一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法。水泥行业用气凝胶脱硝滤料，包括机织布基材和附着在机织布基材上的SiO2气凝胶。本发明专利技术水泥行业用气凝胶脱硝滤料，具备比表面积高，孔径小，除尘效率高，吸附NOx能力强的特性，可实现对水泥行业NOx的减排，满足环保要求，成本低，投资小，对环保具有重大意义。

Air gel denitration filter material for cement industry and preparation method thereof

The present invention discloses an air gel denitration filter material for cement industry and its preparation method. The aerogel de filtration materials used in cement industry include woven fabric substrate and SiO2 aerogel attached to the woven fabric substrate. The aerogel denitration filter material for cement industry has the characteristics of high specific surface area, small pore size, high dust removal efficiency and strong NOx adsorption ability, which can realize the emission reduction of NOx in cement industry, meet the requirements of environmental protection, low cost and small investment, and has great significance for environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法
本专利技术涉及一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法，气凝胶脱硝领域。
技术介绍
水泥窑烧成过程中，产生大量的NOx，水泥工业氮氧化物的排放量约占全国工业氮氧化物排放总量的10％。《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定，现有企业和新建企业的水泥窑系统氮氧化物的排放限值为400mg/m3，重点地区水泥窑系统氮氧化物的排放限值为320mg/m3。江苏省环保厅通知水泥行业2019年6月1日前氮氧化物排放不高于100mg/m3。在我国水泥行业，SNCR脱硝技术是一种主流烟气脱硝技术，较高的氨逃逸率是限制SNCR脱硝技术发展的因素之一，逃逸的NH3不仅会使烟气中的粉尘容易沉积在余热锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH3遇到SO3会产生(NH4)2SO4，易造成余热锅炉堵塞，并有遭受腐蚀的危险。近几年来，选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快，SCR脱硝技术具有较高的反应效率，减排效果高达80％以上，但SCR脱硝技术需要使用和消耗价格昂贵的金属催化剂。与电力行业相比，由于水泥生产企业废气的粉尘浓度很高，碱金属含量很高，易使催化剂中毒和堵塞，一次性投资成本和运行成本均较高。传统的脱硝技术已经不能满足环保要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决水泥行业NOx的减排问题，满足环保指标要求，提供一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料，包括机织布基材和附着在机织布基材上的SiO2气凝胶，其中，机织布基材上SiO2气凝胶附着率为2-30wt％。本申请的气凝胶脱硝滤料，过滤烟尘的同时吸附NOx，净化效率高，脱除精度深，成本低。为了提高脱销效率，优选，机织布基材由纬向膨化的经纬纱织造而成，经纱支数是纬纱支数的2-8倍。进一步优选，纬纱膨化时，空气压力为2～8kg，超喂率为30～95％，湿度为20～80％。为了兼顾滤料的使用寿命和脱硝除灰效率，机织布基材所用纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、PTFE纤维或芳纶纤维中的至少一种；机织布基材织造成型后，依次进行表面化学处理和烘干处理，表面化学处理所用化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液12-30wt％、耐高温硅油1-10wt％和余量的去离子水。上述表面化学处理为将化学处理液浸渍在机织布基材表面，然后烘干即可。为了进一步保证滤料的使用性能，将表面化学处理后的机织布基材在烘培时间2-10min，温度为120℃-280℃的条件下烘干。为了能让脱硝除灰效率最大化，水泥行业用气凝胶脱硝滤料的透气率为1-20cm/s，孔径为2nm-50μm。为了保证吸附效果，SiO2气凝胶为将SiO2湿凝胶用正己烷和异丙醇置换修饰所得，其中，正己烷与SiO2湿凝胶中水的体积比为1：0.1-0.5，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：0.1-2。上述水泥行业用气凝胶脱硝滤料的制备方法，包括如下步骤：A、将机织布基材浸渍于SiO2湿凝胶中，湿凝胶的温度为20℃-80℃；B、将步骤A所得的物料中加入正己烷混匀；C、将步骤B中的机织布基材取出，放入异丙醇中浸渍，然后在20℃-120℃下烘干，制得水泥行业用气凝胶脱硝滤料。为了保证脱硝除灰效率，SiO2湿凝胶由质量比为1：(2～10)：(2～10)的硅溶胶、异丙醇和水制备而成。