脱硝用无纺滤布及其制备方法
【专利摘要】本发明首先公开了一种脱硝用无纺滤布，其次公开了该脱硝用无纺滤布的制备方法，步骤如下：a)将聚丙烯粉体与聚丙烯酸混合，再加入引发剂，然后将三者的混合物经双螺杆挤出机挤出，得到聚丙烯复合材料；b)按照6：4-8：2的重量比将聚丙烯切片与步骤a制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后在130-190℃条件下纺成纤维，所述的聚丙烯切片是合成纤维技术中常用的原料；c)将纤维织成无纺滤布；d)将无纺滤布先放入含金属离子的溶液中浸泡1-8h，然后放入70-120℃的碱液中浸泡2-5h，取出，高温干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布，该无纺滤布加工成本低，处理烟气中的NOx不仅方便，容易实现，而且NOx的去除率高。
【专利说明】脱硝用无纺滤布及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料加工领域，具体涉及一种脱硝用无纺滤布及其制备方法。
【背景技术】
[0002]发电站、焚烧炉以及喷射引擎燃烧室等在高温燃烧工作时会排放出Ν0χ(即氮氧化物)，这些NOx的大量排放是引起酸雨、光化学烟雾及雾霾的主要原因之一，因此国家对NOx的排放指标有严格的规定。目前，用于脱硝防止NOx排放的方法主要是采用尿素或者氨气将烟气中的NOx还原为氮气和氧气，以使高温燃烧烟气达到排放标准，但是采用尿素或者氨气还原NOx的方法不仅工艺复杂，处理成本高，而且氨气难以控制甚至会造成空气的二次污染。
【发明内容】
[0003]本发明的首要目的是提供一种能够过滤烟尘、将烟尘中的NOx催化分解的无纺滤布。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述无纺滤布是由重量比为70-85:5-10:0.05-0.5的聚丙烯粉体、聚丙烯酸以及引发剂混合制备的聚丙烯复合材料通过纺织而成，无纺滤布上原位生成有催化剂无机金属氧化物，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、V50引发剂、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、高锰酸钾以及硝酸铈胺中的一种或多种。
[0005]具体的方案为:所述的聚丙烯复合材料和催化剂均为纳米级材料，所述的催化剂为氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化镁或氧化镉中的一种或多种，所述的聚丙烯粉体的分子量在3000-10000之间，所述的聚丙烯酸的分子量在1000-5000之间。
[0006]上述技术方案产生的有益效果在于:使用本发明的无纺滤布不仅能过滤除去烟气中的粉尘，而且该无纺滤布上含有催化剂无机金属氧化物，这样在无机金属氧化物的作用下，烟气中的NOx被无纺滤布中的纳米吸附剂聚丙烯复合材料所吸附并在无纺滤布的高活性面催化分解，从而达到脱硝的目的，有效避免了 NOx排入大气造成环境污染。本发明的无纺滤布加工成本低，处理烟气中的NOx不仅方便，容易实现，而且NOx的去除率高，同时，由于纳米级催化剂是在无纺滤布上原位生成，这样可以有效提高无纺滤布的力学强度，从而进一步保证无纺滤布的脱硝、脱尘效果。
[0007]本发明的另外一个目的是提供一种上述脱硝用无纺滤布的制备方法，包括以下步骤:
[0008]a)将聚丙烯粉体与聚丙烯酸混合，再加入引发剂，然后将三者的混合物经双螺杆挤出机挤出，得到聚丙烯复合材料；
[0009]b)按照6:4-8:2的重量比将聚丙烯切片与步骤a制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后在130-190°C条件下纺成纤维，所述的聚丙烯切片是合成纤维技术中常用的原料；
[0010]c)将纤维织成无纺滤布；
[0011]d)将无纺滤布先放入含金属离子的溶液中浸泡l-8h，然后放入70_120°C的碱液中浸泡2-5h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布。
[0012]更为具体的方案为:所述步骤a中双螺杆挤出机的挤出温度在190_230°C之间，螺杆转速为15_30rpm。
[0013]所述步骤b中纤维的直径为2-12D。
[0014]实际加工时，所述纤维织成无纺布的方式有多种，优选的，所述步骤b中的纤维分为长度大于38mm的长纤维和长度介于12_38mm之间的短纤维，长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布，所述步骤c中的无纺滤布是由位于外层的短纤布和位于中间层的长纤布通过无纺针刺法织成，通过上述技术方案织成的无纺滤布强度高，吸附粉尘和NOx的能力强。
[0015]另外，所述步骤d的溶液中的金属离子为锌离子、铝离子、钛离子、镁离子或镉离子中的一种或多种，溶液中金属离子的浓度为l-10mol/L，所述步骤d中碱液的浓度为2-5mol/L。优选方案是:所述步骤d中是将无纺滤布先放入含金属离子的溶液中浸泡3-5h，然后放入70-100°C的碱液中浸泡2-4h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布，溶液中金属离子的浓度为4-6mol/L，碱液的浓度为3-4mol/L，通过上述参数条件的限定使得本发明制备得到的无纺滤布的NOx去除率高达30%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]为进一步的说明本发明公开的技术方案，以下通过4个实施例来做进一步的说明:
