一種具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保除塵煙氣凈化領(lǐng)域，特別是涉及一種具有脫硝和二噁英功效的過(guò) 濾材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)廢氣的排放急劇增加。我國(guó)大氣環(huán)境的污染日趨 嚴(yán)重，并且逐步由煤煙型污染向混合型污染轉(zhuǎn)變，煙塵、SOx、NOx、Hg排放總量已居世界第 一。其中氮氧化物、二噁英是大氣中主要污染物之一，排放量超過(guò)環(huán)境自凈能力，危害巨大， 環(huán)境狀況形勢(shì)十分嚴(yán)峻。氮氧化物、二噁英是影響大氣質(zhì)量的最主要的氣態(tài)污染物，是衡量 大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志。
[0003] 燃煤電廠和垃圾焚燒廠是SOx和NOx排放的大戶，煙氣中產(chǎn)生的污染物包括硫氧 化物、氮氧化物、粉塵、可吸入顆粒物（IP)、二噁英類（PCDD/Fs)、重金屬等有害物質(zhì)。目前， 氮氧化物已逐漸成為第一大酸性污染氣體，氮氧化物與空氣中的水結(jié)合最終會(huì)轉(zhuǎn)化成硝酸 和硝酸鹽，硝酸是酸雨的成因之一，它與其他污染物在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染， 嚴(yán)重污染環(huán)境并危及人體健康。二噁英是一類來(lái)源廣、毒性強(qiáng)，穩(wěn)定性高的有機(jī)污染物。它 是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的統(tǒng)稱，前者75種，后者135種，共210個(gè)同族體。 這些化合物大部分具有強(qiáng)烈致癌、致畸、致突變的特點(diǎn)。由于二噁英的穩(wěn)定性及易溶于油脂 的特性，一旦進(jìn)入人體便難以排出，長(zhǎng)期積累，將會(huì)永久破壞人體的免疫系統(tǒng)及擾亂人體的 激素分泌，對(duì)人體構(gòu)成重大傷害。
[0004] 氮氧化物、二噁英等有害物質(zhì)引起的環(huán)境問(wèn)題以及對(duì)人體健康的危害巨大。雖然， 國(guó)內(nèi)外已研究開發(fā)了各種各樣的煙氣脫硝、脫除二噁英等工藝，各有特色，并取得了一定成 果，但共同存在一個(gè)有害物質(zhì)的脫除效率問(wèn)題，煙氣中的氮氧化物、二噁英等有害物質(zhì)有一 定的逃逸現(xiàn)象。
[0005] 環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮將成為今后氮氧化物、二噁英等有害物質(zhì)防治技術(shù) 的發(fā)展主流。為了進(jìn)一步提高有害物質(zhì)的脫除效率，通過(guò)研發(fā)設(shè)計(jì)新型功能性環(huán)保除塵過(guò) 濾材料，在濾料中植入活性催化劑，實(shí)現(xiàn)在高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵同時(shí)，對(duì)高溫?zé)煔庵泻械牡?氧化物、二噁英等有毒有害物質(zhì)進(jìn)行催化分解的目的。因此，在原有的環(huán)保除塵系統(tǒng)中，無(wú) 需改變現(xiàn)有的工藝設(shè)備和工況條件，即可完成殘余氮氧化物、二噁英等有害物質(zhì)的催化分 解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有脫硫?yàn)V料技術(shù)中存在的部分問(wèn)題，提供一種具有脫硝和 二噁英功效的過(guò)濾材料及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料的制備方法，包括以下步驟：
[0009] (1)將活性金屬催化劑粉末與PTFE樹脂粉末混合后，分別制成含有催化劑的PTFE 纖維和含有催化劑的PTFE微孔薄膜；
[0010] (2)將含有催化劑的PTFE纖維與高強(qiáng)PTFE纖維采用1-10:1-10交替布置的方式 制成經(jīng)軸，采用機(jī)織的方式織造制成PTFE基布層；
[0011] (3)在PTFE基布層的表面復(fù)合針刺或水刺含有催化劑的PTFE短纖維與基材，制成 PTFE氈料層；
[0012] (4)將活性金屬催化劑乳液與PTFE乳液混合制成催化劑混合處理液，對(duì)PTFE氈料 層進(jìn)行整體浸漬處理，之后在300-35(TC進(jìn)行燒結(jié)；
[0013] (5)將燒結(jié)后的PTFE氈料層與含有催化劑的PTFE微孔薄膜同時(shí)引入熱覆膜機(jī)中， 進(jìn)行表面熱壓覆膜加工。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟⑴中的活性金屬催化劑選自V205、W0 3、M〇03/Ti02中的一種或幾 種。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟（1)中活性金屬催化劑粉末、PTFE樹脂粉末的質(zhì)量比為1~ 10:99 ~90。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中的基材選自PPS纖維、PTFE纖維、玻纖、P84、芳綸、芳砜綸 中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟（4)中活性金屬催化劑乳液與PTFE乳液的有效成分的質(zhì)量比為 1-99:99-1。
