[發明專利]一種用于SCR除塵脫硝的復合濾料纖維及制備方法

有效

• 申請號: 201710486860.4
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107158799B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 王棟;韓奎華;彭悅;路春美;張亢;李兵;王羽
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01D46/00;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/90;B01J31/38;B01J35/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了一種用于SCR除塵脫硝的復合濾料纖維的制備方法，將錳鹽、鈰鹽和鋯鹽溶解于水中制備鹽溶液A，制備pH為8～12的堿性溶液B，將纖維浸入至鹽溶液A浸潤，在浸潤過程中進行超聲輔助浸潤一段時間，將浸潤后的纖維瀝干后浸入堿性溶液B中浸漬沉淀15～70min，將浸漬沉淀后的纖維取出后進行老化，將老化后的纖維進行微波熱處理，最后進行活化處理即得用于SCR除塵脫硝的復合濾料纖維。能夠使Mn、Ce、Zr的氧化物與纖維牢固粘結，并且使活性金屬氧化物能夠在纖維中分散更加均勻，由該纖維織成的雙功能復合濾料可實現捕集顆粒物的同時脫除燃煤煙氣中NO_x。

技術領域

本發明涉及燃煤電廠及水泥、玻璃、陶瓷等建材行業的污染物粉塵、氮氧化物后處理領域，具體涉及一種用于SCR除塵脫硝的復合濾料纖維及制備方法。

背景技術

氮氧化物可在造成生態環境破壞的同時危及人體健康，是一種危害極為廣泛的大氣污染物。其中電力、建材等行業的燃煤鍋爐是氮氧化物排放的重要來源。選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是應用最廣、技術最成熟的燃煤鍋爐脫硝技術，具有脫硝效率高、運行穩定可靠、選擇性好等諸多優點，在實際應用中占有率達到90％以上。NH₃為目前SCR技術中應用最為普遍的還原劑，SCR的技術特點決定了脫硝設備出口將不可避免的存在未充分反應的NH₃，即氨逃逸。若煙氣中存在硫氧化物，逃逸的NH₃易在尾部煙道與其反應生成黏結性較強的硫酸銨/硫酸氫銨，從而造成尾部煙道腐蝕、堵塞。如能在下游設備(袋式除塵器)中再次耦合SCR催化脫硝材料，在適宜的溫度窗口實現逃逸NH₃與未還原NO_x的進一步反應，則有望在有效處理逃逸NH₃的同時，進一步提高系統脫硝效率。

在燃煤煙氣后處理領域，袋式除塵器由于具備除塵效率高、二次污染小、干料易回收等性能，在國內外的應用越來越廣，約占市場應用除塵設備的80％。袋式除塵器對除塵濾料纖維的需求巨大，尤其是多功能復合纖維具有廣闊的市場前景。我國對各行業燃煤鍋爐排放提出了更高要求，鋼鐵、水泥、玻璃、陶瓷等行業燃煤鍋爐是大氣污染的主要來源，亦是治理重點，我國鋼鐵年產量超過9億噸，按照寶鋼袋式除塵器配制標準核算，共計需除塵濾料6300萬平方米，每年需更換濾料1800萬平方米，因此，除塵濾料纖維市場前景尤其被看好。袋式除塵器多布置于SCR裝置之后，根據鍋爐類型及應用領域差異，其運行溫度窗口常在150～250℃之間，與常見的低溫SCR技術應用窗口近似，如能在此處實現低溫SCR催化材料與除塵濾料纖維的高效耦合，將有效解決上述氨逃逸問題并大幅提高系統脫硝效率。

近年來，Mn、Ce、Zr等的氧化物用作低溫SCR催化劑活性物種的相關研究得到了國內外學者的廣泛關注，但相關載體的選擇多以TiO₂、Al₂O₃、活性炭等固體材料為主。沒有Mn、Ce、Zr等的氧化物與除塵濾料纖維的耦合的相關報道。

發明內容

專利CN104941319A、CN103252135A、CN105315000A中均采用活性氧化物種直接浸漬負載方法制備復合濾料，然而本發明的發明人通過研究發現采用上述直接浸漬方法將Mn、Ce、Zr等的氧化物與纖維進行耦合制備的纖維濾料，其活性組分與纖維粘結不牢固，容易粉化脫落，工業生產難度較大。

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種用于SCR除塵脫硝的復合濾料纖維的制備方法，能夠使Mn、Ce、Zr的的氧化物與纖維牢固粘結，由該纖維織成的雙功能復合濾料可實現捕集顆粒物的同時脫除燃煤煙氣中NO_x。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：