專利名稱：用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫粉塵過濾和氣體凈化的過濾技術(shù)，特別涉及一種用于高溫粉塵 過濾與氣體凈化的濾芯及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
目前，煙氣除塵和氣體凈化技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于許多工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保領(lǐng)域。例 如，火力發(fā)電廠、城市垃圾焚燒、石油石化和鋼鐵冶金行業(yè)都會采用各種除塵和凈化技 術(shù)手段。但是，這些工業(yè)煙氣的溫度一般都很高，甚至高達1000°c以上。通常的技術(shù)方 案是將高溫煙氣進行冷卻，使煙氣溫度降到250°c以下，或者繼續(xù)冷卻到150°C以下，再 進行中溫或低溫布袋除塵。為了達到煙氣凈化的目的，通常還要加入各種干法或濕法工 藝對煙氣進行脫硫脫硝處理。這些技術(shù)方案存在的問題包括能源的大量損失、工藝過程 復雜、效率低下和成本高昂等。近年來，一些研究人員提出采用耐高溫的陶瓷過濾膜來 實現(xiàn)高溫煙氣過濾，減少煙氣處理過程中的能源損失，從而達到提高熱效率的目的。但 是，陶瓷膜管具有許多難以克服的缺陷。例如，耐熱沖擊性能較差，容易在使用過程中 發(fā)生斷裂現(xiàn)象。另外，陶瓷膜管的密封封裝難度較大。因此，陶瓷膜管還不能滿足未來 技術(shù)發(fā)展的需求，必須開發(fā)出新的高溫除塵和氣體凈化技術(shù)。隨著能源的日益枯竭和環(huán)保壓力的不斷上升，能源的高效合理以及環(huán)保的利用 成為新世紀人類面臨的一項挑戰(zhàn)。包括中國在內(nèi)的世界上許多國家都提出了新能源與環(huán) 保戰(zhàn)略，例如風能發(fā)電，太陽能利用，生物能源以及煤炭資源的高效合理利用。其中， 潔凈煤發(fā)電技術(shù)就是煤炭資源高效合理利用的重要途徑之一。與傳統(tǒng)的火力發(fā)電技術(shù)相 比，潔凈煤發(fā)電技術(shù)可以大幅提高熱能效率。傳統(tǒng)的火力發(fā)電的能量利用率只有30%左 右，而新的潔凈煤發(fā)電技術(shù)可以把這一指標提高到50%以上。同時，由于新型過濾與凈 化系統(tǒng)的應用可以大大地降低S02、NOx, CO2以及固體粉塵的排放。因此，潔凈煤技 術(shù)的開發(fā)和合理利用將對我國及世界的新世紀的節(jié)能與環(huán)保政策有著非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高溫粉塵過濾與氣體凈 化的濾芯，針對高溫的工業(yè)煙氣，該濾芯可實現(xiàn)同時進行高溫粉塵過濾和氣體凈化，簡 化工業(yè)煙氣凈化的工藝流程，也提高能源利用率。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制 備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的應用。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯， 包括支撐體和過濾膜，過濾膜覆于支撐體表面，支撐體的孔隙內(nèi)負載有脫硝催化劑，支 撐體的孔隙度為30 90%，支撐體的平均孔徑為10 30 μ m，支撐體的厚度為1.0
410.0mm,支撐體的過濾精度為20 85 μ m，過濾膜的孔隙率為50 80%，過濾膜的過 濾精度為2 20 μ m，過濾膜的厚度為0.1 0.8mm。上述濾芯結(jié)構(gòu)中，所述支撐體為管式或平板式的支撐體。所述支撐體的材料為金屬粉末燒結(jié)材料或金屬纖維燒結(jié)氈中的一種；金屬粉末 燒結(jié)材料所采用的金屬粉末為不銹鋼粉末、鐵鉻鋁粉末或鎳基耐高溫粉末中的一種或多 種；金屬纖維燒結(jié)氈的金屬纖維長度為10 100mm，直徑為8 60 μ m，金屬燒結(jié)纖維 氈的單位氈重為100 950g/m2。所述過濾膜的材料為金屬纖維燒結(jié)氈，金屬燒結(jié)纖維氈的單位氈重為100 850g/m2。 所述脫硝催化劑為V205-W03/Ti02。