本发明涉及烟气净化领域，具体涉及过滤毡的制备，尤其是涉及一种用于烟气除尘净化的过滤毡及制备方法。
背景技术：
目前，雾霾的形成与燃煤电站、燃煤工业锅炉、燃煤炉窑等烟气排放污染密切相关。因此，燃煤烟气污染控制是控制大气环境污染的重要途径，其产生的氮氧化物的污染是酸雨、雾霾性形成的主因，也是危害环境和人体健康的重要因素，因此对燃煤烟气中氮氧化物的净化处理迫在眉睫。
目前对氮氧化物的污染控制已有大量技术应用，主要分为两类：炉内控制（燃烧控制技术）和炉外控制技术（燃烧后控制技术）。炉内控制主要包括低氮氧化物燃烧技术（低过量空气燃烧、燃气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧）和sncr烟气脱硝技术以及炉内催化燃烧等；燃烧后控制技术包括：湿法脱硝、scr、电子束脱硝等。由于炉内脱硝最多可以提供50%～60%的脱硝效率，因此不能满足日趋严格的排放标准，因此，目前脱硝大都采用燃烧后控制，其主流技术多采用选择性催化还原法来降低氮氧化物的污染。而催化还原的材料和结构研究成为关键。
专利申请号201510789500.2公开了一种用于燃煤烟气脱硝的固体催化剂，所述催化剂由五氧化二钒、四氧化三铁和二氧化钛组成。与现有选择性还原脱氮的催化剂相比，该发明的催化剂脱氮效率高，且资源丰富，适应性好，氮脱出率可达到95%以上。
专利申请号201510969485.x公开了一种燃煤烟气脱硝脱汞催化剂及其制备方法和应用，催化剂主要是以凹凸棒土作为载体，通过负载三氧化钼和介孔金属氧化物tox所形成的复合催化剂。相对于现有技术，该发明提出将采用改性scr催化剂负载于凹凸棒土并将之用于燃煤烟气脱硝脱汞；用廉价的凸棒土代替昂贵的活性炭、二氧化钛等作为催化剂的载体；该催化剂在低温区域脱硝脱汞效率高；该催化剂脱硝脱汞时可利用scr脱硝设备，降低了设备成本。
专利申请号201510789500.2公开了一种燃煤烟气除尘脱硫脱硝复合工艺系统，它是高温烟气除尘脱硫脱硝及余热利用的成套设备，主要由陶瓷多管除尘器进行粗除尘并脱硫，陶瓷过滤膜过滤器进行深度净化除尘并脱硝，换热器利用烟气余热将冷风变成热风，进入锅炉燃烧口助燃。微孔陶瓷过滤管的制造材料是金属和非金属氧化物，本身就是催化剂本体和载体，结合高温陶瓷法在一定温度下烧结制备催化剂。它是一种高温除尘脱硫脱硝一体化技术，特别是替代电除尘器净化煤气，无爆炸危险，安全可靠，节约投资，提高热能利用，增加节能效果，设计简单，结构合理，是目前节能减排、转型升级的跨世纪中国制作品牌产品。
专利申请号201610473625.9公开了一种燃煤烟气脱硝脱硫方法，通过以下脱硫装置处理，脱硫装置包括脱硫管道，脱硫管道包括依次相连的初步过滤管、吸附过滤管和光催化净化管，初步过滤管的内壁上从烟气进口到烟气出口依次设有次氯酸钠溶液雾化喷头、氧气喷头和过硫酸铵溶液雾化喷头，次氯酸钠溶液雾化喷头平行于所述初步过滤管的内壁安装，氧气喷头倾斜向下安装，与初步过滤管的内壁呈35~55°的夹角，过硫酸铵溶液雾化喷头垂直于所述初步过滤管的内壁安装，吸附过滤管内设有贯通的蜂窝孔的板体。该发明在脱硫的同时可以完成脱硝处理，且二氧化硫的脱出率可达到99%以上，氮氧化合物的脱出率可达到90%以上。
由此可见，现有技术中应用于氮氧化物净化的还原剂，大多研究其催化效能，而忽视了微粉尘，在实际中，微粉尘自身不但是雾霾形成的污染物，而且其携带大量的氮氧化物，且结合紧密，催化剂对其催化还原效果并不明显，这类微粉尘一旦进入大气，其危害性比单纯的氮氧化物和粉尘更大，现有技术无法实现除尘脱硝一体化等问题。
技术实现要素：
为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种用于烟气除尘净化的过滤毡及制备方法，可以有效过滤烟气中的微尘，过滤后的烟气不受微尘的干扰，在负载活性剂的内层快速还原氮氧化物，实现除尘脱硝一体化高效运行，并且延长了催化剂的工作寿命。