步骤A中，SiO2湿凝胶由质量比为1：(2～10)：(2～10)的硅溶胶、异丙醇和水制备而成；步骤B中，正己烷与SiO2湿凝胶中水的体积比为1：(0.1-0.5)；步骤C中，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：(0.2-2)。SiO2湿凝胶以市售硅溶胶为硅源，将硅溶胶、异丙醇和水常温搅拌即得SiO2湿凝胶。本专利技术未特别说明的技术均参照现有技术。本专利技术水泥行业用气凝胶脱硝滤料，具备比表面积高，孔径小，除尘效率高，吸附NOx能力强的特性，可实现对水泥行业NOx的减排，满足环保要求，成本低，投资小，对环保具有重大意义。具体实施方式下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1机织布基材采用经纬纱织造而成。纬纱支数是经纱的2倍。纬向膨化时，空气压力为6kg，超喂率为80％，湿度为40％。机织布采用玻璃纤维机织布(750型，四川玻璃有限公司)，机织布制成后，进行化学处理，化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液(纺织用浓缩分散液，固含量60％，中昊晨光化工研究院有限公司)12％、耐高温硅油285(济南鑫旗业化工有限公司)2％，余量为去离子水，将化学处理液浸渍在机织布基材表面，然后烘干即可，烘干为温度150℃下烘干1min、260℃下烘干2min、150℃下烘干1min。处理液用量为机织布(处理液喷涂前)质量的8％。以硅溶胶为硅源(cs-20，浙江宇达化工有限公司)，将硅溶胶与异丙醇、水按照2：4：4的质量比例混合，常温搅拌，制备出SiO2湿凝胶。将机织布加入湿凝胶中，水浴温度80℃，然后加入正己烷混匀，正己烷与SiO2湿凝胶中水的体积比为1：0.2，再将机织布取出放入异丙醇中浸渍，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：1，然后60℃烘干，即得。实施例2机织布基材采用玻璃纤维机织布(750型，四川玻璃有限公司)，纬向膨化，纬纱支数是经纱的1.3倍。膨化纱制备时，空气压力为6kg，超喂率为70％，湿度为40％。机织布制成后，进行化学处理，化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液(纺织用浓缩分散液，固含量60％，中昊晨光化工研究院有限公司)30％、耐高温硅油285(济南鑫旗业化工有限公司)1％，余量为去离子水，将化学处理液浸渍在机织布基材表面，然后烘干即可，烘干为温度150℃下烘干2min、200℃下烘干3min、150℃下烘干3min。处理液用量为机织布(处理液喷涂前)质量的5％。以市售硅溶胶为硅源(cs-20，浙江宇达化工有限公司)，将硅溶胶与异丙醇、水按照1：5：4的质量比例混合，常温搅拌，制备出SiO2湿凝胶。将机织布加入湿凝胶中，水浴温度60℃，然后加入正己烷混匀，正己烷与SiO2湿凝胶中水的体积比为1：0.3，再将机织布放入异丙醇中浸渍，异丙醇与湿凝胶的体积比为1：1.5，然后120℃烘干，即得。实施例3机织布基材采用PTFE纤维和玻璃纤维机织布(750型，四川玻璃有限公司)，PTFE纤维与玻璃纤维的支数比为1：2，纬向膨化，纬纱支数是经纱的1.5倍。膨化纱制备时，空气压力为4kg，超喂率为50％，湿度为60％。机织布制成后，进行化学处理，化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液(纺织用浓缩分散液，固含量60％，中昊晨光化工研究院有限公司)16％、耐高温硅油285(济南鑫旗业化工有限公司)3％，余量为去离子水，将化学处理液浸渍在机织布基材表面，然后烘干即可，烘干为温度150℃下烘干2min、220℃下烘干2min、150℃下烘干2min。处理液用量为机织布(处理液喷涂前)质量的3％。以市售硅溶胶为硅源(cs-20，浙江宇达化工有限公司)，将硅溶胶与异丙醇、水按照1：4：5的质量比例混合，常温搅拌，制备出SiO2湿凝胶。将机织布加入湿凝胶中，水浴温度60℃，然后加入正己烷混匀，正己烷与SiO2湿凝胶中水的体积比为1：0.4，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：包括机织布基材和附着在机织布基材上的SiO2气凝胶，其中，机织布基材上SiO2气凝胶附着率为2‑30wt％。

【技术特征摘要】
1.一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：包括机织布基材和附着在机织布基材上的SiO2气凝胶，其中，机织布基材上SiO2气凝胶附着率为2-30wt％。2.如权利要求1所述的水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：机织布基材由纬向膨化的经纬纱织造而成，经纱支数是纬纱支数的2-8倍。3.如权利要求2所述的水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：经纬纱膨化时，空气压力为2～8kg，超喂率为30～95％，湿度为20～80％。4.如权利要求1-3任意一项所述的水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：机织布基材所用纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、PTFE纤维或芳纶纤维中的至少一种；机织布基材织造成型后，依次进行表面化学处理和烘干处理，表面化学处理所用化学处理液由如下组分组成：聚四氟乙烯乳液12-30wt％、耐高温硅油1-10wt％和余量的去离子水。5.如权利要求4所述的水泥行业用气凝胶脱硝滤料，其特征在于：将表面化学处理后的机织布基材在烘培时间2-10min，温度为120℃-280℃的条件下烘干。6.如权利要求1-3任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：范凌云，黎鹏，余佳彬，郭晓蓓，张振，尹奕玲，费传军，王屹，周诚，陈昊光，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32