[发明专利]一种选择性热烧结成型3D打印脱汞袋笼及其制备方法

说明书

本发明公开了一种选择性热烧结成型3D打印脱汞袋笼及其制备方法，以脱汞催化粉体、聚四氟乙烯粉末、纳米二氧化硅、聚酰亚胺粉末、双十二碳醇酯、领苯二甲酸二辛脂为原料，经球磨、熔融、搅拌、挤出造粒后获得3D打印用材料，通过选择性热烧结3D打印技术制备脱汞袋笼。本发明跳出滤袋脱汞的框架，转变思路，将功能和主体有机结合在一个主体上，采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上，制备出具有脱汞功能的袋笼，催化剂负载量大，催化剂在袋笼中分布均匀，袋笼上布满微孔，提高袋笼与烟气的接触面积，与常规袋笼相比，本发明对滤袋的支撑更加充分且均匀，进一步降低了滤袋表面的受力，延长了滤袋的寿命，便于工业化规模生产，工程应用价值高。

技术领域

本发明属于燃煤烟气净化技术领域，具体涉及一种选择性热烧结成型3D打印脱汞袋笼及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家对环保的重视，燃煤烟气脱汞受到了广泛关注。国家、地区和行业都颁布了相应的燃煤锅炉大气污染物排放标准，对汞的排放浓度均提出了约束性指标(50ug/m³/GB13271-2014,8ug/m³/DB50/659-2016,30ug/m³/DB31/387-2017,8ug/m³/DB31/860-2014)。因此，研究燃煤烟气脱汞技术具有重要意义。

SCR脱汞是利用SCR催化剂将烟气中难除去的元素汞(Hg⁰)催化氧化为易捕集的离子汞(Hg²⁺)，再利用现有污染物控制设备(除尘器和脱硫塔)除去离子汞，从而实现烟气脱汞。与已在国外燃煤锅炉获得工程应用的活性炭喷射法相比，该法脱汞成本低、工艺简单、更适合我国燃煤锅炉的环保改造。SCR脱汞的实现途径主要有两种：一种是研制专门的SCR脱汞催化剂(蜂窝状和板式)借助SCR脱汞工艺进行汞氧化；另一种是制备脱汞滤袋，借助布袋除尘工艺进行汞氧化。前者主要适合燃煤锅炉，后者适合工业锅(窑)炉。

目前，脱汞滤袋的制备方法有两种：(1)热压法先制备含有脱汞催化剂多孔膜，然后通过热压工艺将多孔膜固定在常规滤料表面，形成脱汞滤袋(CN110215768A、CN108525514A和CN110124534A)；(2)浸渍法将脱汞催化剂或其前驱体配制成溶(乳)液作为浸渍液，浸渍常规滤袋，然后干燥、煅烧形成脱汞滤袋(CN108926911A、CN109224635A和CN109603306A)。这两种方法存在如下缺点：前者所制备的脱汞滤袋中催化剂负载量通常较小且滤袋阻力较大；后者所得滤袋中催化剂在滤袋上分布的均匀性以及与滤袋结合的牢度都较差。上述缺点均影响脱汞滤袋的实际应用效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种选择性热烧结成型3D打印脱汞袋笼及其制备方法，跳出滤袋脱汞的框架，转变思路，采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上，制备出具有脱汞功能的袋笼，催化剂负载量大，催化剂在袋笼中分布均匀。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种选择性热烧结成型3D打印脱汞袋笼的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量计，将30～55份脱汞催化剂粉末、20～45份聚四氟乙烯粉末、10～20份聚酰亚胺粉末、0.5～4份双十二碳醇酯、5～10份纳米二氧化硅混合后，进行球磨，然后经过熔融处理得到物料，然后在该物料中加入0.2～4份邻苯二甲酸二辛酯，搅拌后挤出造粒，得到用于3D打印的打印材料；

(2)创建脱汞袋笼的三维模型，脱汞袋笼主体为一个设置有微孔的直筒，直筒底部也设置微孔，设置微孔尺寸和间距；

(3)对步骤(2)所得脱汞袋笼三维模型进行切片处理，设置层高和壁厚,得到可执行打印的脱汞袋笼三维模型；

(4)采用选择性热烧结方法，首先将步骤(1)打印材料通过铺粉辊均匀铺设在操作台，同时操作台进行预热，然后设置打印头移动速度和功率后，按照步骤(3)所述可执行打印的脱汞袋笼三维模型进行3D打印；