[0018]实施例1:
[0019]I)按照80:7:0.2的重量比称取聚丙烯粉体、聚丙烯酸和硝酸铈胺，将聚丙烯粉体、聚丙烯酸混合，然后再投入硝酸铈胺，将三者的混合物经双螺杆挤出机一步法挤出，得到改性的聚聚丙烯复合材料，双螺杆挤出机的挤出温度为200°C，螺杆的转速为20rpm，所述聚丙烯粉体、聚丙烯酸的分子量分别为6000和3000 ；
[0020]2)按照6:4的重量比将聚丙烯切片与步骤I)制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后通过纺丝机纺织得到直径在2-12D之间的长纤维和短纤维；
[0021]3)采用梭理机将长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布；
[0022]4)采用每束为1200D的长纤布做经向，每束为300D的长纤布做纬向，织得70-120g的机布，同时用两台梭理机将每束为9D的短纤织得50-100g的纤维网，然后将机布作为中间层放在两层纤维网之间，用无纺针刺法将机布和纤维网织成无纺滤布；
[0023]5)再通过将滤布浸入锌离子溶液和热的碱液两个过程得到表面含有氧化锌的具有脱硝功能的无纺滤布；
[0024]6)将步骤5)制得的无纺滤布先放入8mol/L的锌离子溶液中浸泡lh，然后放入100°c浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡2h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布产品，溶液采用3012H型自动烟尘测试仪测试NO —次性通过该产品的去除系数，结果显示，常温下NO的去除率4%，在100°C条件下NO的去除率28%。
[0025]实施例2:
[0026]I)按照70:10:0.2的重量比称取聚丙烯粉体、聚丙烯酸和高锰酸钾，将聚丙烯粉体、聚丙烯酸混合，然后再投入高锰酸钾，将三者的混合物经双螺杆挤出机一步法挤出，得到改性的聚聚丙烯复合材料，双螺杆挤出机的挤出温度为200°C，螺杆的转速为20rpm，所述聚丙烯粉体、聚丙烯酸的分子量分别为6000和3000 ；
[0027]2)按照7:3的重量比将聚丙烯切片与步骤I)制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后通过纺丝机纺织得到直径在2-12D之间的长纤维和短纤维；
[0028]3)采用梭理机将长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布；
[0029]4)采用每束为1200D的长纤布做经向，每束为300D的长纤布做纬向，织得70-120g的机布，同时用两台梭理机将每束为9D的短纤织得50-100g的纤维网，然后将机布作为中间层放在两层纤维网之间，用无纺针刺法将机布和纤维网织成无纺滤布；
[0030]5)再通过将滤布浸入锌离子溶液和热的碱液两个过程得到表面含有氧化锌的具有脱硝功能的无纺滤布；
[0031]6)将步骤5)制得的无纺滤布先放入6mol/L的镁离子溶液中浸泡3h，然后放入100°c浓度为4mol/L的氢氧化钾溶液中浸泡3h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布产品，采用3012H型自动烟尘测试仪测试NO —次性通过该产品的去除系数，结果显示，常温下NO的去除率6%，在100°C条件下NO的去除率25%。
[0032]实施例3:
[0033]I)按照75:10:0.2的重量比称取聚丙烯粉体、聚丙烯酸和偶氮二异丁腈，将聚丙烯粉体、聚丙烯酸混合，然后再投入偶氮二异丁腈，将三者的混合物经双螺杆挤出机一步法挤出，得到改性的聚聚丙烯复合材料，双螺杆挤出机的挤出温度为230°C，螺杆的转速为30rpm,所述聚丙烯粉体、聚丙烯酸的分子量分别为6000和3000 ；
[0034]2)按照8:2的重量比将聚丙烯切片与步骤I)制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后通过纺丝机纺织得到直径在2-12D之间的长纤维和短纤维；
[0035]3)采用梭理机将长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布；
[0036]4)采用每束为1200D的长纤布做经向，每束为300D的长纤布做纬向，织得70-120g的机布，同时用两台梭理机将每束为9D的短纤织得50-100g的纤维网，然后将机布作为中间层放在两层纤维网之间，用无纺针刺法将机布和纤维网织成无纺滤布；
[0037]5)再通过将滤布浸入铝离子溶液和热的碱液两个过程得到表面含有氧化锌的具有脱硝功能的无纺滤布；
[0038]6)将步骤5)制得的无纺滤布先放入4mol/L的锌离子溶液中浸泡5h，然后放入100°c浓度为4mol/L的氢氧化钾溶液中浸泡4h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布产品，采用3012H型自动烟尘测试仪测试NO —次性通过该产品的去除系数，结果显示，常温下NO的去除率8%，在100°C条件下NO的去除率32%。
