專(zhuān)利名稱(chēng)：一種除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾材料，具體涉及一種除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料及其用途。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，控制氮氧化物污染物的排放對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義，NOx的控制為未來(lái)5年的工作重點(diǎn)。工業(yè)尾氣特別是垃圾焚燒和燃煤電廠排放氣體中含有大量的氮氧化物(NOx)占總氮氧化物排放的42%，這些氣體一旦進(jìn)入大氣將成為主要的空氣污染源和光化學(xué)污染源。目前工業(yè)上廣泛采用的脫除NOx的技術(shù)，包括低NOx燃燒技術(shù)、非催化選擇性還原(SNCR)、選擇性催化還原(SCR)和濕法脫硝等技術(shù)。在眾多的脫氮技術(shù)中，SCR是脫氮效率最高、最為成熟的脫氮技術(shù)。它是在特定催化劑作用下，用氨或其它還原劑選擇性的將NOx還原為隊(duì)和H2O的方法。由于其技術(shù)成熟、脫硝率高，正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。袋式除塵因設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便；工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低；能承受煙氣中不同特性的粉塵；處理氣體量大；除塵效率高的優(yōu)勢(shì)，眾多國(guó)家已把其作為主要除塵技術(shù)，是煙氣除塵的首選近年來(lái)在全世界范圍內(nèi)增長(zhǎng)很快?，F(xiàn)有除塵器只能除塵，而對(duì)煙氣中的NOx僅有很微量的吸附去除作用。中國(guó)專(zhuān)利CN102145241 A中公開(kāi)了一種聚苯硫醚濾料上負(fù)載脫硝催化劑的制備方法，將聚苯硫醚濾料在300°C 500°C的溫度下煅燒5 7小時(shí)以及酸化，這樣會(huì)影響濾料的強(qiáng)度，從而降低了過(guò)濾材料的使用壽命。中國(guó)專(zhuān)利CN102120116 A中公開(kāi)了一種在聚苯硫醚與聚酰亞胺混濾料上負(fù)載脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)在200°C的條件下，脫硝效率達(dá)73% 92%，但在低溫條件下將使得脫硝效率明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種過(guò)濾性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、在低于190°C條件下脫硝效率高、使用壽命長(zhǎng)的除塵低溫脫硝過(guò)濾材料及其制備方法和用途。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，該過(guò)濾材料是由迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層構(gòu)成，上述迎塵層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層是由平均直徑為5 30 μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維組成的，上述催化層是由附著催化劑顆粒的耐熱纖維網(wǎng)組成。上述迎塵層的作用是提高過(guò)濾材料對(duì)粉塵的截留效果，如果耐熱纖維的平均直徑小于5 μ m的話，導(dǎo)致構(gòu)成迎塵層和非過(guò)濾面層的纖維網(wǎng)致密性過(guò)高而增大了過(guò)濾材料的壓力損失，而且在生產(chǎn)時(shí)梳理不開(kāi)，纖維就會(huì)容易受損拉斷，影響過(guò)濾材料的均勻性和強(qiáng)度；如果耐熱纖維的平均直徑大于30 μ m的話，纖維網(wǎng)就會(huì)變得稀松，這樣纖維間的糾纏少，機(jī)械強(qiáng)度會(huì)比較低，從而降低了過(guò)濾材料的捕集效率、縮短了使用壽命。綜合考慮到采用細(xì)纖維加工而成的針刺材料孔徑小，可以增加通過(guò)氣體與纖維間碰撞機(jī)會(huì)，增加空氣中氮氧化物與催化層中催化劑的接觸機(jī)會(huì)，耐熱纖維的平均直徑優(yōu)選10 20 μ m，這里耐熱纖維的平均直徑是通過(guò)掃描電子顯微鏡所測(cè)量的50根纖維直徑的平均值。構(gòu)成迎塵層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層的耐熱纖維的強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上，該強(qiáng)度直接影響過(guò)濾材料強(qiáng)力，如果耐熱纖維的強(qiáng)度低于3.0CN/dtex的話，制得的過(guò)濾材料的強(qiáng)力達(dá)不到要求，影響使用壽命，優(yōu)選3.4CN/dtex以上。上述耐熱纖維的伸長(zhǎng)率表示纖維斷裂時(shí)伸長(zhǎng)變形能力的大小，耐熱纖維的伸長(zhǎng)率在50%以下，這樣制得的過(guò)濾材料尺寸穩(wěn)定性好，延長(zhǎng)使用壽命。因?yàn)槭褂脼V袋時(shí)外面或內(nèi)部都有一個(gè)龍骨(亦稱(chēng):骨架、支架)來(lái)支撐，固定濾袋的位置，在使用過(guò)程中，若濾袋尺寸穩(wěn)定性不佳，隨著使用時(shí)間的推移，濾袋與龍骨間的距離變寬，經(jīng)過(guò)脈沖反復(fù)噴打時(shí)，使濾袋反復(fù)撞向龍骨的撞擊力增加，從而增加濾袋與龍骨間的反復(fù)摩擦，最終導(dǎo)致濾袋的使用壽命降低，增加成本。優(yōu)選耐熱纖維的伸長(zhǎng)率在40.0%以下。構(gòu)成該過(guò)濾材料的催化層是由附著催化劑顆粒的耐熱纖維網(wǎng)組成。上述催化劑顆粒由以下兩種方式附著的，第一種方式是先將催化劑顆粒附著在耐熱纖維表面，然后將附著了催化劑顆粒的耐熱纖維進(jìn)行開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺后形成纖維網(wǎng)；第二種方式是先將耐熱纖維進(jìn)行開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺后形成纖維網(wǎng)，然后將催化劑顆粒附著在得到的纖維網(wǎng)上。上述兩種方式可以保證催化劑顆粒粘附在纖維的表面，煙氣通過(guò)時(shí)增加了氮氧化物與催化劑顆粒接觸的機(jī)會(huì)，提高脫硝效率。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化劑顆粒是由錳鹽、鈷鹽、鈰鹽、銅鹽、鐵鹽、鑰鹽、鋅鹽、錫鹽中一種或幾種組成。