脫硝用無(wú)紡濾布及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明首先公開(kāi)了一種脫硝用無(wú)紡濾布，其次公開(kāi)了該脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，步驟如下：a)將聚丙烯粉體與聚丙烯酸混合，再加入引發(fā)劑，然后將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到聚丙烯復(fù)合材料；b)按照6：4-8：2的重量比將聚丙烯切片與步驟a制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后在130-190℃條件下紡成纖維，所述的聚丙烯切片是合成纖維技術(shù)中常用的原料；c)將纖維織成無(wú)紡濾布；d)將無(wú)紡濾布先放入含金屬離子的溶液中浸泡1-8h，然后放入70-120℃的堿液中浸泡2-5h，取出，高溫干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布，該無(wú)紡濾布加工成本低，處理煙氣中的NOx不僅方便，容易實(shí)現(xiàn)，而且NOx的去除率高。
【專利說(shuō)明】脫硝用無(wú)紡濾布及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種脫硝用無(wú)紡濾布及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電站、焚燒爐以及噴射引擎燃燒室等在高溫燃燒工作時(shí)會(huì)排放出Ν0χ(即氮氧化物)，這些NOx的大量排放是引起酸雨、光化學(xué)煙霧及霧霾的主要原因之一，因此國(guó)家對(duì)NOx的排放指標(biāo)有嚴(yán)格的規(guī)定。目前，用于脫硝防止NOx排放的方法主要是采用尿素或者氨氣將煙氣中的NOx還原為氮?dú)夂脱鯕猓允垢邷厝紵裏煔膺_(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是采用尿素或者氨氣還原NOx的方法不僅工藝復(fù)雜，處理成本高，而且氨氣難以控制甚至?xí)斐煽諝獾亩挝廴尽?br>
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的首要目的是提供一種能夠過(guò)濾煙塵、將煙塵中的NOx催化分解的無(wú)紡濾布。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述無(wú)紡濾布是由重量比為70-85:5-10:0.05-0.5的聚丙烯粉體、聚丙烯酸以及引發(fā)劑混合制備的聚丙烯復(fù)合材料通過(guò)紡織而成，無(wú)紡濾布上原位生成有催化劑無(wú)機(jī)金屬氧化物，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、V50引發(fā)劑、過(guò)硫酸鉀、過(guò)氧化二苯甲酰、高錳酸鉀以及硝酸鈰胺中的一種或多種。
[0005]具體的方案為:所述的聚丙烯復(fù)合材料和催化劑均為納米級(jí)材料，所述的催化劑為氧化鋅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂或氧化鎘中的一種或多種，所述的聚丙烯粉體的分子量在3000-10000之間，所述的聚丙烯酸的分子量在1000-5000之間。
[0006]上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于:使用本發(fā)明的無(wú)紡濾布不僅能過(guò)濾除去煙氣中的粉塵，而且該無(wú)紡濾布上含有催化劑無(wú)機(jī)金屬氧化物，這樣在無(wú)機(jī)金屬氧化物的作用下，煙氣中的NOx被無(wú)紡濾布中的納米吸附劑聚丙烯復(fù)合材料所吸附并在無(wú)紡濾布的高活性面催化分解，從而達(dá)到脫硝的目的，有效避免了 NOx排入大氣造成環(huán)境污染。本發(fā)明的無(wú)紡濾布加工成本低，處理煙氣中的NOx不僅方便，容易實(shí)現(xiàn)，而且NOx的去除率高，同時(shí)，由于納米級(jí)催化劑是在無(wú)紡濾布上原位生成，這樣可以有效提高無(wú)紡濾布的力學(xué)強(qiáng)度，從而進(jìn)一步保證無(wú)紡濾布的脫硝、脫塵效果。
[0007]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種上述脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，包括以下步驟:
[0008]a)將聚丙烯粉體與聚丙烯酸混合，再加入引發(fā)劑，然后將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到聚丙烯復(fù)合材料；
[0009]b)按照6:4-8:2的重量比將聚丙烯切片與步驟a制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后在130-190°C條件下紡成纖維，所述的聚丙烯切片是合成纖維技術(shù)中常用的原料；
[0010]c)將纖維織成無(wú)紡濾布；
