一种具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备方法，属于工业脱硝技术领域。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的蓬勃发展，水泥行业排放的NOx总量在不断增加，同时，国家对环保标准的要求越来越严格，而目前我国水泥窑炉脱硝技术尚处于起步阶段，一般水泥窑炉脱硝反应器采用低尘低温布置，因而一般布置在除尘器后，此时脱硝反应器的工作环境中粉尘含量较低，且烟气温度仅为200°C左右，而常用与脱硝反应器中的脱硝催化剂的催化温度大都高于300°C，造成脱硝效果较差的问题，并且因为需要采用除尘、脱硝两套设备，生产成本较高。
[0003]玻璃纤维针刺毯滤材是目前玻纤滤料中档次最高、性能最好的滤料，它不仅具有较高的强度、较好的耐磨性、耐酸碱性、耐高温等优点，而且其孔隙率高，过滤阻力小、除尘效率高，是一种高速高效的高温滤料，因而将玻璃纤维进行处理，使其应用范围突破过滤除尘的单一用途，是提高玻璃纤维滤材使用价值的有效途径。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备方法，具体技术方案如下:
一种具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备方法，包括以下步骤:步骤一，浸渍乳液制备;步骤二，滤料浸渍处理;步骤三，高温定型处理;其特征在于，
所述步骤一中，将含有催化剂活性成分的前驱体、载体、助溶剂、表面活性剂及去离子水混合配制成浸渍乳液，其中前驱体为偏钒酸铵和七钼酸铵，其中载体为钛白粉、钛钨粉、钛钨硅粉中的一种或几种；
所述步骤二中，将玻璃纤维滤料浸入浸渍乳液中进行浸渍处理；
所述步骤三中，将经过浸渍处理的滤料经过高温定型处理，得到处理后的玻璃纤维滤料。
[0005]作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，前驱体、载体、助溶剂、表面活性剂及去离子水按照以下质量百分比为:
前驱体5%?15%
载体10%?20%
助溶剂1%?5%
表面活性剂 0.5%?1%
去离子水余量混合配制。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，助溶剂为单乙醇胺和草酸的混合物。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中，将玻璃纤维滤料以lm/min?3m/min勾速通过浸渍乳液。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中，玻璃纤维滤料采用玻璃纤维针刺毡、或者采用玻璃纤维和聚酰亚胺纤维按照质量百分比1:0.1?0.2的复合纤维针刺毡、或者采用玻璃纤维和聚四氟乙烯纤维按照质量百分比1:0.2?0.4的复合纤维针刺毡。
[°01°]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中，所述玻璃纤维滤料的克重为600mg/cm2?900mg/cm2。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，高温定型处理包括预烘、焙烘和烧结固化，其中预烘温度为105°c?130°C，焙烘温度为200°C?240°C，烧结固化温度为300°C?320V。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述处理后的玻璃纤维滤料中含有催化剂活性成分占滤料的质量百分数为5%?15%。
[0013]上述技术方案通过对玻璃纤维滤料进行“浸渍-热定型”工艺处理，使脱硝催化剂中的前驱体发生热分解，形成的催化剂粉末与玻璃纤维滤料牢固结合，从而滤料表面形成“V-Mo-Ti脱硝体系”的脱硝结构，使处理后的玻璃纤维滤料既保留了玻璃纤维滤料较强的除尘、防治PM2.5的功能，又能保证在200°C左右具有良好的脱硝能力，有益效果显著。
【具体实施方式】
[0014]本发明提供了一种具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备方法，包括以下步骤:步骤一，浸渍乳液制备;步骤二，滤料浸渍处理;步骤三，高温定型处理；
其中，步骤一是将含有催化剂活性成分的前驱体、载体、助溶剂、表面活性剂及去离子水混合配制成浸渍乳液，其中前驱体为偏钒酸铵和七钼酸铵，其中载体为钛白粉、钛钨粉、钛钨硅粉中的一种或几种；
其中，步骤二是将玻璃纤维滤料浸入浸渍乳液中进行浸渍处理，该步骤在玻璃纤维滤料形成一层均匀的V-Mo-Ti脱硝催化剂浸涂层；
其中，步骤三是将经过浸渍处理的滤料经过高温定型处理，得到处理后的玻璃纤维滤料。
