一种具有脱硝和二噁英功效的过滤材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保除尘烟气净化领域，特别是涉及一种具有脱硝和二噁英功效的过 滤材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着经济的快速发展，工业废气的排放急剧增加。我国大气环境的污染日趋 严重，并且逐步由煤烟型污染向混合型污染转变，烟尘、SOx、NOx、Hg排放总量已居世界第 一。其中氮氧化物、二噁英是大气中主要污染物之一，排放量超过环境自净能力，危害巨大， 环境状况形势十分严峻。氮氧化物、二噁英是影响大气质量的最主要的气态污染物，是衡量 大气是否遭到污染的重要标志。
[0003] 燃煤电厂和垃圾焚烧厂是SOx和NOx排放的大户，烟气中产生的污染物包括硫氧 化物、氮氧化物、粉尘、可吸入颗粒物（IP)、二噁英类（PCDD/Fs)、重金属等有害物质。目前， 氮氧化物已逐渐成为第一大酸性污染气体，氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸 和硝酸盐，硝酸是酸雨的成因之一，它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染， 严重污染环境并危及人体健康。二噁英是一类来源广、毒性强，稳定性高的有机污染物。它 是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的统称，前者75种，后者135种，共210个同族体。 这些化合物大部分具有强烈致癌、致畸、致突变的特点。由于二噁英的稳定性及易溶于油脂 的特性，一旦进入人体便难以排出，长期积累，将会永久破坏人体的免疫系统及扰乱人体的 激素分泌，对人体构成重大伤害。
[0004] 氮氧化物、二噁英等有害物质引起的环境问题以及对人体健康的危害巨大。虽然， 国内外已研究开发了各种各样的烟气脱硝、脱除二噁英等工艺，各有特色，并取得了一定成 果，但共同存在一个有害物质的脱除效率问题，烟气中的氮氧化物、二噁英等有害物质有一 定的逃逸现象。
[0005] 环境效益和经济效益综合考虑将成为今后氮氧化物、二噁英等有害物质防治技术 的发展主流。为了进一步提高有害物质的脱除效率，通过研发设计新型功能性环保除尘过 滤材料，在滤料中植入活性催化剂，实现在高温烟气进行除尘同时，对高温烟气中含有的氮 氧化物、二噁英等有毒有害物质进行催化分解的目的。因此，在原有的环保除尘系统中，无 需改变现有的工艺设备和工况条件，即可完成残余氮氧化物、二噁英等有害物质的催化分 解。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是解决现有脱硫滤料技术中存在的部分问题，提供一种具有脱硝和 二噁英功效的过滤材料及其制备方法。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种具有脱硝和二噁英功效的过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将活性金属催化剂粉末与PTFE树脂粉末混合后，分别制成含有催化剂的PTFE 纤维和含有催化剂的PTFE微孔薄膜；
[0010] (2)将含有催化剂的PTFE纤维与高强PTFE纤维采用1-10:1-10交替布置的方式 制成经轴，采用机织的方式织造制成PTFE基布层；
[0011] (3)在PTFE基布层的表面复合针刺或水刺含有催化剂的PTFE短纤维与基材，制成 PTFE毡料层；
[0012] (4)将活性金属催化剂乳液与PTFE乳液混合制成催化剂混合处理液，对PTFE毡料 层进行整体浸渍处理，之后在300-35(TC进行烧结；
[0013] (5)将烧结后的PTFE毡料层与含有催化剂的PTFE微孔薄膜同时引入热覆膜机中， 进行表面热压覆膜加工。
[0014] 优选地，所述步骤⑴中的活性金属催化剂选自V205、W0 3、M〇03/Ti02中的一种或几 种。
[0015] 优选地，所述步骤（1)中活性金属催化剂粉末、PTFE树脂粉末的质量比为1~ 10:99 ~90。
[0016] 优选地，所述步骤（3)中的基材选自PPS纤维、PTFE纤维、玻纤、P84、芳纶、芳砜纶 中的一种或多种。
[0017] 优选地，所述步骤（4)中活性金属催化剂乳液与PTFE乳液的有效成分的质量比为 1-99:99-1。
[0018] 优选地，所述PTFE乳液的固含量为30~50%。
[0019] 优选地，所述活性金属催化剂乳液的有效成分为V205、W0 3、M〇03/Ti02中的一种或几 种。
[0020] 优选地，所述活性金属催化剂乳液的固含量为40~60%。