[0011]d)將無(wú)紡濾布先放入含金屬離子的溶液中浸泡l-8h，然后放入70_120°C的堿液中浸泡2-5h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布。
[0012]更為具體的方案為:所述步驟a中雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度在190_230°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為15_30rpm。
[0013]所述步驟b中纖維的直徑為2-12D。
[0014]實(shí)際加工時(shí)，所述纖維織成無(wú)紡布的方式有多種，優(yōu)選的，所述步驟b中的纖維分為長(zhǎng)度大于38mm的長(zhǎng)纖維和長(zhǎng)度介于12_38mm之間的短纖維，長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布，所述步驟c中的無(wú)紡濾布是由位于外層的短纖布和位于中間層的長(zhǎng)纖布通過(guò)無(wú)紡針刺法織成，通過(guò)上述技術(shù)方案織成的無(wú)紡濾布強(qiáng)度高，吸附粉塵和NOx的能力強(qiáng)。
[0015]另外，所述步驟d的溶液中的金屬離子為鋅離子、鋁離子、鈦離子、鎂離子或鎘離子中的一種或多種，溶液中金屬離子的濃度為l-10mol/L，所述步驟d中堿液的濃度為2-5mol/L。優(yōu)選方案是:所述步驟d中是將無(wú)紡濾布先放入含金屬離子的溶液中浸泡3-5h，然后放入70-100°C的堿液中浸泡2-4h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布，溶液中金屬離子的濃度為4-6mol/L，堿液的濃度為3-4mol/L，通過(guò)上述參數(shù)條件的限定使得本發(fā)明制備得到的無(wú)紡濾布的NOx去除率高達(dá)30%以上。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案，以下通過(guò)4個(gè)實(shí)施例來(lái)做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0018]實(shí)施例1:
[0019]I)按照80:7:0.2的重量比稱取聚丙烯粉體、聚丙烯酸和硝酸鈰胺，將聚丙烯粉體、聚丙烯酸混合，然后再投入硝酸鈰胺，將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)一步法擠出，得到改性的聚聚丙烯復(fù)合材料，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為200°C，螺桿的轉(zhuǎn)速為20rpm，所述聚丙烯粉體、聚丙烯酸的分子量分別為6000和3000 ；
[0020]2)按照6:4的重量比將聚丙烯切片與步驟I)制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后通過(guò)紡絲機(jī)紡織得到直徑在2-12D之間的長(zhǎng)纖維和短纖維；
[0021]3)采用梭理機(jī)將長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布；
[0022]4)采用每束為1200D的長(zhǎng)纖布做經(jīng)向，每束為300D的長(zhǎng)纖布做緯向，織得70-120g的機(jī)布，同時(shí)用兩臺(tái)梭理機(jī)將每束為9D的短纖織得50-100g的纖維網(wǎng)，然后將機(jī)布作為中間層放在兩層纖維網(wǎng)之間，用無(wú)紡針刺法將機(jī)布和纖維網(wǎng)織成無(wú)紡濾布；
[0023]5)再通過(guò)將濾布浸入鋅離子溶液和熱的堿液兩個(gè)過(guò)程得到表面含有氧化鋅的具有脫硝功能的無(wú)紡濾布；
[0024]6)將步驟5)制得的無(wú)紡濾布先放入8mol/L的鋅離子溶液中浸泡lh，然后放入100°c濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡2h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布產(chǎn)品，溶液采用3012H型自動(dòng)煙塵測(cè)試儀測(cè)試NO —次性通過(guò)該產(chǎn)品的去除系數(shù)，結(jié)果顯示，常溫下NO的去除率4%，在100°C條件下NO的去除率28%。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]I)按照70:10:0.2的重量比稱取聚丙烯粉體、聚丙烯酸和高錳酸鉀，將聚丙烯粉體、聚丙烯酸混合，然后再投入高錳酸鉀，將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)一步法擠出，得到改性的聚聚丙烯復(fù)合材料，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為200°C，螺桿的轉(zhuǎn)速為20rpm，所述聚丙烯粉體、聚丙烯酸的分子量分別為6000和3000 ；