[0015]上述技术方案通过对玻璃纤维滤料进行“浸渍-热定型”工艺处理，使脱硝催化剂中的前驱体发生热分解，形成的催化剂粉末与玻璃纤维滤料牢固结合，从而滤料表面形成“V-Mo-Ti脱硝体系”的脱硝结构，使处理后的玻璃纤维滤料既保留了玻璃纤维滤料较强的除尘、防治PM2.5的功能，又能保证在200°C左右具有良好的脱硝能力，有益效果显著。
[0016]进一步的，在步骤一中，前驱体、载体、助溶剂、表面活性剂及去离子水按照以下质量百分比为:
前驱体5%?15%
载体10%?20%
助溶剂1%?5%
表面活性剂 0.5%?1% 去1?子水余量
混合配制，其中助溶剂为单乙醇胺和草酸的混合物，表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠。
[0017]进一步的，在步骤二中，将玻璃纤维滤料以lm/min?3m/min勾速通过浸渍乳液，该优选方案能够确保玻璃纤维滤料表面的V-Mo-Ti脱硝催化剂浸涂层厚度均匀。
[0018]更进一步的，在步骤二中，玻璃纤维滤料可以采用玻璃纤维针刺毡、或者采用玻璃纤维和聚酰亚胺纤维按照质量百分比1:0.1?0.2的复合纤维针刺毡、或者采用玻璃纤维和聚四氟乙烯纤维按照质量百分比1:0.2?0.4的复合纤维针刺毡，其中玻璃纤维滤料的克重为600mg/cm2?900mg/cm2。上述方案中采用玻璃纤维和聚四氟乙烯纤维组成复合纤维针刺毡能够通过聚四氟乙烯纤维良好的柔韧性对玻璃纤维的脆性进行改进，确保滤料在高温定型处理过程中结构稳定;上述方案中采用玻璃纤维和聚酰亚胺纤维组成的复合纤维针刺毡能够利用聚酰亚胺纤维的热稳定性提高滤料在高于400°C时仍然可以正常使用。
[0019]进一步的，在步骤三中，高温定型处理包括预烘、焙烘和烧结固化，再经过恒张力控制装置，由收卷装置收卷，其中预烘温度为105°C?130°C，焙烘温度为200°C?240°C，烧结固化温度为300°C?320°C，通过逐步提高温度梯度，在预烘温度范围内先将浸渍乳液中的偏钒酸铵进行干燥，使其分解出活性催化组分五氧化二钒，然后再烘焙温度内将浸渍乳液中的七钼酸铵进行干燥，使其分解出活性催化组分三氧化钼，最后在烧结固化温度范围内将浸渍乳液完全干燥，通过这种将两种活性组分的干燥区别开来的工艺，提高催化剂的催化活性。
[0020]进一步的，所述处理后的玻璃纤维滤料中含有催化剂活性成分占滤料的质量百分数为5%?15%，该含量的催化剂活性成分能够在保证玻璃纤维滤料对粉尘的有效过滤的同时，保持较高的脱硝效率。
[0021 ]下面结合实施例进行介绍。
[0022]实施例一
按照下述步骤进行具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备:
步骤一，浸渍乳液制备，按照下述质量百分比进行配料:
前驱体
偏钒酸铵 10%
七钼酸铵 5%
载体
钛钨硅粉 20%
助溶剂
单乙醇胺 1%
草酸1%
表面活性剂硬脂酸 0.5%
去尚子水余量
高速研磨20min，将制成浸渍乳液盛放至卧式浸料槽中备用；
步骤二，滤料浸渍处理，将玻璃纤维滤料以lm/min均速通过装有步骤一中制备的脱除催化剂浸渍乳液的卧式浸料槽中；
步骤三，高温定型处理，经过浸渍处理的滤料经过高温定型处理，其中预烘温度115°C，烘焙温度220°C，烧结固化温度310°C，再经过恒张力控制装置，最后由收卷装置收卷，制成具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料。
[0023]将制得的具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料进行除尘和脱硝性能测试，对滤料的动态性能测试及催化剂的活性评价，检测得出该滤料在200°C对NOx的有效脱除率达到85%，脱硝效果较佳，同时，对烟尘的有效脱除率达到99.99%以上，可以实现烟尘的超低排放。
[0024]
实施例二
按照下述步骤进行具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料的制备:
步骤一，浸渍乳液制备，按照下述质量百分比进行配料:
前驱体
偏钒酸铵 1.7%
七钼酸铵 3.3%
载体
钛钨硅粉 10%
助溶剂
单乙醇胺 0.5%
草酸0.5%
表面活性剂硬脂酸 0.5%
去尚子水余量
高速研磨20min，将制成浸渍乳液盛放至卧式浸料槽中备用；
步骤二，滤料浸渍处理，将玻璃纤维滤料以lm/min均速通过装有步骤一中制备的脱除催化剂浸渍乳液的卧式浸料槽中；
步骤三，高温定型处理，经过浸渍处理的滤料经过高温定型处理，其中预烘温度130°C，烘焙温度240°C，烧结固化温度320°C，再经过恒张力控制装置，最后由收卷装置收卷，制成具有V-Mo-Ti脱硝体系的玻璃纤维滤料。
[0025]将制