一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法，包括依次连接的支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层，所述支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层相互通过针刺勾连。还公开了相应的制备方法。本发明具有除尘和脱汞的双重功效，该滤料是在原有滤料中复合了具有催化分解汞及其重金属功能滤料，因此，在高效除尘的同时可以将汞及其重金属在高温下同步分解，降低了汞及其重金属的排放浓度；聚四氟乙烯纤维PTFE和聚酰亚胺纤维P84都可在260℃以下长期运行，而催化剂的有效分解温度为150～220℃，因此在温度上匹配性较好。
【专利说明】一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滤料及其制备方法，尤其涉及的是一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]2011年7月29日，国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了最新的《火电厂大气污染物排放标准》。《标准》中规定氮氧化物:自2012年I月I日起，对于全部锅炉的汞及其化合物执行30mg/Nm3的排放标准，相比原来增加了该项要求；而目前，SCR、电除尘器/布袋除尘器、FGD的组合能够脱出烟气中30?70%的Hg。主要取决于煤中氯的含量，氯含量高SCR、电除尘器、FGD组合的脱Hg率就高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种除尘脱汞双效功能滤料及其制备方法，实现除尘和脱汞双功能。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括依次连接的支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层，所述支撑层、基布层、催化分解层、缓冲层和迎尘层相互通过针刺勾连；
[0005]所述迎尘层由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按质量比1:1?1:2混纺制成，缓冲层由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维按质量比1:1?1:2混纺制成，催化分解层由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层由聚四氟乙烯纤维制成。
[0006]作为本发明的优选方式之一，所述基布层总克重为100?150克/平方米。
[0007]作为本发明的优选方式之一，所述迎尘层总克重为100?200克/平方米。
[0008]作为本发明的优选方式之一，所述滤料总克重为1000?1500克/平方米。
[0009]所述催化分解层中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层的总克重为200?250克/平方米，其中，脱汞催化剂在聚四氟乙烯膜中的重量比重为20?50%。
[0010]一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，包括以下步骤:
[0011](I)缓冲层的制备
[0012]将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层，并经过针刺加固；
[0013](2)迎尘层的制备
[0014]聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工；
[0015](3)基布层的制备
[0016]采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层；
[0017](4)支撑层的制备[0018]采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得；
[0019](5)催化分解层的制备
[0020]将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层、缓冲层进行铺网、针刺；
[0021](6)除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备
[0022]将迎尘层、缓冲层、催化分解层、基布层以及支撑层，通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。
[0023]所述步骤(2)中，迎尘层使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2?10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂0P-10，表面活性剂0P-10与纤维的重量比为1:100?1:200，喷洒到纤维表面，密闭保持24?72小时。
[0024]所述步骤(4)中，支撑层的后处理包括热定型，温度250?300°C，时间10?15分钟。
[0025]所述步骤(5)中，将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤:
[0026]a、将脱汞催化剂形成分散剂；
[0027]b、脱汞催化剂按重量比20%?50%分散到聚四氟乙烯膜中；
[0028]C、含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。
[0029]本发明是在制备传统除尘滤料的同时，将脱汞催化剂植入PTFE膜中，在将植入脱汞催化剂的PTFE膜载体同迎尘层、缓冲层一同针刺，形成针刺毡滤料。
[0030]本发明相比现有技术具有以下优点:
[0031]1、本发明具有除尘和脱汞的双重功效，该滤料是在原有滤料中复合了具有催化分解汞及其重金属功能滤料，因此，在高效除尘的同时可以将汞及其重金属在高温下同步分解，降低了汞及其重金属的排放浓度；
[0032]2、温度匹配性好:聚四氟乙烯纤维PTFE和聚酰亚胺纤维P84都可在260°C以下长期运行，而催化剂的有效分解温度为150?220°C，因此在温度上匹配性较好；
[0033]3、催化分解效率高:纤维中使用粉体状催化剂，并且采用PTFE超细微孔膜作为载体，提高了催化剂的附着效果，比目前块状(蜂窝煤状)的比较，增大废气与催化剂的接触面积，提闻了对废气的分解效率；
[0034]4、环境适应性好:可以在高湿度、高氧化、高酸碱腐蚀的环境中保持良好的分解效率和使用寿命；
[0035]5、造价成本低:无需增加新的除尘设备和改造，由于该新型滤料与普通滤料差异很小，可以直接在现有的袋式除尘器上使用，因此没有任何设备改造等费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0038]如图1所示，本实施例包括依次连接的支撑层5、基布层4、催化分解层3、缓冲层2和迎尘层1，所述支撑层5、基布层4、催化分解层3、缓冲层2和迎尘层I相互通过针刺勾连；迎尘层I由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维混纺制成，缓冲层2由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维混纺制成，催化分解层3由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层4由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层5由聚四氟乙烯纤维制成。
[0039]本实施例的除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，包括以下步骤:
[0040](I)缓冲层2的制备