本發(fā)明一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制備方法，包括以下步 驟(1)支撐體的制作選取用于制作支撐體的材料，稱取所需的支撐體原料及其 添加劑；當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，采用冷等靜壓-真空燒結(jié)的方法 成型支撐體，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為850 1450°C，燒結(jié)保 溫時間為1 5h;當所選的支撐體原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，采用干法無紡鋪氈法成型 支撐體，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為950 1350°C，保溫時間為 1 5h ；(2)過濾膜的制作當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，通過在支撐 體表面均勻涂上過濾膜原料的懸浮液，然后進行高溫燒結(jié)成型，使過濾膜和支撐體形成 一體式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為750 1200°C，燒結(jié) 保溫時間為1 3h;當所選的支撐體原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，通過干法無紡鋪氈法 成型過濾膜，再將已成型的過濾膜覆于支撐體表面，最后經(jīng)過高溫燒結(jié)成型，使過濾膜 和支撐體形成一體式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為950 1350°C,保溫時間為1 5h;(3)添加脫硝催化劑將過濾膜和支撐體的一體式結(jié)構(gòu)進行浸漬，通過浸漬法 使脫硝催化劑負載在支撐體的孔隙內(nèi)，至此，形成的金屬膜濾芯為用于高溫粉塵過濾與 氣體凈化的濾芯。步驟⑴所述添加劑包括Acrowax C、支撐體壓制成型用的潤滑劑和粘結(jié)劑；原 料中，添加劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1 0.8%，支撐體原料的質(zhì)量分數(shù)為99.2 99.9%。所述浸漬的具體過程為首先將固體含量為8%、平均粒度150nm的TiO2的膠 體在常溫下采用濕法浸漬到濾芯的孔隙里，在常溫下干燥8個小時；然后在540°C溫度下 煅燒2個小時，按照每IOOcm2的過濾面積的濾芯，TiO2的固體負載量控制在0.8 1.2g ； 接著，按照商業(yè)配比制備脫氮催化劑，即V2O5的質(zhì)量分數(shù)為1%，W03/Ti02的質(zhì)量分數(shù) 為10%，把濃度為10%的鎢酸胺和偏釩酸胺溶液通過濕法分步浸漬法在支撐體的孔隙內(nèi) 負載WO3和V2O5，然后在120°C溫度下干燥10個小時，在500°C溫度下煅燒5個小時。上述濾芯的制備方法中，采用冷等靜壓-真空燒結(jié)的方法制備支撐體時，其制 備方法可參考申請?zhí)枮?00910194268.2的專利申請所公開的一種無縫燒結(jié)金屬粉末過濾 膜管的制備方法；采用干法無紡鋪氈法制備支撐體或過濾膜時，其制備方法可參考專利號為ZL 200810030945.2的中國專利所公開的非對稱結(jié)構(gòu)的金屬過濾膜及其制備方法。本發(fā)明一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的應用，將制得的多個濾 芯組合成濾芯組件后，安裝到過濾容器內(nèi)，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵 冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。使用時，當高溫煙氣從過濾容器 的煙氣入口進入容器時，在煙氣管道上的吸附劑進口注入脫硫吸附劑和NH3,此時，在 通過過濾膜前煙氣中的S可被脫硫吸附劑吸附而脫除；脫除S后的煙氣經(jīng)過過濾膜過濾 時，煙氣中的粉塵和使用后的吸附劑被濾除，并定時從過濾容器的排渣口排出；通過過 濾膜濾除了粉塵和其他固體顆粒的煙氣進一步通過支撐體，這時，煙氣中的NO和NOx在 脫硝催化劑的作用下與NH3發(fā)生化學反應轉(zhuǎn)化為無害的N2和H2O;最后，經(jīng)過除塵和煙 氣凈化后的潔凈煙氣通過出口排放。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點效果1、本濾芯采用耐高溫和耐腐蝕的金屬或者金屬間化合物為原材料作為濾芯結(jié) 構(gòu)，可以克服陶瓷類過濾膜斷裂強度低、耐熱沖擊性差的諸多缺點，同時，也克服了陶 瓷膜管組裝難度較大、膜管的高溫密封連接比較困難的缺點。2、本濾芯中全金屬或金屬間化合物材質(zhì)的非對稱結(jié)構(gòu)過濾膜采用表面過濾機 理，可以顯著提高過濾效率、使用壽命和過濾精度。另外，過濾精度較高的表面過濾控 制層可阻止粉塵和其他有害物質(zhì)滲透到支撐體，從而減少催化劑的中毒程度。3、將多個濾芯組裝成組件安裝在過濾容器內(nèi)后，在煙氣的入口處同時加入脫硫 的堿性吸附劑，可同時實現(xiàn)高溫粉塵過濾和氣體凈化的一步完成的功能。這樣，可以大 大簡化了煙氣過濾和氣體凈化的工藝流程，并且提高了效率和熱利用率。