本實(shí)驗用低溫錳系催化劑活性液原液對P84/Nomex復(fù)合濾料進(jìn)行浸軋?zhí)幚碇苽涑鲐?fù)載錳基低溫脫硝催化劑的功能濾料，這種方法操作簡單，脫硝除塵效果好，大大節(jié)約了設(shè)備成本，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣意義。為充分掌握該功能性濾料的性能，采用掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）對試樣進(jìn)行成分和形貌分析；采用濾料強(qiáng)度測試對試樣除塵性能進(jìn)行研究；通過催化劑活性評價裝置對試樣進(jìn)行脫硝活性分析；并與未浸漬催化劑活性液的濾料作對比。

1、前言

近幾年，我國經(jīng)常出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，污染物排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，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”粗放發(fā)展模式還未有徹底改善，污染物排放遠(yuǎn)超環(huán)境的自我清理能力，已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)，污染治理刻不容緩。

大氣污染物主要來自燃煤電廠、水泥廠、垃圾焚燒等燃料的燃燒，其中污染產(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。一般這三種裝置都只是單獨(dú)凈化一類污染物，而這種由單一功能設(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、資金投入大、運(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。袋式除塵器是一種的除塵技術(shù)，在我國水泥行業(yè)受到廣泛應(yīng)用，主要用來補(bǔ)集細(xì)小、干燥的非纖維性粉塵。低溫NH3-SCR技術(shù)是一種有潛力的水泥煙氣脫硝技術(shù)，目前被很多生產(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(dá)到除塵脫硝兩用的效果，更重要的是可以節(jié)省大量的人力、物力資源。

P84/Nomex除塵濾料具有耐腐蝕性優(yōu)異，耐磨性好，易清灰，過濾精度高等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛適用于大型水泥窯頭、窯尾除塵。選用的P84/Nomex除塵濾料，高使用溫度不能超過250℃，故不能采用煅燒前驅(qū)體的方法制備脫硝催化劑方法；高溫濾料實(shí)際應(yīng)用工況溫度為130℃-220℃，因此選用負(fù)載錳基低溫催化劑較為合適。本文通過等體積浸漬，氧化還原法制備出負(fù)載錳基低溫脫硝催化劑的功能濾料。

2、實(shí)驗部分

2.1實(shí)驗原料及藥品

Nomex/P84復(fù)合濾料、錳系催化劑活性液。

2.2實(shí)驗儀器

超聲 波震蕩儀、烘箱、催化劑活性評價裝置、分析天平、AFC-133濾料測試臺、透氣量測試儀。

2.3P84/Nomex復(fù)合濾料的制備

將P84纖維和Nomex纖維按照3:7的重量比例混合，通過開松、混合、梳理、鋪網(wǎng)、并網(wǎng)并加入基布進(jìn)行針 刺等工藝處理后，有半成品針 刺氈；再進(jìn)行軋光、燒毛、熱定型等處理工藝后，有了P84/Nomex復(fù)合濾料。

2.4負(fù)載錳基低溫脫硝催化劑的功能濾料制備

剪取直徑為50mm圓餅狀耐高溫濾布，用一定質(zhì)量的錳前驅(qū)體溶液作為浸漬液，等體積浸漬；按理論負(fù)載量分別稱取高錳酸鉀固體粉末，溶解。然后將高錳酸鉀溶液緩慢倒入浸沒濾布，輕輕翻面，使其均勻反應(yīng)，靜置3h后取出濾布，用去離子水清洗，直至溶液不再變色，濾料表面水溶液為中性，高錳酸鉀洗凈為止。放入烘箱中110℃干燥6h待測試用。

2.5試樣的性能表征

濾料斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率測試：將制備好的濾料裁剪成5*20cm形狀，測試濾料斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率改變情況；SEM和XRD表征：負(fù)載錳氧化物前/后濾料及催化劑的表面形貌和結(jié)構(gòu)分析；催化劑活性評價：復(fù)合濾料的脫硝性能在自 制管式SCR反應(yīng)器中進(jìn)行評價。模擬煙氣的組成為600ppmNH3、600ppmNO和3O2，總流速為350ml/min，設(shè)計反應(yīng)溫度區(qū)間為70-220℃。反應(yīng)器尾管進(jìn)出口氣體濃度由Testo350-XL煙氣分析儀進(jìn)行在線檢測。

3、結(jié)果與討論

3.1濾料的常規(guī)性能分析

通過測試結(jié)果可以看出，浸漬前后，除了克重有提升以外，透氣量基本保持不變。

將濾料裁剪成5*20cm形狀試驗，分別測試兩種情況濾料斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率改變情況。

結(jié)果表明，隨著高錳酸鉀用量越多，濾料斷裂強(qiáng)力降低，約為1.8左右；斷裂伸長率增加，約為14左右。從而得出：實(shí)際負(fù)載量對改性濾料的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率不會產(chǎn)生致命性性能影響。

3.2濾料的過濾性能分析

采用AFC-133濾料測試臺對浸漬催化劑活性液的P84/PTFE復(fù)合濾料進(jìn)行過濾效率的測試。隨著測試的進(jìn)程，濾料的壓差平穩(wěn)上升，且終壓差為150Pa。該濾料的過濾效率為99.995，完全能夠滿足水泥行業(yè)對排放濃度的要求。