专利名称：一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布及其制备方法
技术领域：
本发明属于脱除燃煤烟气中重金属汞领域，特别涉及一种用于脱除燃煤烟气中汞 的掺炭纤维滤布及其制备方法。
背景技术：
汞是一种低熔点，高挥发性的液态金属，即使在0°C它也会挥发；一旦被人体所吸 入，便会造成神经性中毒和深部组织病变，而且汞毒性具有积累性，往往需几年或者十几年 才有所发现，对人体健康危害性极大。而我国又是能源生产和消费的大国，燃煤排放物是我 国大气污染的主要来源，煤中的痕量元素汞在煤的燃烧过程中会发生迁移，约有86%的汞 分布在烟气中。因此，带来的大气污染和环境损失是相当的严重，给大气治理和污染控制的 研究者们带来了巨大的负担。目前略有成效的治理方法是在燃烧后的烟气中喷入吸附剂的 方法，但该方法存在一定的缺陷(成本低廉的吸附剂，如飞灰对的脱除效率较低；脱除效率 较高的吸附剂，如活性炭价格又较高，投入成本较大，燃煤电厂难以接受，推广较难)。活性炭纤维含炭量高，比表面积大，微孔丰富，孔径分布高，与传统的粒状或粉末 状活性炭相比活性炭纤维含炭量高，外比表面积大，孔径分布窄，吸附容量大，约是传统的 粒状或粉末状活性炭的1. 5-10倍，且吸附效率高，对ppb级的痕量物质吸附特别有效，吸脱 附速度快，约是的传统的粒状或粉末状活性炭10-100倍，对燃煤烟气中的重金属汞有较好 的吸附脱除作用，但活性炭纤维较脆，并且纤维较短，很难进行纺纱，故无法制成强度较高 的布袋，未能应用于袋式除尘领域内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布 及其制备方法，该掺炭纤维滤布可耐高温，强度高，特别对燃煤烟气中重金属汞的吸附脱出 有较为显著的效果，并且制备方法简单易行，成本较低，易于大规模工业生产。本发明的一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布，其组分包括重量比为 1 1的PPS纤维和活性炭粉，活性炭粉末以融合的方式粘附在纤维表面上，在滤布内部形 成均勻的对重金属汞的吸附活性位。所述活性炭粉的粒径为纳米级，含碳量高于80%。本发明的一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布的制备方法，包括(1)将PPS纤维在开清系统上开松，而后通过活性炭粉喷射系统将纳米级活性炭 粉喷射到开松好的PPS纤维上；(2)将所制得的融结有活性炭粉的PPS纤维混合梳理制成纤维网，再次喷入活性 炭粉，通过机械粘合针刺法制得PPS掺炭纤维无纺布；(3)由喷胶系统和活性炭粉喷射系统分别将纤维胶和活性炭粉喷到无纺布表面， 最后经叠网和热定型系统以及分切和卷取，制得掺炭纤维滤布。所述步骤(1)中的活性炭粉喷射系统需要三套，喷口处设置密闭罩。
应在所述工艺过程中，对未被纤维所粘带的活性炭粉进行回收，以便重复使用。该种用于脱除燃煤烟气中重金属汞的掺炭纤维滤布是利用超细纳米级气溶胶颗 粒在有动量梯度存在的作用下，会向动量小的一方运动并粘附在固体上的原理，通过活性 炭喷射系统将纳米级活性炭粉喷洒在PPS纤维上。该种滤布的制备过程在开清系统、梳理 系统、针刺系统、烘干系统、喷胶系统，热定型系统以及活性炭粉喷射系统上完成，制备工艺 过程中的未被纤维所粘带的活性炭粉应对其进行回收，以便重复使用。有益效果(1)本发明通过PPS纤维粘带活性炭粉末，从而增大了纤维本身对烟气中重金属 汞的吸附活行位，提高了对重金属汞的脱除效率，该掺炭纤维滤布可耐高温，强度高，可将 其用于脱除燃煤烟气中可吸入颗粒物和重金属汞的领域；(2)活性炭粉具有良好的导电性以及对酸碱性气体优质的吸附作用，使得PPS掺 炭布袋的使用寿命得到很大的提高；(3)本发明的制备方法简单可行，成本较低，易于大规模工业生产。
图1为掺炭纤维滤布的结构示意图；图2为掺炭纤维滤布的制作原理图；图3为掺炭纤维滤布的制作工艺图；图中，1融结有活性炭粉的PPS纤维，2融合状活性炭粉末，3掺炭纤维滤布。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。实施例1将PPS纤维在开清系统上开松，而后通过活性炭粉喷射系统将纳米级活性炭粉喷 射到开松好的PPS纤维上，将所制得的融结有活性炭粉的PPS纤维混合梳理制成纤维网，再 次喷入活性炭粉，然后通过机械粘合针刺法制得PPS掺炭纤维无纺布，再由喷胶系统和活 性炭粉喷射系统分别将纤维胶和活性炭粉喷到无纺布表面，最后经叠网和热定型系统以及 分切和卷取，制得掺炭纤维滤布。实践证明，运用本发明的滤布来进行对燃煤烟气中可吸入颗粒物和重金属汞联合 脱除，可以达到理想的效果；布袋的使用寿命得到较大的提高，对重金属汞的脱除效率可达 到90%以上，环境效益显著。
权利要求
一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布，其组分包括重量比为1∶1的PPS纤维和活性炭粉，活性炭粉末以融合的方式粘附在纤维表面上，在滤布内部形成均匀的对重金属汞的吸附活性位。
2.根据权利要求1所述的一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布，其特征在于 所述活性炭粉的粒径为纳米级，含碳量高于80%。
3.一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布的制备方法，包括(1)将PPS纤维在开清系统上开松，而后通过活性炭粉喷射系统将纳米级活性炭粉喷 射到开松好的PPS纤维上；(2)将所制得的融结有活性炭粉的PPS纤维混合梳理制成纤维网，再次喷入活性炭粉， 通过机械粘合针刺法制得PPS掺炭纤维无纺布；(3)由喷胶系统和活性炭粉喷射系统分别将纤维胶和活性炭粉喷到无纺布表面，最后 经叠网和热定型系统以及分切和卷取，制得掺炭纤维滤布。
4.根据权利要求3所述的一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布的制备方法，其 特征在于所述步骤(1)中的活性炭粉喷射系统需要三套，喷口处设置密闭罩。
5.根据权利要求3所述的一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布的制备方法，其 特征在于应在所述工艺过程中，对未被纤维所粘带的活性炭粉进行回收，以便重复使用。
全文摘要
本发明涉及一种用于脱除燃煤烟气中汞的掺炭纤维滤布及其制备方法，其组分包括重量比为1∶1的PPS纤维和活性炭粉，活性炭粉末以融合的方式粘附在纤维表面上，在滤布内部形成均匀的对重金属汞的吸附活性位；其制备方法在开清系统、梳理系统、针刺系统、烘干系统、喷胶系统，热定型系统以及活性炭粉喷射系统上完成。该掺炭纤维滤布可耐高温，强度高，特别对燃煤烟气中重金属汞的吸附脱除有较为显著的效果，并且制备方法简单易行，成本较低，易于大规模工业生产。
文档编号B01D53/02GK101890341SQ20101024160
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者刁永发, 王玮, 胡亚娟, 苏博, 郝伟辉, 陈博 申请人:东华大学