负载催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料的性能

陆勤伟，徐 辉，周冠辰，刘江峰

(安徽元琛环保科技股份有限公司 ，安徽 合肥 230001)

负载催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料的性能

陆勤伟，徐 辉，周冠辰，刘江峰

(安徽元琛环保科技股份有限公司 ，安徽 合肥 230001)

制备了一种负载催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料，通过对滤料负载催化剂活性液使其具有脱硝功能，测试了其过滤和脱硝效率及滤料的一些物理性能.结果表明，在对滤料负载催化剂活性液后，滤料本身的除尘效率依然能够达到99.99%，在其余物理性能基本保持不变的同时具有了脱硝的功能，脱硝效率达到81%.从而，滤料在自身除尘的基础上，能够达到脱硝除尘一体化的效果，实现了多种污染物联合脱除的目标，为治理大气污染提供了一种新的模式.

P84/PTFE复合滤料；催化剂；滤料；脱硝效率

最近几年，我国经常出现大范围雾霾天气，污染物排放造成了严重的环境问题，已经成为建设可持续健康发展国家的绊脚石.传统的“高消耗、高排放、高污染、低效率”的粗放发展模式未得到彻底改善，污染物排放量远超环境的自我清理能力，已经产生严重的环境危机，污染治理刻不容缓[1].

大气污染物主要来自燃煤电厂、水泥厂的燃料燃烧及垃圾焚烧等，污染产物包括粉尘、NOx、SOx等.传统的大型燃料燃烧装置的尾部烟气净化系统由除尘装置、烟气脱硫装置和烟气脱硝装置组成[2].这3种装置都只能单独净化一类污染物，而由单一功能设备组成的烟气净化系统必然会造成仪器设备复杂、资金投入多、运行维护成本高等问题.

袋式除尘器是一种高效的除尘技术，在我国水泥行业已得到了广泛应用，主要用来补集细小、干燥的非纤维性粉尘.低温NH3-SCR技术是一种有潜力的烟气脱硝技术，已被很多生产企业使用.袋式除尘器如果能够和低温NH3-SCR技术结合，不但能够达到除尘和脱硝两用的效果，更重要的是可以节省大量的人力、物力资源[3].目前，袋式除尘器上配套滤袋的后处理方式大多采用PTFE乳液深层浸渍，滤袋起到的仅仅是除尘的作用，而本研究通过对滤料采用锰系催化剂活性液浸渍，使滤料表面带有催化剂的活性因子，从而使其具有脱硝性能，实现滤料除尘脱硝一体化.

1 实验部分

1.1 实验原料及药品

滤料、自制锰系催化剂活性液.

1.2 实验仪器

YJ-H5型超声波震荡仪，DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱，催化剂活性评价装置，FA1204B型电子分析天平，AFC-133型滤料测试台，YQ019型自动型织物透气仪，YQ008型电子织物强力测试仪.

1.3 负载催化剂活性液滤料的制备

本实验采用聚酰亚胺纤维(简称P84纤维)与聚四氟乙烯纤维(简称PTFE纤维)通过针刺进行混纺，制成除尘器用过滤材料.对于催化剂，选用自制的锰系催化剂活性液，同时选用浸渍法用低温催化剂活性液对滤料进行浸渍.浸渍法的基本原理是载体与盐溶液接触时，在表面张力的作用下产生毛细管压力，使液体渗入载体毛细管内部，从而将活性组分负载在载体表面.

使用低温锰系催化剂活性液原液对P84/PTFE复合滤料在常温下进行浸渍，并在超声波震荡仪中超声20 min，然后用压辊将滤料中的溶液轧干，置于180 ℃烘箱中焙烘0.5 h,得到制备样品.对经催化剂活性液处理后滤料样品的各项常规指标及脱硝效率进行检测，并与未浸渍催化剂活性液的滤料对比，见图1和图2.