[0021] 根据上述方法制备的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料，依次包括含有催化剂的 PTFE微孔薄膜层、第一催化剂混合处理液浸渍层、PTFE毡料层、第二催化剂混合处理液浸 渍层；所述PTFE毡料层包括依次连接的第一含有催化剂的复合纤维强度层、PTFE基布层、 第二含有催化剂的复合纤维强度层；所述含有催化剂的PTFE微孔薄膜层与第一催化剂混 合处理液浸渍层之间通过热压覆合。
[0022] 本发明的有益效果：
[0023] (1)本发明的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料具有适用工况范围广，无需改变 原有的工艺设备和工况条件，即可完成残余氮氧化物和二噁英等有害物质的催化分解；系 统运行安全平稳，低阻高效长寿命等显著特征，能源消耗和运行维护费用减低30% ;
[0024] (2)本发明的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料同时具有表面过滤的功效，将粉 尘截留在滤料的表面，可以实现粉尘量小于5mg/Nm3的近零排放；
[0025] (3)本发明的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料在烟尘过滤的同时，由于多层次 的催化剂分布层的引入，成倍提升废气与催化剂的接触面积，大幅提高对氮氧化物和二噁 英等有害物质的催化分解效率；充分发挥滤料脱除有害物质的功能；
[0026] (4)采用超细玻纤与催化PTFE纤维制作基材，保证滤料整体具有较高的拉伸强 度，同时具有氮氧化物和二噁英等有害物质的催化分解功能；
[0027] (5)本发明的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料耐温性能优秀，能够连续工作温 度260°C，瞬间耐温可达280°C，满足催化剂分解氮氧化物、二噁英等有害物质的温度条件 和滤袋使用寿命的双重要求。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明滤料的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的 技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030] -种具有脱硝和二噁英功效的过滤材料的制备方法，包括以下步骤：（1)将活性 金属催化剂粉末与PTFE树脂粉末混合后，分别制成含有催化剂的PTFE纤维和含有催化剂 的PTFE微孔薄膜；（2)将含有催化剂的PTFE纤维与高强PTFE纤维采用1-10:1-10交替布 置的方式制成经轴，采用机织的方式织造制成PTFE基布层；（3)在PTFE基布层的表面复合 针刺或水刺含有催化剂的PTFE短纤维与基材，制成PTFE毡料层；（4)将活性金属催化剂 乳液与PTFE乳液混合制成催化剂混合处理液，对PTFE毡料层进行整体浸渍处理，之后在 300-350°C进行烧结；（5)将烧结后的PTFE毡料层与含有催化剂的PTFE微孔薄膜同时引 入热覆膜机中，进行表面热压覆膜加工。所述步骤（1)中的活性金属催化剂选自V205、W0 3、 M〇03/Ti02中的一种或几种；所述活性金属催化剂与PTFE树脂的质量比为1-10:99-90。所 述步骤（3)中的基材选自PPS纤维、PTFE纤维、玻纤、P84、芳纶、芳砜纶中的一种或多种。所 述步骤（4)中活性金属催化剂乳液与PTFE乳液的有效成分的质量比为1-99:99-1。所述 PTFE乳液的固含量为30~50%。所述活性金属催化剂乳液的有效成分为V205、W0 3、MoO3/ 1102中的一种或几种。所述活性金属催化剂乳液的固含量为40~60%。
[0031] 根据上述方法制备的具有脱硝和二噁英功效的过滤材料，依次包括含有催化剂的 PTFE微孔薄膜层、第一催化剂混合处理液浸渍层、PTFE毡料层、第二催化剂混合处理液浸 渍层；所述PTFE毡料层包括依次连接的第一含有催化剂的复合纤维强度层、PTFE基布层、 第二含有催化剂的复合纤维强度层；所述含有催化剂的PTFE微孔薄膜层与第一催化剂混 合处理液浸渍层之间通过热压覆合。
[0032] 实施例1
[0033] 将活性催化剂W03、MoO3ZtiO2微粉与PTFE树脂按3:97的质量比均匀的混合在一 起，分别制成含有催化剂的PTFE纤维和含有催化剂的PTFE微孔薄膜；其中，助剂的种类及 质量可以根据需要任意选择。含有催化剂的PTFE纤维主要用于制作机织过滤布，含有催化 剂的PTFE