[發明專利]一種選擇性熱燒結成型3D打印脫二噁英袋籠及其制備方法

有效

• 申請號: 202011314031.6
• 申請日: 2020-11-21
• 公開（公告）號: CN112546854B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 楊嵩;劉茜;郭中旭;程廣文;姚明宇;付康麗;趙瀚辰;楊成龍;蔡銘
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D46/06;B01D53/70
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種選擇性熱燒結成型3D打印脫二噁英袋籠及其制備方法，以脫二噁英催化粉體、聚四氟乙烯粉末、納米二氧化硅、領苯二甲酸二辛脂為原料，經球磨、熔融、攪拌、擠出造粒后獲得3D打印用材料，通過選擇性熱燒結3D打印技術制備脫二噁英袋籠；本發明使脫二噁英濾袋和袋籠的功能巧妙地共存為一個主體中，催化劑能夠很好的附著在袋籠中，并充分發揮催化效能，本發明所制備的袋籠對濾袋的支撐更加充分且均勻，進一步降低了濾袋表面的受力，能有效延長濾袋的壽命；同時因為袋籠上布滿數量可觀的微孔，經測試，常規濾袋加本申請脫二噁英袋籠組合與脫二噁英濾袋加常規袋籠組合相比阻力更小；便于工業化規模生產，工程應用價值高。

技術領域

本發明屬于垃圾焚燒煙氣凈化技術領域，具體涉及一種選擇性熱燒結成型3D打印脫二噁英袋籠及其制備方法。

背景技術

垃圾焚燒發電是解決垃圾圍城的一種重要方式，其中垃圾焚燒煙氣的凈化是近年來研究的重點，而煙氣脫二噁英又是垃圾焚燒煙氣凈化的重中之重。濾袋脫二噁英是一種新型的煙氣脫二噁英技術，借助一種具有催化功能的濾袋，利用袋式除塵工藝，在低溫下實現煙氣脫二噁英。目前只有美國戈爾公司具有成熟應用的催化濾袋產品(US005620669)，該技術在國外垃圾焚燒煙氣治理上獲得了成功應用，但其價格昂貴，研制難度頗大。目前，國內脫二噁英濾袋的制備方法主要是浸漬法(CN110465288A，CN110898829A)。上述方法雖然可以制備脫二噁英濾料，但通常存在脫二噁英活性組分分散性較差，催化劑與濾袋纖維結合強度較弱，導致濾袋脫二噁英效率較低，使用壽命較短，這極大限制了其工程應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種脫二噁英袋籠的制備方法，跳出濾袋脫除二噁英的框架，轉變思路，采用3D打印技術將催化劑負載于濾袋袋籠上，制備出具有脫二噁英功能的脫二噁英除塵一體化袋籠。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案：一種選擇性熱燒結成型3D打印脫二噁英袋籠的制備方法，包括以下步驟：

(1)按重量計，將55～80份脫二噁英催化劑粉末、15～35份聚四氟乙烯粉末、1～8份單烷氧基型鈦酸酯以及4～12份納米二氧化硅混合后，進行球磨，然后經過熔融處理得到物料A，然后在該物料A中加入0.2～4份鄰苯二甲酸二辛酯，攪拌后擠出造粒，得到用于3D打印的打印材料；

(2)創建脫二噁英袋籠三維模型，脫二噁英袋籠主體為一個設置有微孔的直筒，直筒底部也設置微孔，設置微孔直徑和微孔間距；

(3)對步驟(2)創建的脫二噁英袋籠三維模型進行切片處理，設置層高和壁厚，得到可執行打印的二噁英袋籠三維模型；

(4)3D打印采用選擇性熱燒結方法，首先將制備好的粉體通過鋪粉輥均勻鋪設操作臺，同時操作臺進行預熱，然后設置打印頭移動速度和功率，基于步驟(3)所得可執行打印的二噁英袋籠三維模型進行3D打印；

(5)打印結束后進行冷卻定型，冷卻定型后將未燒結的粉體剔除，最終得到脫二噁英袋籠。

所述步驟(1)將硝酸錳、六水合硝酸鈰和七水合硫酸鈷按質量比1.5：2.1：1加入去離子水中，攪拌形成溶液，向溶液中滴加氨水控制pH值為8.2直至沉淀完成，依次過濾和烘干后得到前驅體粉末，然后將前驅體粉末在400℃的空氣中焙燒4小時，再研磨后過篩制成1200目的顆粒，得到脫二噁英粉催化粉體。

所述步驟(1)中聚四氟乙烯粉末粒徑為500nm～50μm。

所述步驟(1)中3D打印材料粒徑為25～100μm。

所述步驟(1)中熔融溫度為380～400℃。

所述步驟(2)脫二噁英袋籠三維模型中的微孔直徑為2～10mm，微孔間距為4～15mm。

所述步驟(3)中層高0.2～1mm、壁厚0.1～0.3mm，微孔直徑為2～10mm，微孔間距為4～15mm。