由上述一種或幾種鹽組成的催化劑具有生產(chǎn)成本適中、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原材料容易獲取、脫硝效率高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的15 60重量％。如果催化層的比重小于15重量％，難于實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物的高效凈化；如果催化層的比重大于60重量％，生產(chǎn)成本就會(huì)大幅增加，同時(shí)與迎塵層、織物増強(qiáng)層以及非過(guò)濾面層經(jīng)過(guò)多層疊合針刺后，過(guò)量的催化劑顆粒易堵塞過(guò)濾材料的孔隙，導(dǎo)致透氣度減小，從而影響過(guò)濾性能。優(yōu)選催化層重量占過(guò)濾材料的25 50重量％。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述耐熱纖維為聚苯硫醚纖維、間位芳香族聚酰胺纖維、聚酰亞胺、聚四氟乙烯纖維、玻璃纖維、對(duì)位芳香族聚酰胺纖維中的至少一種。耐熱纖維優(yōu)選聚苯硫醚纖維，該纖維不僅具有優(yōu)秀的耐化學(xué)性能，而且還具有優(yōu)秀的耐熱性。聚苯硫醚纖維熔點(diǎn)高達(dá)285°C，常規(guī)使用溫度可以達(dá)到170°C ;耐化學(xué)性能方面，在200°C或200°C以下，它能對(duì)大多數(shù)的酸(如:濃鹽酸、濃磷酸、稀硫酸等)、堿(如:30%Na0H)、有機(jī)溶劑保持穩(wěn)定的性能；機(jī)械強(qiáng)度方面，對(duì)濾袋使用過(guò)程中接受到的含塵氣流的沖刷及脈沖清洗時(shí)的沖擊都具有極強(qiáng)的抵抗性。除此之外，聚苯硫醚纖維還具有優(yōu)良的難燃性、耐輻射性、電氣性、耐光性等性能，其價(jià)格適中，便于推廣使用。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，根據(jù)JIS L 1096標(biāo)準(zhǔn)，該過(guò)濾材料的克重在350 900g/m2之間，才能滿足捕集效率的要求。如果克重超過(guò)900g/m2，會(huì)使生產(chǎn)成本明顯增加；如果克重低于350g/m2，會(huì)因?yàn)檫^(guò)濾除塵作用的纖維網(wǎng)太薄，而無(wú)法滿足高捕集效率的作用，而且機(jī)械強(qiáng)度無(wú)法得到滿足，優(yōu)選克重400 800g/m2。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，依據(jù)JIS L 1096標(biāo)準(zhǔn)，該過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為600N/5cm以上，由于煙氣過(guò)濾袋經(jīng)常承受大量入口煙氣的沖刷以及清灰時(shí)來(lái)自高達(dá)3kg以上壓縮空氣的脈沖噴打，所以對(duì)其強(qiáng)度和耐摩擦性就有特別的要求，需要的這種材料既具有高強(qiáng)，同時(shí)還需具有高耐摩擦性能，否則使用過(guò)程中的破損、露底等異常現(xiàn)象會(huì)縮短使用壽命。另外過(guò)濾材料在使用過(guò)程中必須克服自身的重力和附載粉塵的重力，因此過(guò)濾材料必須要有一定的強(qiáng)度來(lái)滿足高溫?zé)煔獾沫h(huán)境。優(yōu)選拉伸強(qiáng)度800N/5cm以上。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的生產(chǎn)方法，該方法包括如下步驟:
(1)迎塵層、非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑為5 30μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維，經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工而成；
(2)中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑為5 30μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維，經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造而成；
(3)催化層的制備:將催化劑顆粒在溫度為250 500°C、時(shí)間為2 20min下進(jìn)行熱壓，使之附著在耐熱纖維或耐熱纖維網(wǎng)上，加工成催化層；
(4)除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將所述的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工得到成品。在步驟(3)中催化劑顆粒是通過(guò)熱壓方式附著的，先將催化劑顆粒浸潰在耐熱纖維上，然后在溫度為250 500°C、時(shí)間為2 20min下進(jìn)行熱壓，再將附著了催化劑顆粒的耐熱纖維進(jìn)行開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺后形成催化層；或者是先將耐熱纖維進(jìn)行開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺制得耐熱纖維網(wǎng)，然后將催化劑顆粒以溫度為250 500°C、時(shí)間為2 20min下熱壓在耐熱纖維網(wǎng)上加工成催化層。如果熱壓溫度高于500°C、時(shí)間長(zhǎng)于20min的話，雖然催化劑顆粒容易附著，提高了過(guò)濾材料的脫硝效率，但會(huì)使纖維的強(qiáng)度大幅降低，從而影響過(guò)濾材料強(qiáng)度，縮短使用壽命；如果熱壓溫度低于250°C、時(shí)間短于2min的話，則催化劑顆粒不易附著，從而影響過(guò)濾 材料的脫硝效率，難于實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物的高效凈化?？紤]到能得到高效率脫硝的過(guò)濾材料和長(zhǎng)的使用壽命，優(yōu)選熱壓溫度300 450°C、時(shí)間5 15min。本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料具有過(guò)濾性能好、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，通過(guò)上述方法制得的過(guò)濾材料在低于190°C下脫硝效率高、使用壽命長(zhǎng)，本發(fā)明的過(guò)濾材料可應(yīng)用于煙氣過(guò)濾袋的制備。