[0027]2)按照7:3的重量比將聚丙烯切片與步驟I)制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后通過(guò)紡絲機(jī)紡織得到直徑在2-12D之間的長(zhǎng)纖維和短纖維；
[0028]3)采用梭理機(jī)將長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布；
[0029]4)采用每束為1200D的長(zhǎng)纖布做經(jīng)向，每束為300D的長(zhǎng)纖布做緯向，織得70-120g的機(jī)布，同時(shí)用兩臺(tái)梭理機(jī)將每束為9D的短纖織得50-100g的纖維網(wǎng)，然后將機(jī)布作為中間層放在兩層纖維網(wǎng)之間，用無(wú)紡針刺法將機(jī)布和纖維網(wǎng)織成無(wú)紡濾布；
[0030]5)再通過(guò)將濾布浸入鋅離子溶液和熱的堿液兩個(gè)過(guò)程得到表面含有氧化鋅的具有脫硝功能的無(wú)紡濾布；
[0031]6)將步驟5)制得的無(wú)紡濾布先放入6mol/L的鎂離子溶液中浸泡3h，然后放入100°c濃度為4mol/L的氫氧化鉀溶液中浸泡3h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布產(chǎn)品，采用3012H型自動(dòng)煙塵測(cè)試儀測(cè)試NO —次性通過(guò)該產(chǎn)品的去除系數(shù)，結(jié)果顯示，常溫下NO的去除率6%，在100°C條件下NO的去除率25%。
[0032]實(shí)施例3:
[0033]I)按照75:10:0.2的重量比稱取聚丙烯粉體、聚丙烯酸和偶氮二異丁腈，將聚丙烯粉體、聚丙烯酸混合，然后再投入偶氮二異丁腈，將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)一步法擠出，得到改性的聚聚丙烯復(fù)合材料，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為230°C，螺桿的轉(zhuǎn)速為30rpm,所述聚丙烯粉體、聚丙烯酸的分子量分別為6000和3000 ；
[0034]2)按照8:2的重量比將聚丙烯切片與步驟I)制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后通過(guò)紡絲機(jī)紡織得到直徑在2-12D之間的長(zhǎng)纖維和短纖維；
[0035]3)采用梭理機(jī)將長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布；
[0036]4)采用每束為1200D的長(zhǎng)纖布做經(jīng)向，每束為300D的長(zhǎng)纖布做緯向，織得70-120g的機(jī)布，同時(shí)用兩臺(tái)梭理機(jī)將每束為9D的短纖織得50-100g的纖維網(wǎng)，然后將機(jī)布作為中間層放在兩層纖維網(wǎng)之間，用無(wú)紡針刺法將機(jī)布和纖維網(wǎng)織成無(wú)紡濾布；
[0037]5)再通過(guò)將濾布浸入鋁離子溶液和熱的堿液兩個(gè)過(guò)程得到表面含有氧化鋅的具有脫硝功能的無(wú)紡濾布；
[0038]6)將步驟5)制得的無(wú)紡濾布先放入4mol/L的鋅離子溶液中浸泡5h，然后放入100°c濃度為4mol/L的氫氧化鉀溶液中浸泡4h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布產(chǎn)品，采用3012H型自動(dòng)煙塵測(cè)試儀測(cè)試NO —次性通過(guò)該產(chǎn)品的去除系數(shù)，結(jié)果顯示，常溫下NO的去除率8%，在100°C條件下NO的去除率32%。
[0039]實(shí)施例4:
[0040]I)按照80:5:0.5的重量比稱取聚丙烯粉體、聚丙烯酸和過(guò)氧化二苯甲酰，將聚丙烯粉體、聚丙烯酸混合，然后再投入過(guò)氧化二苯甲酰，將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)一步法擠出，得到改性的聚聚丙烯復(fù)合材料，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為190°C，螺桿的轉(zhuǎn)速為15rpm,所述聚丙烯粉體、聚丙烯酸的分子量分別為6000和3000 ；
[0041]2)按照8:2的重量比將聚丙烯切片與步驟I)制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后通過(guò)紡絲機(jī)紡織得到直徑在2-12D之間的長(zhǎng)纖維和短纖維；
[0042]3)采用梭理機(jī)將長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布；
[0043]4)采用每束為1200D的長(zhǎng)纖布做經(jīng)向，每束為300D的長(zhǎng)纖布做緯向，織得70-120g的機(jī)布，同時(shí)用兩臺(tái)梭理機(jī)將每束為9D的短纖織得50-100g的纖維網(wǎng)，然后將機(jī)布作為中間層放在兩層纖維網(wǎng)之間，用無(wú)紡針刺法將機(jī)布和纖維網(wǎng)織成無(wú)紡濾布；
