【摘 要】
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工业生产中排放大量高温烟气,烟气中的粉尘颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）对空气质量和人体健康造成严重危害。以针刺毡为核心的袋式除尘技术是目前主要的高温领域除尘技术,但普通针刺毡对粒径较小的颗粒物过滤效率很低,且现有的针刺毡大多不具备脱硝功能,提高针刺毡的过滤性能以及研发除尘脱硝一体化功能滤料具有实际意义。因此,本文针对以上问题以聚四氟乙烯（PTFE）/聚苯硫醚（PPS）针刺毡（以下简称为NF）为
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工业生产中排放大量高温烟气,烟气中的粉尘颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）对空气质量和人体健康造成严重危害。以针刺毡为核心的袋式除尘技术是目前主要的高温领域除尘技术,但普通针刺毡对粒径较小的颗粒物过滤效率很低,且现有的针刺毡大多不具备脱硝功能,提高针刺毡的过滤性能以及研发除尘脱硝一体化功能滤料具有实际意义。因此,本文针对以上问题以聚四氟乙烯（PTFE）/聚苯硫醚（PPS）针刺毡（以下简称为NF）为研究对象,按照提高过滤性能和制备脱硝功能滤料为路线,开展了以下工作:首先,为提高NF的过滤效率,不同质量分数的芳纶纳米纤维（ANF）分散液通过涂覆方式引入到针刺毡内部,制备微纳结构的NF/ANF复合针刺毡,对其各项性能进行研究。结果表明:与原毡相比,NF/ANF的热稳定性和力学性能几乎没有影响,其对不同粒径的颗粒物过滤效率明显提高,尤其是对粒径为1.25μm的颗粒物过滤效率提高了37.9%,过滤阻力仅少量增加。通过过滤后样品的电镜照片发现纳米纤维膜在过滤过程中发挥主要的作用,较好的实现了高效率、低阻力的效果。其次,为探讨不同工艺下NF负载催化剂的影响,以原毡、浸渍毡和覆膜毡为基材,通过浸渍法负载Mn-Ce-Ox催化剂。通过实验发现:原毡负载催化剂后性能影响不大;浸渍毡负载催化剂后结合牢度差、平均孔径和透气性能变大、过滤效率明显降低,这主要是因为催化剂的存在破坏了PTFE乳液,使得PTFE乳液失活;覆膜毡负载催化剂后过滤阻力增大较多。因此认为原毡是最佳的催化剂负载基材。另外,为进一步提高脱硝率,以NF原毡为研究对象,选取催化剂与针刺毡质量比为0.8、1.0和1.2,通过氧化还原共沉淀法负载三元Mn-Ce-Fe-Ox催化剂制备新型脱硝功能滤料。结果表明:催化剂在针刺毡内部及表面均有分布,XRD结果显示催化剂以弱结晶形式存在,负载催化剂后复合滤料的机械性能有所降低,通过脱硝测试发现在温度为220℃时,0.8Mn-Ce-Fe-Ox/NF、1.0Mn-Ce-Fe-Ox/NF、1.2Mn-Ce-Fe-Ox/NF的脱硝率分别为76.43%、79.52%、82.6%,同时1.2Mn-Ce-Fe-Ox/NF的过滤性能弱于1.0Mn-Ce-Fe-Ox/NF,因此从成本及性能各方面考虑,确定1.0Mn-Ce-Fe-Ox/NF为最佳比例的脱硝滤料;同时,为比较脱硝稳定性,在220℃下连续运行6 h,发现氧化还原共沉淀法制备的功能滤料具有更好的负载牢度及脱硝稳定性,同时也说明三元催化剂的脱硝效果优于二元催化剂。
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