圖1為本發(fā)明過(guò)濾材料的分解剖面圖。圖1中:1迎塵層、2催化層、3中間織物增強(qiáng)層、4非過(guò)濾面層。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。本發(fā)明過(guò)濾材料各物性的測(cè)定方法如下。克重
將過(guò)濾材料切成200X200mm的正方形，從重量計(jì)算出過(guò)濾材料的克重。通氣度
根據(jù)JISL 1096規(guī)定的弗雷澤型織物透氣性測(cè)試法測(cè)定過(guò)濾材料的通氣量。測(cè)定部位是隨機(jī)選擇6點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。
VDI3926捕集效率
根據(jù)VDI3926的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定過(guò)濾材料的性能，實(shí)驗(yàn)樣品的尺寸是Φ 150mm,喂入的粉塵濃度在5g/m3,過(guò)濾風(fēng)速為2m/min。實(shí)驗(yàn)的順序是,初期30回+穩(wěn)定化5000回+最后30回。這里的初期30回和最后30回的方法是，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，過(guò)濾材料兩面的壓差會(huì)漸漸升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)IOOOPa時(shí)，脈沖空氣對(duì)過(guò)濾材料表面的粉塵進(jìn)行清灰，然后進(jìn)行下一個(gè)過(guò)程，該過(guò)程總共進(jìn)行30回，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中記錄壓力和時(shí)間的變化，同時(shí)檢測(cè)沒(méi)有被過(guò)濾材料捕集的粉塵的濃度。穩(wěn)定化過(guò)程是指在運(yùn)行的過(guò)程中，以5s為時(shí)間間隔對(duì)過(guò)濾材料進(jìn)行清灰，共進(jìn)行5000回。在這里所指的清灰的壓力是5bar。脫硝效率
采用德圖煙氣自動(dòng)測(cè)試儀350XL，測(cè)試過(guò)濾前、后煙氣中氮氧化物的含量，從而計(jì)算出脫除效率。拉伸強(qiáng)度
根據(jù)JISL 1096規(guī)定的布條強(qiáng)度法測(cè)定過(guò)濾材料的抗拉強(qiáng)度。試樣尺寸是200mmX 50mm,以拉伸速度100mm/min、夾頭間隔IOOmm進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定值是試樣的經(jīng)向(是和纖維的取向垂直的方向，在包含平紋粗布的試樣的情況下，和平紋粗布的經(jīng)向同一方向)和試樣的緯向(包含平紋粗布的試樣的情況下，和平紋粗布的緯向同一方向)中的I次強(qiáng)度的值。實(shí)施例1
迎層塵和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.5CN / dtex、伸長(zhǎng)率28%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層； 中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.5CN / dtex、伸長(zhǎng)率28%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:將錳鹽和鈷鹽組成的催化劑顆粒在溫度為350°C、時(shí)間為15min的條件下熱壓在聚苯硫醚纖維上，再將附著了上述催化劑顆粒的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)作為催化層，該催化層的克重為200g/m2 ；
除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的30.8重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為650g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為190°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)89%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為920N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1287N / 5cm ;捕集效率達(dá)到99.9943%。實(shí)施例2
迎塵層和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.1 CN/dtex、伸長(zhǎng)率35%的聚苯硫醚與間位芳香族聚酰胺混合而得的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；
中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.lCN/dtex、伸長(zhǎng)率35%的聚苯硫醚纖維與間位芳香族聚酰胺纖維混合再經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:將錳鹽和鈰鹽組成的催化劑顆粒在溫度為400°C、時(shí)間為Smin的條件下熱壓在聚苯硫醚與間位芳香族聚酰胺混合后的纖維上，再將附著了上述催化劑顆粒的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)作為催化層，該催化層的克重為300g/m2 ；除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的44.1重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為680g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為175°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)92%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為983N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1425N / 5cm ;捕集效率達(dá)到 99.9956%。實(shí)施例3