4、本濾芯主要采用耐高溫的金屬粉末或金屬纖維為原材料制備過支撐體，采用 噴涂的方法在支撐體的外表面上復合一層很薄的過濾膜，在支撐體的孔隙中采用浸漬的 方法負載脫硝催化劑，這樣的結(jié)構(gòu)就能起到煙氣除塵和脫硝凈化處理的目的。過濾精度 較粗的一層作為支撐體，過濾精度較高的一層作為過濾膜，當在煙氣在過濾容器的入口 處先進行脫硫，再通過濾芯進行脫硝，這樣就能一步實現(xiàn)高溫除塵和氣體凈化等多種功 能，這種結(jié)構(gòu)的濾芯不但可以應用于將來發(fā)展前景廣泛的潔凈煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，而且可 以用于傳統(tǒng)的火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金和石油化工等許多領(lǐng)域，達到節(jié)能環(huán)保的 目的。


圖1是本濾芯使用時的過濾原理示意圖，圖中箭頭方向為煙氣的流動方向，1為 支撐體，2為過濾膜，10為煙氣中被過濾的粉塵。圖2是本濾芯中支撐體的局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為支撐體，3為脫硝催化劑， 11為支撐體中的孔隙。圖3是本濾芯應用于過濾容器時過濾容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式 不限于此。
一種用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其結(jié)構(gòu)如圖1或圖2所示，包括支 撐體1和過濾膜2，過濾膜2覆于支撐體1表面，支撐體1的孔隙11內(nèi)負載有脫硝催化 劑3，支撐體1的孔隙度為30 90%，支撐體1的平均孔徑為10 30 μ m，支撐體1的 厚度為1.0 10.0mm，支撐體1的過濾精度為20 85 μ m，過濾膜2的孔隙率為50 80%,過濾膜2的過濾精度為2 20 μ m，過濾膜2的厚度為0.1 0.8mm。上述濾芯結(jié)構(gòu)中，支撐體1可為管式或平板式的支撐體。支撐體1的材料可為金屬粉末燒結(jié)材料或金屬纖維燒結(jié)氈中的一種；金屬粉末 燒結(jié)材料所采用的金屬粉末為不銹鋼粉末、鐵鉻鋁粉末或鎳基耐高溫粉末中的一種或多 種；金屬纖維燒結(jié)氈的金屬纖維長度為10 100mm，直徑為8 60 μ m，金屬燒結(jié)纖維 氈的單位氈重為100 950g/m2。過濾膜2的材料為金屬纖維燒結(jié)氈，金屬燒結(jié)纖維氈的單位氈重為100 850g/
2m。脫硝催化劑3 為 V205-W03/Ti02。一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制備方法，包括以下步驟(1)支撐體1的制作選取用于制作支撐體1的材料，稱取所需的支撐體原料及 其添加劑；當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，采用冷等靜壓_真空燒結(jié)的方 法成型支撐體1，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為850 1450°C，燒結(jié) 保溫時間為1 5h;當所選的支撐體1原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，采用干法無紡鋪氈法 成型支撐體1，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為950 1350°C，保溫時 間為1 5h ；(2)過濾膜2的制作當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，通過在支撐 體1表面均勻涂上過濾膜原料的懸浮液，然后進行高溫燒結(jié)成型，使過濾膜2和支撐體1 形成一體式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為750 1200°C，燒 結(jié)保溫時間為1 3h;當所選的支撐體原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，通過干法無紡鋪氈法 成型過濾膜2，再將已成型的過濾膜2覆于支撐體1表面，最后經(jīng)過高溫燒結(jié)成型，使過 濾膜2和支撐體1形成一體式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為 950 1350°C，保溫時間為1 5h ；(3)添加脫硝催化劑3 將過濾膜2和支撐體1的一體式結(jié)構(gòu)進行浸漬，通過浸 漬法使脫硝催化劑3負載在支撐體1的孔隙內(nèi)，至此，形成的金屬膜濾芯為用于高溫粉塵 過濾與氣體凈化的濾芯。