一种除尘脱硝一体化过滤袋的制作方法

1.本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种除尘脱硝一体化过滤袋。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.煤炭、石油等化石燃料的巨量燃烧导致大量灰尘颗粒和no
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直接进入大气，污染大气环境。燃烧废气通过具有吸附和催化作用的过滤袋进行处理后进行排放。传统的过滤袋不仅只有除尘的作用，并且效率低，这使得传统的过滤袋不能满足企业使用需求。现有的过滤袋虽然附上了催化剂进行no
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的催化和还原作用。但是过滤袋的除尘脱硝能力较低无法达到更好的脱硝效率，所以燃烧废气通过后还有较多的no
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，无法达到高效的脱硝效果。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种除尘脱硝一体化过滤袋。
5.为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
6.第一方面，一种除尘脱硝一体化过滤袋，包括：
7.过滤袋，袋体侧壁沿着剖面方向由外至内依次设置的第一过滤层、支架、第二过滤层、吸附催化层；
8.所述吸附催化层由支撑层状结构和支撑结构上负载的脱硝催化剂组成，所述脱硝催化剂为ceo2/coo/mno2复合脱硝催化剂，所述脱硝催化剂为棒状结构，其中二氧化锰为纳米棒结构，ceo2和coo负载在二氧化锰的纳米棒结构上。
9.本发明所涉及到的多功能过滤袋，能够具有99％的除尘效率，no
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的吸附转化率能够达到95％以上。吸附催化层的脱硝催化剂能够更好的与no
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产生吸附和催化的作用，纳米棒状结构的二氧化锰，可以更好的吸附no
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和提供更多的活性位点，有效的提高脱硝效率，从而在短的吸附时间内，在180-190℃的温度下脱硝效率高达95％以上。
10.ceo2的加入可以增强催化剂的储氧能力和表面酸性，促进nh3在催化剂表面的吸附和活化，从而大幅度提高催化剂的低温脱硝活性。
11.在本发明的一些实施方式中，脱硝催化剂中ceo2、coo、mno2质量比为0.4-0.6：0.4-0.6：1.9-2.1。
12.在本发明的一些实施方式中，吸附催化层的支撑层状结构为聚四氟乙烯材质的膜状结构。
13.在本发明的一些实施方式中，吸附催化层的厚度为0.1-0.2mm。
14.在本发明的一些实施方式中，第一过滤层为聚四氟乙烯(ptfe)覆膜布，第一过滤层的厚度为1-2mm。第一过滤层起到主要过滤废气中的灰尘颗粒的作用。
15.在本发明的一些实施方式中，支架为钢结构支架或硬质塑料支架。钢结构支架可以为不锈钢支架，具体可以为304不锈钢。支架提供过滤袋的刚性结构，在燃烧尾气经过过滤袋时，能够维持整体结构的刚性强度。具有优良的耐磨、耐蚀、抗震性能。
16.在本发明的一些实施方式中，支架为圆筒型结构骨架，过滤袋的一端开口，一端封口。燃烧尾气通过支架的侧壁进入到过滤袋的内部，然后从开口端排出。
17.在本发明的一些实施方式中，第二过滤层为无碱玻璃纤维膨体纱过滤布，第二过滤层的厚度为0.3-0.8mm。第二过滤层起到废气中的细小颗粒的作用，同时减小风速，让废气更加充分的经过吸附催化层。
18.在本发明的一些实施方式中，过滤袋设置开口端，在开口端设置振动仪。可以通过不锈钢金属支架带动ptfe覆膜布一起振动，将吸附的灰尘颗粒抖落，无需清洗和更换，保证工作效率，延长使用寿命。
19.第二方面，上述脱硝催化剂的制备方法，所述方法为：
20.将硫酸锰、高锰酸钾、水混合得到第一混合液；
21.将第一混合液进行热处理得到第一沉淀物；
22.将第一沉淀物、铈盐、钴盐、水混合得到第二混合液；
23.将第二混合液烘干得到第二沉淀物；
24.将第二沉淀物煅烧得到脱硝催化剂。
25.所述制备方法，通过第一混合液中硫酸锰和高锰酸钾在热处理过程中发生反应生成纳米棒状的二氧化锰。纳米棒状的二氧化锰通过与铈盐、钴盐的混合烘干将铈盐、钴盐均匀的负载在纳米棒状二氧化锰的表面。然后通过煅烧成型得到最后的脱硝催化剂。