迎塵層和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑17.5 μ m、強(qiáng)度4.8CN/dtex、伸長(zhǎng)率30%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑17.5 μ m、強(qiáng)度4.8CN/dtex、伸長(zhǎng)率30%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:先將聚苯硫醚纖維進(jìn)行開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺制得聚苯硫醚纖維網(wǎng)，然后將錳鹽、鑰鹽和鋅鹽組成的催化劑顆粒以溫度為350°C、時(shí)間為12min的條件下熱壓在聚苯硫醚纖維網(wǎng)上加工成催化層，該催化層的克重為300g/m2 ；
除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的44.1重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為680g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為185°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)95.2%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為1056N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1637N / 5cm ;捕集效率達(dá)到99.9982%。實(shí)施例4
迎塵層和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑13.2 μ m、強(qiáng)度3.7CN/dtex、伸長(zhǎng)率42%的聚苯硫醚與聚四氟乙烯混合而得的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；
中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑13.2 μ m、強(qiáng)度3.7CN/dtex、伸長(zhǎng)率40%的聚苯硫醚纖維與聚四氟乙烯纖維混合而得的纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:將聚苯硫醚纖維與聚四氟乙烯纖維進(jìn)行混合，混合后的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺制得纖維網(wǎng)，然后將鈷鹽和銅鹽組成的催化劑顆粒以溫度為380°C、時(shí)間為IOmin的條件下熱壓在聚苯硫醚纖維與聚四氟乙烯纖維混合而得的纖維網(wǎng)上加工成催化層，該催化層的克重為280g/m2 ；
除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的38.9重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為720g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為180°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)91.5%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為1008N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1336N / 5cm ;捕集效率達(dá)到99.9993%。
實(shí)施例5
迎塵層和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑10.5 μ m、強(qiáng)度3.6CN/dtex、伸長(zhǎng)率25%的聚酰亞胺纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；中間織物增強(qiáng)層:采用平均直徑12.6 μ m、強(qiáng)度4.2CN/dtex、伸長(zhǎng)率32%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:將鈰鹽和鐵鹽組成的催化劑顆粒在溫度為420°C、時(shí)間為12min的條件下熱壓在聚酰亞胺纖維上，再將附著了上述催化劑顆粒的聚酰亞胺纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)作為催化層，該催化層的克重為240g/m2 ；
除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的48重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為500g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為188°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)96.3%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為1158N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1394N / 5cm ;捕集效率達(dá)到99.9895%。實(shí)施例6
迎塵層和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑19.2 μ m、強(qiáng)度5.0CN/dtex、伸長(zhǎng)率21%的聚苯硫醚纖維和玻璃纖維混合而得的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；
中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑15.5 μ m、強(qiáng)度5.2CN/dtex、伸長(zhǎng)率18%的玻璃纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
催化層的制備:先將聚苯硫醚纖維和玻璃纖維進(jìn)行混合，混合后的纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺制得纖維網(wǎng)，然后將鈷鹽和錫鹽組成的催化劑顆粒以溫度為370°C、時(shí)間為14min的條件下熱壓在聚苯硫醚纖維和玻璃纖維混合而得的纖維網(wǎng)上加工成催化層，該催化層的克重為210g/m2 ；
