[发明专利]一种用于SCR除尘脱硝的复合滤料纤维及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于SCR除尘脱硝的复合滤料纤维的制备方法，将锰盐、铈盐和锆盐溶解于水中制备盐溶液A，制备pH为8～12的碱性溶液B，将纤维浸入至盐溶液A浸润，在浸润过程中进行超声辅助浸润一段时间，将浸润后的纤维沥干后浸入碱性溶液B中浸渍沉淀15～70min，将浸渍沉淀后的纤维取出后进行老化，将老化后的纤维进行微波热处理，最后进行活化处理即得用于SCR除尘脱硝的复合滤料纤维。能够使Mn、Ce、Zr的氧化物与纤维牢固粘结，并且使活性金属氧化物能够在纤维中分散更加均匀，由该纤维织成的双功能复合滤料可实现捕集颗粒物的同时脱除燃煤烟气中NO_x。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂及水泥、玻璃、陶瓷等建材行业的污染物粉尘、氮氧化物后处理领域，具体涉及一种用于SCR除尘脱硝的复合滤料纤维及制备方法。

背景技术

氮氧化物可在造成生态环境破坏的同时危及人体健康，是一种危害极为广泛的大气污染物。其中电力、建材等行业的燃煤锅炉是氮氧化物排放的重要来源。选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是应用最广、技术最成熟的燃煤锅炉脱硝技术，具有脱硝效率高、运行稳定可靠、选择性好等诸多优点，在实际应用中占有率达到90％以上。NH₃为目前SCR技术中应用最为普遍的还原剂，SCR的技术特点决定了脱硝设备出口将不可避免的存在未充分反应的NH₃，即氨逃逸。若烟气中存在硫氧化物，逃逸的NH₃易在尾部烟道与其反应生成黏结性较强的硫酸铵/硫酸氢铵，从而造成尾部烟道腐蚀、堵塞。如能在下游设备(袋式除尘器)中再次耦合SCR催化脱硝材料，在适宜的温度窗口实现逃逸NH₃与未还原NO_x的进一步反应，则有望在有效处理逃逸NH₃的同时，进一步提高系统脱硝效率。

在燃煤烟气后处理领域，袋式除尘器由于具备除尘效率高、二次污染小、干料易回收等性能，在国内外的应用越来越广，约占市场应用除尘设备的80％。袋式除尘器对除尘滤料纤维的需求巨大，尤其是多功能复合纤维具有广阔的市场前景。我国对各行业燃煤锅炉排放提出了更高要求，钢铁、水泥、玻璃、陶瓷等行业燃煤锅炉是大气污染的主要来源，亦是治理重点，我国钢铁年产量超过9亿吨，按照宝钢袋式除尘器配制标准核算，共计需除尘滤料6300万平方米，每年需更换滤料1800万平方米，因此，除尘滤料纤维市场前景尤其被看好。袋式除尘器多布置于SCR装置之后，根据锅炉类型及应用领域差异，其运行温度窗口常在150～250℃之间，与常见的低温SCR技术应用窗口近似，如能在此处实现低温SCR催化材料与除尘滤料纤维的高效耦合，将有效解决上述氨逃逸问题并大幅提高系统脱硝效率。

近年来，Mn、Ce、Zr等的氧化物用作低温SCR催化剂活性物种的相关研究得到了国内外学者的广泛关注，但相关载体的选择多以TiO₂、Al₂O₃、活性炭等固体材料为主。没有Mn、Ce、Zr等的氧化物与除尘滤料纤维的耦合的相关报道。

发明内容

专利CN104941319A、CN103252135A、CN105315000A中均采用活性氧化物种直接浸渍负载方法制备复合滤料，然而本发明的发明人通过研究发现采用上述直接浸渍方法将Mn、Ce、Zr等的氧化物与纤维进行耦合制备的纤维滤料，其活性组分与纤维粘结不牢固，容易粉化脱落，工业生产难度较大。

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种用于SCR除尘脱硝的复合滤料纤维的制备方法，能够使Mn、Ce、Zr的的氧化物与纤维牢固粘结，由该纤维织成的双功能复合滤料可实现捕集颗粒物的同时脱除燃煤烟气中NO_x。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：