負載催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料的性能

陸勤偉，徐 輝，周冠辰，劉江峰

(安徽元琛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，安徽 合肥 230001)

負載催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料的性能

陸勤偉，徐 輝，周冠辰，劉江峰

(安徽元琛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，安徽 合肥 230001)

制備了一種負載催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料，通過對濾料負載催化劑活性液使其具有脫硝功能，測試了其過濾和脫硝效率及濾料的一些物理性能.結(jié)果表明，在對濾料負載催化劑活性液后，濾料本身的除塵效率依然能夠達到99.99%，在其余物理性能基本保持不變的同時具有了脫硝的功能，脫硝效率達到81%.從而，濾料在自身除塵的基礎(chǔ)上，能夠達到脫硝除塵一體化的效果，實現(xiàn)了多種污染物聯(lián)合脫除的目標，為治理大氣污染提供了一種新的模式.

P84/PTFE復(fù)合濾料；催化劑；濾料；脫硝效率

最近幾年，我國經(jīng)常出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，污染物排放造成了嚴重的環(huán)境問題，已經(jīng)成為建設(shè)可持續(xù)健康發(fā)展國家的絆腳石.傳統(tǒng)的“高消耗、高排放、高污染、低效率”的粗放發(fā)展模式未得到徹底改善，污染物排放量遠超環(huán)境的自我清理能力，已經(jīng)產(chǎn)生嚴重的環(huán)境危機，污染治理刻不容緩[1].

大氣污染物主要來自燃煤電廠、水泥廠的燃料燃燒及垃圾焚燒等，污染產(chǎn)物包括粉塵、NOx、SOx等.傳統(tǒng)的大型燃料燃燒裝置的尾部煙氣凈化系統(tǒng)由除塵裝置、煙氣脫硫裝置和煙氣脫硝裝置組成[2].這3種裝置都只能單獨凈化一類污染物，而由單一功能設(shè)備組成的煙氣凈化系統(tǒng)必然會造成儀器設(shè)備復(fù)雜、資金投入多、運行維護成本高等問題.

袋式除塵器是一種高效的除塵技術(shù)，在我國水泥行業(yè)已得到了廣泛應(yīng)用，主要用來補集細小、干燥的非纖維性粉塵.低溫NH3-SCR技術(shù)是一種有潛力的煙氣脫硝技術(shù)，已被很多生產(chǎn)企業(yè)使用.袋式除塵器如果能夠和低溫NH3-SCR技術(shù)結(jié)合，不但能夠達到除塵和脫硝兩用的效果，更重要的是可以節(jié)省大量的人力、物力資源[3].目前，袋式除塵器上配套濾袋的后處理方式大多采用PTFE乳液深層浸漬，濾袋起到的僅僅是除塵的作用，而本研究通過對濾料采用錳系催化劑活性液浸漬，使濾料表面帶有催化劑的活性因子，從而使其具有脫硝性能，實現(xiàn)濾料除塵脫硝一體化.

1 實驗部分

1.1 實驗原料及藥品

濾料、自制錳系催化劑活性液.

1.2 實驗儀器

YJ-H5型超聲波震蕩儀，DHG-9140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，催化劑活性評價裝置，F(xiàn)A1204B型電子分析天平，AFC-133型濾料測試臺，YQ019型自動型織物透氣儀，YQ008型電子織物強力測試儀.

1.3 負載催化劑活性液濾料的制備

本實驗采用聚酰亞胺纖維(簡稱P84纖維)與聚四氟乙烯纖維(簡稱PTFE纖維)通過針刺進行混紡，制成除塵器用過濾材料.對于催化劑，選用自制的錳系催化劑活性液，同時選用浸漬法用低溫催化劑活性液對濾料進行浸漬.浸漬法的基本原理是載體與鹽溶液接觸時，在表面張力的作用下產(chǎn)生毛細管壓力，使液體滲入載體毛細管內(nèi)部，從而將活性組分負載在載體表面.

使用低溫錳系催化劑活性液原液對P84/PTFE復(fù)合濾料在常溫下進行浸漬，并在超聲波震蕩儀中超聲20 min，然后用壓輥將濾料中的溶液軋干，置于180 ℃烘箱中焙烘0.5 h,得到制備樣品.對經(jīng)催化劑活性液處理后濾料樣品的各項常規(guī)指標及脫硝效率進行檢測，并與未浸漬催化劑活性液的濾料對比，見圖1和圖2.

圖1 浸漬前濾料Fig.1 Filter before dipping

圖2 浸漬后濾料Fig.2 Filter after dipping

2 分析與討論

2.1 濾料的常規(guī)性能分析

采用FA1204B型電子分析天平、YQ019型自動織物透氣儀、YQ008型電子織物強力測試儀對浸漬前和浸漬后的P84/PTFE復(fù)合濾料進行單位面積質(zhì)量、透氣量、斷裂強力等測試，具體結(jié)果見表1.

表1 浸漬前后測試結(jié)果對比Tab.1 The contrast of physical performance test results

通過測試結(jié)果可以看出，由于浸漬了活性乳液，濾料的單位面積質(zhì)量略有提升，其余各指標均在波動范圍內(nèi)，基本保持不變.可見，對濾料浸漬催化劑活性液并未對濾料纖維本身造成腐蝕損傷，不影響濾料的基本物理性能.

圖3 噴吹阻力曲線Fig.3 Blast resistance curve

2.2 濾料的過濾性能分析

采用AFC-133型濾料測試臺對浸漬催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料進行過濾效率的測試，測試結(jié)果見圖3與表2.

從圖3的曲線可以看出，隨著每一次的噴吹進程，濾料的壓差平穩(wěn)上升，30次噴吹共耗時2.18 h.由表2可以看出，該種濾料的過濾效率為99.995%，完全能夠滿足水泥行業(yè)對排放濃度的要求.

表2 過濾效率測試結(jié)果Tab.2 The result of filtration efficiency test

2.3 濾料的脫硝性能分析

采用催化劑活性評價裝置對浸漬催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料進行脫硝效率測試，測試結(jié)果見圖4.

圖4 脫硝效率曲線Fig.4 Denitration efficiency curve

由圖4的測試結(jié)果可以看出，隨著溫度的上升，催化劑活性液中的活性因子不斷釋放，其脫硝功能開始發(fā)揮作用，負載催化劑濾料的脫硝效率不斷提升.在200 ℃保溫25 min后，活性因子完全釋放，脫硝效率達到了81%.

3 結(jié)論

(1)P84/PTFE復(fù)合濾料在負載了催化劑活性液后，能夠達到在其本身斷裂強力、透氣量不變的情況下，單位面積質(zhì)量略微有所增加，有效保證了濾袋的過濾效率.

(2)負載催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料突破了傳統(tǒng)固有的濾袋過濾功能，優(yōu)化了其后處理方式，將催化劑與濾袋相結(jié)合，使濾袋具有脫硝的性能，達到了除塵脫硝一體化的效果和多種污染物聯(lián)合脫除的目標.

[1] 彭真.基于PPS的錳基催化脫硝-除塵功能一體化濾料的制備及其低溫SCR脫硝[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2016.

[2] 閻維平.潔凈煤發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2002：21-25.

[3] 邢建民.耐高溫針刺氈的催化劑負載工藝及其性能研究[D].青島：青島大學(xué),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

陸勤偉(1992-)，男，安徽合肥人，碩士研究生，主要從事產(chǎn)業(yè)用非織造布研究.