[0039]实施例4:
[0040]I)按照80:5:0.5的重量比称取聚丙烯粉体、聚丙烯酸和过氧化二苯甲酰，将聚丙烯粉体、聚丙烯酸混合，然后再投入过氧化二苯甲酰，将三者的混合物经双螺杆挤出机一步法挤出，得到改性的聚聚丙烯复合材料，双螺杆挤出机的挤出温度为190°C，螺杆的转速为15rpm,所述聚丙烯粉体、聚丙烯酸的分子量分别为6000和3000 ；
[0041]2)按照8:2的重量比将聚丙烯切片与步骤I)制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后通过纺丝机纺织得到直径在2-12D之间的长纤维和短纤维；
[0042]3)采用梭理机将长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布；
[0043]4)采用每束为1200D的长纤布做经向，每束为300D的长纤布做纬向，织得70-120g的机布，同时用两台梭理机将每束为9D的短纤织得50-100g的纤维网，然后将机布作为中间层放在两层纤维网之间，用无纺针刺法将机布和纤维网织成无纺滤布；
[0044]5)再通过将滤布浸入钛离子溶液和热的碱液两个过程得到表面含有氧化锌的具有脱硝功能的无纺滤布；
[0045]6)将步骤5)制得的无纺滤布先放入lmol/L的锌离子溶液中浸泡8h，然后放入70°C浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡5h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布产品，采用3012H型自动烟尘测试仪测试NO —次性通过该产品的去除系数，结果显示，常温下NO的去除率7%，在100°C条件下NO的去除率23%。
【权利要求】
1.一种脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述无纺滤布是由重量比为70-85:5-10:0.05-0.5的聚丙烯粉体、聚丙烯酸以及引发剂混合制备的聚丙烯复合材料通过纺织而成，无纺滤布上原位生成有催化剂无机金属氧化物，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、V50引发剂、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、高锰酸钾以及硝酸铈胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述的催化剂为氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化镁或氧化镉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述的聚丙烯复合材料和催化剂均为纳米级材料。
4.根据权利要求1所述的脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述的聚丙烯粉体的分子量在 3000-10000 之间。
5.根据权利要求1所述的脱硝用无纺滤布，其特征在于:所述的聚丙烯酸的分子量在1000-5000 之间。
6.一种如权利要求1-5所述脱硝用无纺滤布的制备方法，包括以下步骤: a)将聚丙烯粉体与聚丙烯酸混合，再加入引发剂，然后将三者的混合物经双螺杆挤出机挤出，得到聚丙烯复合材料； b)按照6:4-8:2的重量比将聚丙烯切片与步骤a制得的聚丙烯复合材料进行混合，然后在130-190°C条件下纺成纤维； c)将纤维织成无纺滤布； d)将无纺滤布先放入含金属离子的溶液中浸泡l_8h，然后放入70-120°C的碱液中浸泡2-5h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布。
7.根据权利要求6所述的脱硝用无纺滤布的制备方法，其特征在于:所述步骤a中双螺杆挤出机的挤出温度在190-230°C之间，螺杆转速为15-30rpm。 根据权利要求6所述的脱硝用无纺滤布的制备方法，其特征在于:所述步骤b中纤维的直径为2-12D。
8.根据权利要求6所述的脱硝用无纺滤布的制备方法，其特征在于:所述步骤b中的纤维分为长度大于38mm的长纤维和长度介于12_38mm之间的短纤维，长纤维和短纤维分别织成长纤布和短纤布，所述步骤c中的无纺滤布是由位于外层的短纤布和位于中间层的长纤布通过无纺针刺法织成。
9.根据权利要求6所述的脱硝用无纺滤布的制备方法，其特征在于:所述步骤d的溶液中的金属离子为锌离子、铝离子、钛离子、镁离子或镉离子中的一种或多种，溶液中金属离子的浓度为Ι-lOmol/L，所述步骤d中碱液的浓度为2-5mol/L。
10.根据权利要求9所述的脱硝用无纺滤布的制备方法，其特征在于:所述步骤d中是将无纺滤布先放入含金属离子的溶液中浸泡3-5h，然后放入70-100°C的碱液中浸泡2-4h，取出，干燥，即得具有脱硝作用的无纺滤布，溶液中金属离子的浓度为4-6mol/L，碱液的浓度为 3_4mol/L。
【文档编号】B01D53/56GK104069689SQ201410325915
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】朱长效, 王献彪, 刘瑾, 李 真 申请人:安徽省利特环保技术有限公司