[0044]5)再通過(guò)將濾布浸入鈦離子溶液和熱的堿液兩個(gè)過(guò)程得到表面含有氧化鋅的具有脫硝功能的無(wú)紡濾布；
[0045]6)將步驟5)制得的無(wú)紡濾布先放入lmol/L的鋅離子溶液中浸泡8h，然后放入70°C濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡5h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布產(chǎn)品，采用3012H型自動(dòng)煙塵測(cè)試儀測(cè)試NO —次性通過(guò)該產(chǎn)品的去除系數(shù)，結(jié)果顯示，常溫下NO的去除率7%，在100°C條件下NO的去除率23%。
【權(quán)利要求】
1.一種脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述無(wú)紡濾布是由重量比為70-85:5-10:0.05-0.5的聚丙烯粉體、聚丙烯酸以及引發(fā)劑混合制備的聚丙烯復(fù)合材料通過(guò)紡織而成，無(wú)紡濾布上原位生成有催化劑無(wú)機(jī)金屬氧化物，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、V50引發(fā)劑、過(guò)硫酸鉀、過(guò)氧化二苯甲酰、高錳酸鉀以及硝酸鈰胺中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述的催化劑為氧化鋅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂或氧化鎘中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述的聚丙烯復(fù)合材料和催化劑均為納米級(jí)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述的聚丙烯粉體的分子量在 3000-10000 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝用無(wú)紡濾布，其特征在于:所述的聚丙烯酸的分子量在1000-5000 之間。
6.一種如權(quán)利要求1-5所述脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，包括以下步驟: a)將聚丙烯粉體與聚丙烯酸混合，再加入引發(fā)劑，然后將三者的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到聚丙烯復(fù)合材料； b)按照6:4-8:2的重量比將聚丙烯切片與步驟a制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行混合，然后在130-190°C條件下紡成纖維； c)將纖維織成無(wú)紡濾布； d)將無(wú)紡濾布先放入含金屬離子的溶液中浸泡l_8h，然后放入70-120°C的堿液中浸泡2-5h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，其特征在于:所述步驟a中雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度在190-230°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為15-30rpm。 根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，其特征在于:所述步驟b中纖維的直徑為2-12D。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，其特征在于:所述步驟b中的纖維分為長(zhǎng)度大于38mm的長(zhǎng)纖維和長(zhǎng)度介于12_38mm之間的短纖維，長(zhǎng)纖維和短纖維分別織成長(zhǎng)纖布和短纖布，所述步驟c中的無(wú)紡濾布是由位于外層的短纖布和位于中間層的長(zhǎng)纖布通過(guò)無(wú)紡針刺法織成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，其特征在于:所述步驟d的溶液中的金屬離子為鋅離子、鋁離子、鈦離子、鎂離子或鎘離子中的一種或多種，溶液中金屬離子的濃度為Ι-lOmol/L，所述步驟d中堿液的濃度為2-5mol/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫硝用無(wú)紡濾布的制備方法，其特征在于:所述步驟d中是將無(wú)紡濾布先放入含金屬離子的溶液中浸泡3-5h，然后放入70-100°C的堿液中浸泡2-4h，取出，干燥，即得具有脫硝作用的無(wú)紡濾布，溶液中金屬離子的濃度為4-6mol/L，堿液的濃度為 3_4mol/L。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK104069689SQ201410325915
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】朱長(zhǎng)效, 王獻(xiàn)彪, 劉瑾, 李 真 申請(qǐng)人:安徽省利特環(huán)保技術(shù)有限公司