图1 浸渍前滤料Fig.1 Filter before dipping

图2 浸渍后滤料Fig.2 Filter after dipping

2 分析与讨论

2.1 滤料的常规性能分析

采用FA1204B型电子分析天平、YQ019型自动织物透气仪、YQ008型电子织物强力测试仪对浸渍前和浸渍后的P84/PTFE复合滤料进行单位面积质量、透气量、断裂强力等测试，具体结果见表1.

表1 浸渍前后测试结果对比Tab.1 The contrast of physical performance test results

通过测试结果可以看出，由于浸渍了活性乳液，滤料的单位面积质量略有提升，其余各指标均在波动范围内，基本保持不变.可见，对滤料浸渍催化剂活性液并未对滤料纤维本身造成腐蚀损伤，不影响滤料的基本物理性能.

图3 喷吹阻力曲线Fig.3 Blast resistance curve

2.2 滤料的过滤性能分析

采用AFC-133型滤料测试台对浸渍催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料进行过滤效率的测试，测试结果见图3与表2.

从图3的曲线可以看出，随着每一次的喷吹进程，滤料的压差平稳上升，30次喷吹共耗时2.18 h.由表2可以看出，该种滤料的过滤效率为99.995%，完全能够满足水泥行业对排放浓度的要求.

表2 过滤效率测试结果Tab.2 The result of filtration efficiency test

2.3 滤料的脱硝性能分析

采用催化剂活性评价装置对浸渍催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料进行脱硝效率测试，测试结果见图4.

图4 脱硝效率曲线Fig.4 Denitration efficiency curve

由图4的测试结果可以看出，随着温度的上升，催化剂活性液中的活性因子不断释放，其脱硝功能开始发挥作用，负载催化剂滤料的脱硝效率不断提升.在200 ℃保温25 min后，活性因子完全释放，脱硝效率达到了81%.

3 结论

(1)P84/PTFE复合滤料在负载了催化剂活性液后，能够达到在其本身断裂强力、透气量不变的情况下，单位面积质量略微有所增加，有效保证了滤袋的过滤效率.

(2)负载催化剂活性液的P84/PTFE复合滤料突破了传统固有的滤袋过滤功能，优化了其后处理方式，将催化剂与滤袋相结合，使滤袋具有脱硝的性能，达到了除尘脱硝一体化的效果和多种污染物联合脱除的目标.

[1] 彭真.基于PPS的锰基催化脱硝-除尘功能一体化滤料的制备及其低温SCR脱硝[D].合肥：合肥工业大学,2016.

[2] 阎维平.洁净煤发电技术[M].北京：中国电力出版社，2002：21-25.

[3] 邢建民.耐高温针刺毡的催化剂负载工艺及其性能研究[D].青岛：青岛大学,2016.

StudyonthepropertiesofP84/PTFEcompositefilterloadedwithcatalystactiveliquid

LUQinwei,XUHui,ZHOUGuanchen,LIUJiangfeng

(AnhuiYuanchenEnvironmentalProtectionTechnologiesInc,Hefei230001,China)

The P84/PTFE composite filter loaded with catalyst active liquid is prepared. It makes filter have denitrification function by loading with catalyst active liquid. The filtration efficiency, denitrification efficiency and some physical properties of the filter were tested. The results show that the dedusting efficiency of the filter can still reach 99.99% after loading with the catalyst active liquid. And the other physical properties remain unchanged. But at the same time, it has the function of denitrification, and the denitrification efficiency reaches 81%. Therefore, the filter can achieve the integration effect of denitrification and dust removal on the basis of self dedusting. It realizes the goal of combined removal of a plurality of pollutants, and provides a new governance mode for solving the air pollution problem.

P84/PTFE composite filter；catalyzer；filter；denitrification efficiency

TS176

A

1674-330X(2017)04-0022-03

2017-06-26

陆勤伟(1992-)，男，安徽合肥人，硕士研究生，主要从事产业用非织造布研究.