其中，步驟(1)中添加劑包括Acrowax C、支撐體壓制成型用的潤滑劑和粘 結(jié)劑；原料中，添加劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1 0.8%，支撐體原料的質(zhì)量分數(shù)為99.2 99.9%。浸漬的具體過程為首先將固體含量為8%、平均粒度150nm的TiO2的膠體在 常溫下采用濕法浸漬到濾芯的孔隙里，在常溫下干燥8個小時；然后在540°C溫度下煅燒 2個小時，按照每IOOcm2的過濾面積的濾芯，TiO2的固體負載量控制在0.8 1.2g ；接 著，按照商業(yè)配比制備脫氮催化劑，即V2O5的質(zhì)量分數(shù)為1%，W03/Ti02的質(zhì)量分數(shù)為 10%,把濃度為10%的鎢酸胺和偏釩酸胺溶液通過濕法分步浸漬法在支撐體的孔隙內(nèi)負 載WO3和V2O5，然后在120°C溫度下干燥10個小時，在500°C溫度下煅燒5個小時。
上述濾芯的制備方法中，采用冷等靜壓_真空燒結(jié)的方法制備支撐體1時，其制 備方法可參考申請?zhí)枮?00910194268.2的專利申請所公開的一種無縫燒結(jié)金屬粉末過濾 膜管的制備方法；采用干法無紡鋪氈法制備支撐體1或過濾膜2時，其制備方法可參考專 利號為ZL 200810030945.2的中國專利所公開的非對稱結(jié)構(gòu)的金屬過濾膜及其制備方法。一種上述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的應用，如圖3所示，將制得的 多個濾芯組合成濾芯組件4后，安裝到過濾容器內(nèi)，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚 燒、鋼鐵冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。使用時，當高溫煙氣從 過濾容器的煙氣入口 5進入容器時，在煙氣管道6上的吸附劑進口 7注入脫硫吸附劑和 NH3,此時，在通過過濾膜2前煙氣中的S可被脫硫吸附劑吸附而脫除；脫除S后的煙氣 經(jīng)過過濾膜2過濾時，如圖1所示，煙氣中的粉塵10和使用后的吸附劑被濾除，并定時 從過濾容器的排渣口8排出；通過過濾膜2濾除了粉塵和其他固體顆粒的煙氣進一步通過 支撐體1，這時，煙氣中的NO和NOx在脫硝催化劑3的作用下與NH3發(fā)生化學反應轉(zhuǎn)化 為無害的N2和H2O ；最后，經(jīng)過除塵和煙氣凈化后的潔凈煙氣通過出口 9排放。實施例一本實施例中支撐體1為一根直徑50mm、長度300mm、壁厚3mm、過濾精度為 25 μ m的316L不銹鋼粉末燒結(jié)濾芯。支撐體1是采用冷等靜壓法_高溫真空燒結(jié)制備 的，其中，冷等靜壓壓制的壓力為150Mpa，燒結(jié)溫度為1230°C，保溫時間為2小時；然 后，采用真空噴涂的方法在支撐體的表面噴上一層厚度為0.3mm、過濾精度為8μιη的過 濾膜2;干燥后的工件在1100°C的溫度下真空燒結(jié)1.5小時；接下來，采用普通的浸漬法 在支撐體1的孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑(V205_W03/Ti02) 3。這樣制得的濾芯可進一步加工 成管式濾芯的組件，然后組裝到過濾容器中，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼 鐵冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。實施例二本實施例中支撐體1為一根直徑80mm、長度500mm、壁厚3mm、過濾精度為 30μιη的Fe3Al粉末燒結(jié)濾芯。支撐體1是采用冷等靜壓法-高溫真空燒結(jié)制備的，其 中，冷等靜壓壓制的壓力為200Mpa，燒結(jié)溫度為1250°C，保溫時間為2小時；然后，采 用真空噴涂的方法在支撐體1的表面噴上一層厚度為0.3mm、過濾精度為10 μ m的過濾 膜2;干燥后的工件在1180°C的溫度下真空燒結(jié)1.5小時；接下來，采用普通的浸漬法在 支撐體1的孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑(V205_W03/Ti02) 3。這樣制得的濾芯可進一步加工成 管式濾芯的組件，然后組裝到過濾容器中，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵 冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。實施例三本實施例中支撐體1為一根直徑50mm、長度800mm、壁厚2.8mm、過濾精度 為25 μ m的Hastelloy X粉末燒結(jié)濾芯。