[0041]将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按1:1的比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层2，并经过针刺加固；
[0042](2)迎尘层I的制备
[0043]聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按1:2的比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工；
[0044]迎尘层I使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2?10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂0P-10，表面活性剂0P-10与纤维的重量比为1:100?1:200，喷洒到纤维表面，密闭保持24?72小时。
[0045](3)基布层4的制备
[0046]采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层4 ；
[0047](4)支撑层5的制备
[0048]采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得；支撑层5的后处理包括热定型，温度250?300°C，时间10?15分钟。
[0049](5)催化分解层3的制备
[0050]将脱汞催化剂作为分散剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层1、缓冲层2进行铺网、针刺；
[0051]将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤:
[0052]a、将脱汞催化剂形成分散剂；
[0053]b、脱汞催化剂按重量比50%分散到聚四氟乙烯膜中；
[0054]C、含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。
[0055](6)除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备
[0056]将迎尘层1、缓冲层2、催化分解层3、基布层4以及支撑层5，通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。
[0057]本实施例的基布层4总克重为150克/平方米。
[0058]本实施例的迎尘层I总克重为200克/平方米。
[0059]本实施例的滤料总克重为1000克/平方米。
[0060]本实施例的催化分解层3中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层3的总克重为250克/平方米。
[0061]迎尘层1:涂层技术引入到迎尘层I的加工中，产生表层过滤效果。与覆PTFE微孔膜的表面过滤技术相比，对滤料透气量的影响显著降低；与非织造布深层过滤比较，提高了阻挡微细尘粒能力，同时表面易清灰，迎尘层I的主要作用是截留烟尘中的飞灰。
[0062]缓冲层2:纤维层内纤维错综排列，形成无数网格。气流在纤维层内穿过时，要经过多次激烈的转弯。当微粒质量较大或者气流速度较大时，在转弯处，微粒或气流由于惯性来不及绕过纤维，而是向纤维不断靠近，微粒在纤维上沉积下来，气流速度被减缓。
[0063]催化分解层3:催化分解层3主要在200?250°C的温度范围内，在少量O2存在的条件下，通过催化剂与汞及重金属接触，进行催化分解。
[0064]本实施例的除尘及脱汞双效功能性滤料，在250°C对汞及重金属的去除率90%，对PM2.5颗粒去除效率达90%，运行阻力为IOOOPa ;在280°C对汞及重金属的去除率99.2%，对PM2.5颗粒去除效率达99.8%，运行阻力为1300Pa。
【权利要求】
1.一种除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，包括依次连接的支撑层(5)、基布层(4)、催化分解层(3)、缓冲层(2)和迎尘层(1)，所述支撑层(5)、基布层(4)、催化分解层(3)、缓冲层(2)和迎尘层(I)相互通过针刺勾连； 所述迎尘层(I)由聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按质量比1:1-1:2混纺制成，缓冲层(2)由聚四氟乙烯纤维与聚酰亚胺纤维按质量比1:1-1:2混纺制成，催化分解层(3)由含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜制成，基布层(4)由聚四氟乙烯纤维制成，支撑层(5)由聚四氟乙烯纤维制成。
2.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述基布层(4)总克重为100-150克/平方米。
3.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述迎尘层(I)总克重为100-200克/平方米。
4.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述催化分解层(3)中，以脱汞催化剂为分散剂植入聚四氟乙烯膜中，催化分解层(3)的总克重为200-250克/平方米，其中，脱汞催化剂在聚四氟乙烯膜中的重量比重为20-50%。
5.根据权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料，其特征在于，所述滤料总克重为1000-1500克/平方米。
6.一种如权利要求1所述的除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)缓冲层(2)的制备 将聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例进行开松后，通过机械成网形成缓冲层(2)，并经过针刺加固； (2)迎尘层(I)的制备 聚四氟乙烯纤维和聚酰亚胺纤维按比例混合，经过纤维预处理、开松、梳理加工； (3)基布层(4)的制备 采用聚四氟乙烯纤维，通过经纬向机织加工交织形成基布层(4); (4)支撑层(5)的制备 采用聚四氟乙烯纤维，经过纤维预处理、开松、梳理加工，再经过后处理制得； (5)催化分解层(3)的制备 将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜，再将该聚四氟乙烯膜和迎尘层(I)、缓冲层(2)进行铺网、针刺； (6)除尘及脱汞一体化功能性滤料的制备 将迎尘层(I)、缓冲层(2 )、催化分解层(3 )、基布层(4 )以及支撑层(5 )，通过针刺加工、后处理，得到除尘及脱汞一体化功能性滤料。
7.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，迎尘层(I)使用的聚四氟乙烯纤维的细度为2-10分特，长度60毫米；纤维预处理采用表面活性剂0P-10，表面活性剂OP-1O与纤维的重量比为1:100-1:200，喷洒到纤维表面，密闭保持24-72小时。
8.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，支撑层(5)的后处理包括热定型，温度250-300°C，时间10-15分钟。
9.根据权利要求6所述的一种除尘脱汞双效功能滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，将脱汞催化剂植入聚四氟乙烯膜包括以下步骤: a、将脱汞催化剂形成分散剂； b、脱汞催化剂按重量比20%-50%分散到聚四氟乙烯膜中； C、含有脱汞催化剂的 聚四氟乙烯膜经过拉伸，形成含有脱汞催化剂的聚四氟乙烯膜。
【文档编号】B01D35/02GK103446805SQ201310388998
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】刘江峰, 徐辉, 张庆丽 申请人:安徽省元琛环保科技有限公司