26.在本发明的一些实施方式中，第一混合液中硫酸锰、高锰酸钾、水的质量比为1.2～1.3：0.4～0.6：80～100。
27.在本发明的一些实施方式中，第一混合液热处理的温度为100～150℃下，热处理10～14h；进一步，热处理的温度为110～130℃。
28.在本发明的一些实施方式中，第一沉淀物、铈盐、钴盐和水质量比为：0.4～0.5：1.1～1.4：0.6～1：80～100。
29.在本发明的一些实施方式中，第二混合液的烘干温度为100-140℃；进一步为120-130℃。
30.在本发明的一些实施方式中，第二沉淀物的煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为1.5-5h；进一步，第二沉淀物的煅烧温度为450～550℃，煅烧时间为2-4h；更进一步，煅烧温度为500℃，煅烧时间为3h。
31.本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
32.本发明涉及的过滤袋袋体侧壁沿着剖面方向由外至内依次设置的第一过滤层、支架、第二过滤层、吸附催化层。提供了一种刚性的过滤结构，在废气的过滤处理中可以长期使用。
33.本发明的过滤袋结构能够充分过滤废气中的灰尘颗粒，可以高效去除燃烧废气中的no
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。过滤袋除尘效率为99％以上，no转化率为95％以上。
附图说明
34.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
35.图1为本发明实施例1的过滤袋的整体结构示意图；
36.图2为本发明实施例1的过滤袋正面剖视图；
37.图3为本发明实施例1的过滤袋俯视图；
38.图4为本发明实施例3，500℃下制备的脱硝催化剂ceo2/coo/mno2的xrd图；
39.图5为本发明实施例3，500℃下制备的脱硝催化剂ceo2/coo/mno2的扫描电镜图；
40.图6为本发明实施例不同煅烧温度制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂的脱硝效率图。
41.其中，1、开口，2、吸附催化层，3、第二过滤层，4、支架，5、第一过滤层，6、振动仪。
具体实施方式
42.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
43.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下面结合实施例对本发明进一步说明
44.实施例1
45.一种除尘脱硝一体化多功能过滤袋包括：袋体侧壁沿着剖面方向由外至内依次设置的第一过滤层5、支架4、第二过滤层3、吸附催化层2；所述吸附催化层2由支撑层状结构和支撑结构上负载的脱硝催化剂组成，所述脱硝催化剂为ceo2/coo/mno2复合脱硝催化剂，所述脱硝催化剂为棒状结构，其中二氧化锰为纳米棒结构，ceo2和coo负载在二氧化锰的纳米棒结构上，ceo2、coo和mno2的质量比为0.5：0.5：2。
46.吸附催化层2的支撑层状结构为聚四氟乙烯材质的膜状结构。ptfe膜是存在通孔的，ptfe在滤袋表面，不会将滤袋通孔堵死。
47.吸附催化层2的厚度为0.15mm，其中，聚四氟乙烯的厚度为0.05mm，脱硝催化剂层的厚度为0.1mm。
48.第一过滤层5为聚四氟乙烯(ptfe)覆膜布，覆膜布上分布有通孔，第一过滤层的厚度为2mm。
49.支架为钢结构支架或硬质塑料直接等。
50.支架4为圆筒型结构，圆筒型支架的一端开口，一端封口。
51.第二过滤层3为无碱玻璃纤维膨体纱过滤布，第二过滤层3的厚度为0.5mm。
52.过滤袋设置开口端，在开口端设置振动仪6。
53.实施例2
54.ceo2/coo/mno2脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
55.(1)将一水硫酸锰和高锰酸钾共同加入去离子水中搅拌、超声处理，制备第一混合液。硫酸锰、高锰酸钾和去离子水溶液的添加比例为1.2g：0.4g：85ml。
56.(2)将步骤(1)的第一混合液在110℃下水热处理12h，得到第一沉淀物。
57.(3)将步骤(2)的第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水混合，制备第二混合液。第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水0.4g：1.2g：0.7g：85ml。