[0018] 優(yōu)選地，所述PTFE乳液的固含量為30~50%。
[0019] 優(yōu)選地，所述活性金屬催化劑乳液的有效成分為V205、W0 3、M〇03/Ti02中的一種或幾 種。
[0020] 優(yōu)選地，所述活性金屬催化劑乳液的固含量為40~60%。
[0021] 根據(jù)上述方法制備的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料，依次包括含有催化劑的 PTFE微孔薄膜層、第一催化劑混合處理液浸漬層、PTFE氈料層、第二催化劑混合處理液浸 漬層；所述PTFE氈料層包括依次連接的第一含有催化劑的復(fù)合纖維強(qiáng)度層、PTFE基布層、 第二含有催化劑的復(fù)合纖維強(qiáng)度層；所述含有催化劑的PTFE微孔薄膜層與第一催化劑混 合處理液浸漬層之間通過(guò)熱壓覆合。
[0022] 本發(fā)明的有益效果：
[0023] (1)本發(fā)明的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料具有適用工況范圍廣，無(wú)需改變 原有的工藝設(shè)備和工況條件，即可完成殘余氮氧化物和二噁英等有害物質(zhì)的催化分解；系 統(tǒng)運(yùn)行安全平穩(wěn)，低阻高效長(zhǎng)壽命等顯著特征，能源消耗和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用減低30% ;
[0024] (2)本發(fā)明的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料同時(shí)具有表面過(guò)濾的功效，將粉 塵截留在濾料的表面，可以實(shí)現(xiàn)粉塵量小于5mg/Nm3的近零排放；
[0025] (3)本發(fā)明的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料在煙塵過(guò)濾的同時(shí)，由于多層次 的催化劑分布層的引入，成倍提升廢氣與催化劑的接觸面積，大幅提高對(duì)氮氧化物和二噁 英等有害物質(zhì)的催化分解效率；充分發(fā)揮濾料脫除有害物質(zhì)的功能；
[0026] (4)采用超細(xì)玻纖與催化PTFE纖維制作基材，保證濾料整體具有較高的拉伸強(qiáng) 度，同時(shí)具有氮氧化物和二噁英等有害物質(zhì)的催化分解功能；
[0027] (5)本發(fā)明的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料耐溫性能優(yōu)秀，能夠連續(xù)工作溫 度260°C，瞬間耐溫可達(dá)280°C，滿足催化劑分解氮氧化物、二噁英等有害物質(zhì)的溫度條件 和濾袋使用壽命的雙重要求。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明濾料的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的 技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0030] -種具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料的制備方法，包括以下步驟：（1)將活性 金屬催化劑粉末與PTFE樹脂粉末混合后，分別制成含有催化劑的PTFE纖維和含有催化劑 的PTFE微孔薄膜；（2)將含有催化劑的PTFE纖維與高強(qiáng)PTFE纖維采用1-10:1-10交替布 置的方式制成經(jīng)軸，采用機(jī)織的方式織造制成PTFE基布層；（3)在PTFE基布層的表面復(fù)合 針刺或水刺含有催化劑的PTFE短纖維與基材，制成PTFE氈料層；（4)將活性金屬催化劑 乳液與PTFE乳液混合制成催化劑混合處理液，對(duì)PTFE氈料層進(jìn)行整體浸漬處理，之后在 300-350°C進(jìn)行燒結(jié)；（5)將燒結(jié)后的PTFE氈料層與含有催化劑的PTFE微孔薄膜同時(shí)引 入熱覆膜機(jī)中，進(jìn)行表面熱壓覆膜加工。所述步驟（1)中的活性金屬催化劑選自V205、W0 3、 M〇03/Ti02中的一種或幾種；所述活性金屬催化劑與PTFE樹脂的質(zhì)量比為1-10:99-90。所 述步驟（3)中的基材選自PPS纖維、PTFE纖維、玻纖、P84、芳綸、芳砜綸中的一種或多種。所 述步驟（4)中活性金屬催化劑乳液與PTFE乳液的有效成分的質(zhì)量比為1-99:99-1。所述 PTFE乳液的固含量為30~50%。所述活性金屬催化劑乳液的有效成分為V205、W0 3、MoO3/ 1102中的一種或幾種。所述活性金屬催化劑乳液的固含量為40~60%。
[0031] 根據(jù)上述方法制備的具有脫硝和二噁英功效的過(guò)濾材料，依次包括含有催化劑的 PTFE微孔薄膜層、第一催化劑混合處理液浸漬層、PTFE氈料層、第二催化劑混合處理液浸 漬層；所述PTFE氈料層包括依次連接的第一含有催化劑的復(fù)合纖維強(qiáng)度層、PTFE基布層、 第二含有催化劑的復(fù)合纖維強(qiáng)度層；所述含有催化劑的PTFE微孔薄膜層與第一催化劑混 合處理液浸漬層之間通過(guò)熱壓覆合。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 將活性催化劑W03、MoO3ZtiO2微粉與PTFE樹脂按3:97的質(zhì)量比均勻的混合在一 起，分別制成含有催化劑的PTFE纖維和含有催化劑的PTFE微孔薄膜；其中，助劑的種類及 質(zhì)量可以根據(jù)需要任意選擇。含有催化劑的PTFE纖維主要用于制作機(jī)織過(guò)濾布，含有催化 劑的PTFE