除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將上述制得的迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工，制備除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，上述催化層占該過(guò)濾材料的26.9重量％，測(cè)得該過(guò)濾材料的克重為780g/m 2。通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為170°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)88.4%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為1345N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1780N / 5cm ;捕集效率達(dá)到99.9912%。實(shí)施例1 6中制得本發(fā)明的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料在制備煙氣過(guò)濾袋的應(yīng)用。比較例I
迎層塵和非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.5CN / dtex、伸長(zhǎng)率28%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工成纖維網(wǎng)分別作為迎塵層和非過(guò)濾面層；
中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑14.5 μ m、強(qiáng)度4.5CN / dtex、伸長(zhǎng)率28%的聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造成平紋織物作為中間織物增強(qiáng)層；
將迎塵層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層依次疊合通過(guò)針刺、過(guò)濾面層燒毛處理后制得單位面積重量為650g/m 2過(guò)濾材料。 通過(guò)上述方法得到的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，在溫度為190°C的條件下，對(duì)氮氧化物的去除效率達(dá)5%，本發(fā)明過(guò)濾材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為920N / 5cm、緯向拉伸強(qiáng)力為1547N / 5cm ;捕集效率達(dá)到 99.9965%。
權(quán)利要求
1.一種除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:該過(guò)濾材料是由迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層構(gòu)成，所述迎塵層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層是由平均直徑為5 30 μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維組成，所述催化層是由附著催化劑顆粒的耐熱纖維網(wǎng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:所述催化劑顆粒是由錳鹽、鈷鹽、鈰鹽、銅鹽、鐵鹽、鑰鹽、鋅鹽、錫鹽中一種或幾種組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:所述催化層占該過(guò)濾材料的15 60重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:所述耐熱纖維為聚苯硫醚纖維、間位芳香族聚酰胺纖維、聚酰亞胺、聚四氟乙烯纖維、玻璃纖維、對(duì)位芳香族聚酰胺纖維中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:根據(jù)JISL 1096標(biāo)準(zhǔn)，該過(guò)濾材料的克重在350 900g/m2之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料，其特征在于:根據(jù)JISL 1096標(biāo)準(zhǔn)，該過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度在600N/5cm以上。
7.—種如權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)迎塵層、非過(guò)濾面層的制備:采用平均直徑為5 30μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維，經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺加工而成； (2)中間織物增強(qiáng)層的制備:采用平均直徑為5 30μ m、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維，經(jīng)過(guò)紡紗、熱定型、織造而成； (3)催化層的制備:將催化劑顆粒在溫度為250 500°C、時(shí)間為2 20min下進(jìn)行熱壓，使之附著在耐熱纖維或耐熱纖維網(wǎng)上，加工成催化層； (4)除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料的制備:將所述迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層按順序疊合，通過(guò)針刺加工得到成品。
8.—種如權(quán)利要求1所述的除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料在制備煙氣過(guò)濾袋的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種除塵和低溫脫硝過(guò)濾材料及其用途，該過(guò)濾材料是由迎塵層、催化層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層構(gòu)成，所述迎塵層、中間織物增強(qiáng)層、非過(guò)濾面層是由平均直徑為5～30μm、強(qiáng)度在3.0CN/dtex以上、伸長(zhǎng)率在50%以下的耐熱纖維組成，所述催化層是由附著催化劑顆粒的耐熱纖維網(wǎng)組成。該過(guò)濾材料具有除塵和脫硝雙效的功能，在溫度低于190℃條件下實(shí)現(xiàn)85%以上的脫硝效率，而且還具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B5/26GK103170182SQ201110437070
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者顧立霞, 蘭春艷, 姜鋒, 李鑫 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司, 中國(guó)紡織科學(xué)研究院