。

低温SCR脱硝技术作为现在主流氮氧化物脱除技术，广泛应用于焦化、钢铁等非电力行业。如果使用于水泥行业，即可以满足水泥行业超低排放要求。但SCR脱硝技术使用在水泥行业存在以下几点问题：①相对于低氮燃烧+SNCR组合式脱硝，SCR脱硝投资较高；②现有水泥行业一般采用进口催化剂，国产低温SCR脱硝催化剂尚未完全解决易阻塞、易磨损、易中毒等问题；③SCR脱硝工艺占地面积较大，现有水泥厂改造困难。

传统的大型燃料燃烧装置的尾部烟气净化系统由除尘装置、烟气脱硫装置、和烟气脱硝装置组成。一般来说，这三种装置都只能净化一种污染物，由这种单一功能设备组成的烟气净化系统具有设备复杂、占地面积大、资金投入大、运行维护成本高等经济性问题。

发明内容

本发明的目的之一在于，针对水泥窑炉尾气特点，提供一种可抗碱金属中毒的脱硝除尘一体化滤料，将其应用于袋式除尘器，形成脱硝除尘一体化工艺，简化现有技术中尾部烟气净化系统，也可以节约大量人力、降低烟尘治理成本。

本发明的目的之二在于，提供该滤料的制备方法，该制备方法简单易行，制备得到的脱硝除尘一体化功能性滤料，低温下具有良好的脱硝能力，并具有良好的除尘能力，能够满足水泥行业低温脱硝除尘一体化要求，具有较大的工业市场利用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种脱硝除尘一体化滤料，以聚苯硫醚(PPS)为基础料滤料，采用海藻酸钠(SA)对聚苯硫醚进行进行沉积处理改性，通过溶胶凝胶法分别制备二氧化硅(SiO₂)与二氧化钛(TiO₂)，采用过量浸渍法将混合溶胶负载于聚苯硫醚上，提高SiO₂/TiO₂载体负载率。

作为优选，滤料中，SiO₂、TiO₂与PPS的质量比为1～5：5～20：75～94。脱硝活性组分MnO₂、CeO₂、Co₃O₄与聚苯硫醚的质量比为3～8：1～5：1～5：82～95，聚苯硫醚功能性滤料浸渍完成后喷涂5％的聚四氟乙烯(PTFE)，聚四氟乙烯与聚苯硫醚质量比为1～10：90～99。