支撐體1是采用冷等靜壓法_高溫真空燒結(jié)制備 的，其中，冷等靜壓壓制的壓力為180Mpa，燒結(jié)溫度為1250°C，保溫時間為2小時；然 后，采用真空噴涂的方法在支撐體1的表面噴上一層厚度為0.2mm、過濾精度為8 μ m的 過濾膜2;干燥后的工件在1150°C的溫度下真空燒結(jié)1.5小時；接下來，采用普通的浸漬 法在支撐體1的孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑(V205_W03/Ti02)3。這樣制備的濾芯可進一步加 工成管式濾芯的組件，然后組裝到過濾容器中，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。實施例四本實施例中支撐體1為一片300X500mm的316L不銹鋼纖維燒結(jié)氈，支撐體 1的制備是通過干法無紡鋪氈法制備單位重量為650g/m2的胚體；過濾膜2為另一片 300 X 500mm的316L不銹鋼纖維燒結(jié)氈，過濾膜2的制備是首先通過干法無紡鋪氈法鋪 制單位重量為450g/m2的胚體；下一步，把上述通過干法鋪氈制備的兩片胚體疊加在一 起，裝入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，其中，真空燒結(jié)的條件是1200°C溫度下保溫3.5小時；燒 結(jié)后，過濾膜2的過濾精度為20 μ m、厚度為0.25mm、孔隙率為78% ；支撐體1的過濾 精度為40μιη、厚度為0.5mm、孔隙率為83%。接下來，采用普通的浸漬法在支撐體1 的孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑(V205_W03/Ti02)3。這樣制備的濾芯可進一步加工成管式濾芯 的組件，然后組裝到過濾容器中，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金或石 油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。實施例五本實施例中支撐體1為一片500X IOOOmm的Fe-Cr-Al纖維燒結(jié)氈，支撐體
1的制備是通過干法無紡鋪氈法制備單位重量為600g/m2的胚體；過濾膜2是另一片 500 X IOOOmm的Fe-Cr-Al纖維燒結(jié)氈，過濾膜2的制備是通過干法無紡鋪氈法鋪制單 位重量為400g/m2的胚體；下一步，把上述通過干法鋪氈制備的兩片胚體疊加在一起， 裝入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，其中，真空燒結(jié)的條件是在1340°C溫度下保溫3.5小時；燒結(jié) 后，過濾膜2的過濾精度為20 μ m、厚度為0.2mm、孔隙率為79% ；支撐體1的過濾精 度為40μιη、厚度為0.5mm、孔隙率為83%。接下來，采用普通的浸漬法在支撐體1的 孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑(V205_W03/Ti02)3。這樣制備的濾芯可進一步加工成管式濾芯的 組件，然后組裝到過濾容器中，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金或石油 化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并 非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明 權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其特征在于，包括支撐體和過濾膜，過濾 膜覆于支撐體表面，支撐體的孔隙內(nèi)負載有脫硝催化劑，支撐體的孔隙度為30 90%， 支撐體的平均孔徑為10 30 μ m,支撐體的厚度為1.0 10.0mm，支撐體的過濾精度為 20 85 μ m，過濾膜的孔隙率為50 80%，過濾膜的過濾精度為2 20 μ m，過濾膜的 厚度為0.1 0.8mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其特征在于，所述支撐 體為管式或平板式的支撐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其特征在于，所述支 撐體的材料為金屬粉末燒結(jié)材料或金屬纖維燒結(jié)氈中的一種；金屬粉末燒結(jié)材料所采用 的金屬粉末為不銹鋼粉末、鐵鉻鋁粉末或鎳基耐高溫粉末中的一種或多種；金屬纖維燒 結(jié)氈的金屬纖維長度為10 100mm，直徑為8 60 μ m，金屬燒結(jié)纖維氈的單位氈重為 100 950g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其特征在于，所述過濾 膜的材料為金屬纖維燒結(jié)氈，金屬燒結(jié)纖維氈的單位氈重為100 850g/m2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯，其特征在于，所述脫硝 催化劑為 V205_W03/Ti02。