[發明專利]一種復合低溫脫硝和脫汞功能的PPS濾料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811187835.7
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109224635A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 劉猛;李銀生;段鈺鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D46/00;B01D46/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 景鵬飛

本發明公開了一種復合低溫脫硝和脫汞功能的PPS濾料及其制備方法，所述的PPS濾料以聚苯硫醚纖維作為基材，基材中含有通過浸漬和煅燒的方式結合到基材表面的催化活性金屬氧化物微粒；本方法通過將原料PPS濾料依次通過硝酸溶液改性→去離子水沖洗→表面活化→浸漬分散→低溫干燥→煅燒氧化→催化負載量校核，得到的復合功能PPS濾料；本發明的方法可以實現催化活性金屬氧化物在PPS纖維表面的高分散度和低損耗率的負載；得到的產品不但能夠實現脫硝協同脫汞的能力，而且催化組分分布均勻負載牢固，不容易在濾袋長期脈沖下脫落損耗。

技術領域

本發明涉及復合PPS濾料的生產技術領域，尤其涉及一種復合低溫脫硝和脫汞功能的PPS濾料及其制備方法。

背景技術

目前，國內主流的污染物脫除技術依舊為單一污染物控制技術，如常用的鈦釩商用脫硝催化劑、布袋除塵和活性炭噴射脫汞技術等，單一污染物控制工藝無論是裝置成本費還是對現有系統的改造費用都很高，這對多種污染物的聯合脫除技術的研發提供必要的市場。針對我國主要的四種大氣污染物（重金屬汞、粉塵、氮氧化物、二氧化硫）的研究現狀，雙效催化劑的開發剛起步，部分學者開始研究SCR催化劑協同脫汞、鈣基吸附劑脫硫協同脫汞等，但是鮮有研究布袋除塵脫硝脫汞除塵一體化技術，其難點主要在于如何將催化劑均勻牢固的負載到濾袋纖維表面，從而保證催化劑低損失效率和兼顧高效的催化氧化活性。

國內多數復合功能濾料的制備都是直接將現有的金屬氧化物通過抽慮、涂覆或者浸漬分散等方法負載到纖維表面，但不能兼顧結合強度和性能的要求標準。通過粘結劑或聚四氟乙烯( PTFE)膜提高催化劑負載穩定性時，也導致復合濾料的活性位點被遮蔽，催化性能嚴重下降。

在申請號為201710288515.X的發明專利中，公開了 “一種脫硝功能聚苯硫醚復合濾料的制備方法”，該方法是將粘結劑－聚偏氟乙烯與二氧化錳/納米碳纖維催化劑研磨混合均勻，然后滴加有機溶劑，制成漿液并磨壓涂覆于PPS濾料表面上，使濾料表面的催化劑能夠隨著溶劑充分滲進濾料內部，最后通過干燥制得催化過濾濾料。此工藝一定程度上提高活性金屬氧化物與PPS濾料的結合強度，降低催化劑的損失率，但其主要問題在于聚偏氟乙烯與活性組分顆粒的研磨混合，會導致催化劑負載至濾料表面發生活性位被覆蓋的結果，直接影響催化活性組分的分散程度和活性位數目，極大降低催化劑的污染物脫除性能。

在申請號為201510346111.2的發明專利中，公開了 “一種錳基除塵脫硝一體化功能濾料的制備方法”，該方法以常用的浸漬沉淀法制備復合功能濾料，以高錳酸鉀與硝酸錳的氧化還原反應制備MnO₂活性金屬氧化物懸浮液，再將改性的粘性濾料在錳氧化物懸浮液中超聲輔助浸漬、干燥、固化，得到目標產物。此工藝的粘性改性可以一定程度改善金屬顆粒在PPS表面的附著力，同時保證催化活性位不被覆蓋保證催化性能，但其主要問題在于對PPS濾料的粘性改性實際提升效果不佳，在實驗經過5000次脈沖后催化劑活性組分損失率依舊達到20%-25%，不足以支撐復合PPS功能濾料的工業化長期使用。

催化劑活性組分在PPS纖維表面的附著力包含物理和化學雙重作用力，同時作用可以迅速降低催化劑的損失率。常用的方法為化學原位生成法即以高錳酸鉀等強氧化性反應物與活性金屬離子發生氧化還原生成活性金屬氧化物，但化學氧化還原方法對于高錳酸鉀等強氧化性反應物需求量大、成本高，不利于復合PPS功能濾料的工業生產和市場推廣。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明目的在于提供一種具備高催化活性、長使用壽命、易于實現工業化應用的復合低溫脫硝和脫汞功能的PPS濾料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種復合低溫脫硝和脫汞功能的PPS濾料，所述的PPS濾料以聚苯硫醚纖維作為基材，基材中含有通過浸漬和煅燒的方式結合到基材表面的催化活性金屬氧化物微粒。