58.(4)将步骤(3)的第二混合液110℃烘干得第二沉淀物。
59.(5)将步骤(4)的第二沉淀物在450℃下煅烧，得到ceo2/coo/mno2脱硝催化剂。
60.实施例3
61.(1)将一水硫酸锰和高锰酸钾共同加入去离子水中搅拌、超声处理，制备第一混合液。硫酸锰、高锰酸钾和去离子水溶液的添加比例为1.2g:0.5g:90ml。
62.(2)将步骤(1)的第一混合液在120℃下水热处理12h，得到第一沉淀物。
63.(3)将步骤(2)的第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水混合，制备第二混合液。第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水0.45g：1.3g:0.8g:90ml。
64.(4)将步骤(3)的第二混合液120℃烘干得第二沉淀物。
65.(5)将步骤(4)的第二沉淀物分三组，第一组在400℃下煅烧，第二组在500℃下煅烧，第三组在600℃下煅烧，分别得到ceo2/coo/mno2脱硝催化剂。
66.实施例4
67.(1)将一水硫酸锰和高锰酸钾共同加入去离子水中搅拌、超声处理，制备第一混合液。硫酸锰、高锰酸钾和去离子水溶液的添加比例为1.3g：0.6g：90ml。
68.(2)将步骤(1)的第一混合液在130℃下水热处理12h，得到第一沉淀物。
69.(3)将步骤(2)的第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水混合，制备第二混合液。第一沉淀物、六水硝酸铈、六水硝酸钴和去离子水0.5g：1.4g：0.9g：95ml。
70.(4)将步骤(3)的第二混合液130℃烘干得第二沉淀物。
71.(5)将步骤(4)的第二沉淀物在550℃下煅烧，得到ceo2/coo/mno2脱硝催化剂。
72.对比例1
73.与实施例3的不同之处为：步骤(3)中不加入六水硝酸钴。其它制备方法与实施例3相同，得到ceo2/mno2脱硝催化剂。
74.对比例2
75.与实施例3的不同之处为：步骤(1)中，以乙酸锰和水杨酸为原料，采用流变相法制备并经洗涤、干燥、煅烧后得到颗粒状的二氧化锰。其他步骤均与实施例3相同。
76.对比例3
77.与实施例3的不同之处为：步骤(3)中不加入六水硝酸铈。其它制备方法与实施例3相同，得到coo/mno2脱硝催化剂。
78.性能测试
79.(1)对实施例3，500℃下制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂测试xrd，结果如图4所示，从图中可以看出：制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂的xrd衍射峰均与mno2相对应，证明了mno2的成功制备。
80.(2)对实施例3，500℃下制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂微观形貌观察，结果如图5所示，从图中可以看出：制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂是微观形貌为棒状，棒状的ceo2/
coo/mno2脱硝催化剂具有更大的比表面积和更多的活性位点，有利于反应气体的吸附和活化，从而具有更高的脱硝效率。
81.(3)将实施例2-4和对比例1-3得到的脱硝催化剂用于制备得到实施例1的过滤袋(通过ptfe将催化剂粘附在滤袋上)，分别进行在废气脱硝测试。通入流量为100ml/min模拟烟气，模拟烟气中o2的体积浓度为5％，no体积浓度为1％，nh3体积浓度为1％，n2作平衡气体，脱硝催化剂用量为0.1ml。
82.实施例3中在不同煅烧温度下制备的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂脱硝实验测试，结果如图6所示，从图中可以看出：制得的ceo2/coo/mno2脱硝催化剂在240℃下no
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的转化率高达96％，除尘效果达到99％。其中，煅烧温度为500℃下制备的脱硝催化剂，在210℃左右的脱硝转化率即可达到最佳，可以实现低温催化脱硝。远高于普通的脱硝催化剂。
83.对比例1、对比例2和对比例3的脱硝效率为75％、81％和72％。
84.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。