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制備方法， 其特征在于，包括以下步驟(1)支撐體的制作選取用于制作支撐體的材料，稱取所需的支撐體原料及其添加 劑；當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，采用冷等靜壓_真空燒結(jié)的方法成型 支撐體，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為850 1450°C，燒結(jié)保溫時 間為1 5h;當所選的支撐體原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，采用干法無紡鋪氈法成型支撐 體，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為950 1350°C，保溫時間為1 5h ；(2)過濾膜的制作當所選的支撐體原料為金屬粉末燒結(jié)材料時，通過在支撐體表 面均勻涂上過濾膜原料的懸浮液，然后進行高溫燒結(jié)成型，使過濾膜和支撐體形成一體 式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為750 1200°C，燒結(jié)保溫時 間為1 3h ；當所選的支撐體原料為金屬纖維燒結(jié)氈時，通過干法無紡鋪氈法成型過濾 膜，再將已成型的過濾膜覆于支撐體表面，最后經(jīng)過高溫燒結(jié)成型，使過濾膜和支撐體 形成一體式結(jié)構(gòu)，其中，高溫燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進行，燒結(jié)溫度為950 1350°C，保 溫時間為1 5h ；(3)添加脫硝催化劑將過濾膜和支撐體的一體式結(jié)構(gòu)進行浸漬，通過浸漬法使脫 硝催化劑負載在支撐體的孔隙內(nèi)，至此，形成的金屬膜濾芯為用于高溫粉塵過濾與氣體 凈化的濾芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制備方法，其特征在 于，步驟(1)所述添加劑包括Acrowax C、支撐體壓制成型用的潤滑劑和粘結(jié)劑；原料 中，添加劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1 0.8%，支撐體原料的質(zhì)量分數(shù)為99.2 99.9%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的制備方法，其特征在 于，所述浸漬的具體過程為首先將固體含量為8%、平均粒度150nm的TiO2的膠體在常溫下采用濕法浸漬到濾芯的孔隙里，在常溫下干燥8個小時；然后在540°C溫度下煅燒 2個小時，按照每IOOcm2的過濾面積的濾芯，TiO2的固體負載量控制在0.8 1.2g ；接 著，按照商業(yè)配比制備脫氮催化劑，即V2O5的質(zhì)量分數(shù)為1%，W03/Ti02的質(zhì)量分數(shù)為 10%,把濃度為10%的鎢酸胺和偏釩酸胺溶液通過濕法分步浸漬法在支撐體的孔隙內(nèi)負 載WO3和V2O5，然后在120°C溫度下干燥10個小時，在500°C溫度下煅燒5個小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項所述用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯的應用，其特 征在于，將制得的多個濾芯組合成濾芯組件后，安裝到過濾容器內(nèi)，過濾容器可用于火 力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于高溫粉塵過濾與氣體凈化的濾芯及其制備方法和應用，濾芯包括支撐體和過濾膜，過濾膜覆于支撐體表面，支撐體的孔隙內(nèi)負載有脫硝催化劑；濾芯的制備是先制備支撐體，然后在支撐體上采用噴涂的方法制備過濾膜，最后采用浸漬的方法在支撐體的孔隙內(nèi)負載脫硝催化劑；將本濾芯組合成濾芯組件后，安裝到過濾容器內(nèi)，過濾容器可用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、鋼鐵冶金或石油化工領(lǐng)域中高溫粉塵的過濾和氣體的凈化。本濾芯克服陶瓷類過濾膜斷裂強度低、耐熱沖擊性差、組裝難度較大、膜管的高溫密封連接比較困難的諸多缺點，可以顯著提高過濾效率、使用壽命和過濾精度。
文檔編號B01D53/06GK102008857SQ20101029179
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者徐小平 申請人:廣州格瑞特材料科技有限公司