本发明的具体技术方案如下：
一种用于烟气除尘净化的过滤毡的制备方法，所述过滤毡是由含粘接剂和发泡剂的浆料涂布于负载偏钒酸铵的二氧化硅气凝胶预烧毡的表面，经煅烧而制得，具体的制备步骤为：
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，20~30min后取出并预烧，制得厚度为2~3mm的预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，使浆料瓷化形成微孔陶瓷膜，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
优选的，所述步骤a中，加热温度为40~50℃，保温时间为10~20min。
优选的，所述步骤a中，碳纳米管22~28重量份、偏钒酸铵4~6重量份、钛白粉10~15重量份、草酸液51~64重量份。
优选的，所述步骤b中，二氧化硅气凝胶毡20~30重量份、催化活性液70~80重量份。
优选的，所述步骤b中，预烧温度为200~300℃，温度为1~2h。
优选的，所述步骤c中，粘接剂为环氧树脂粘接剂或酚醛树脂粘接剂中的至少一种。
优选的，所述步骤c中，发泡剂为碳酸氢钾、碳酸氢钠或碳酸氢钙中的至少一种。
优选的，所述步骤c中，水滑石10~12重量份、二氧化硅13~16重量份、氧化铝4~6重量份、氧化铟2~4重量份、沸石2~4重量份、天然粘土20~25重量份、水29~47重量份、粘接剂1~2重量份、发泡剂1~2重量份。
优选的，所述步骤d中，煅烧温度为800~1000℃，时间为3~5h。
本发明上述内容还提出一种用于烟气除尘净化的过滤毡，通过将偏钒酸铵负载于碳纳米管、钛白粉、二氧化硅气凝胶毡，使形成的五氧化二钒的表面积充分展露，并稳定的固定五氧化二钒。进一步，在预烧毡表面涂覆浆体烧制瓷化，水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土在发泡剂作用下瓷化后形成微孔陶瓷膜，可以有效过滤烟气中的微尘，过滤后的烟气不受微尘的干扰，在负载活性剂的内层快速还原氮氧化物，实现除尘脱硝一体化高效运行，进一步延长了催化剂的工作寿命。
本发明的有益效果为：
1.提出了一种利用瓷化形成微孔陶瓷膜制得用于烟气除尘净化的过滤毡的方法。
2.本发明通过在预烧毡表面涂覆浆体烧制瓷化，并在发泡剂作用下瓷化后形成微孔陶瓷膜，可以有效过滤烟气中的微尘，使得过滤后的烟气不受微尘的干扰，在负载活性剂的内层更加快速有效地还原氮氧化物。
3.本发明制备中形成的五氧化二钒的表面积充分展露并稳定固定，对烟气中的氮氧化物还原净化效果好。
4.本发明制得的过滤毡可有效实现除尘脱硝一体化高效运行，并且延长了催化剂的工作寿命。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，25min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，二氧化硅气凝胶毡的平均厚度为2mm；步骤c中，粘接剂为环氧树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钾；
步骤a中，加热温度为45℃，保温时间为15min；步骤b中，预烧温度为250℃，温度为1.5h；步骤d中，煅烧温度为900℃，时间为4h；
步骤a中，碳纳米管25重量份、偏钒酸铵5重量份、钛白粉13重量份、草酸液57重量份；步骤b中，二氧化硅气凝胶毡25重量份、催化活性液75重量份；步骤c中，水滑石11重量份、二氧化硅15重量份、氧化铝5重量份、氧化铟3重量份、沸石3重量份、天然粘土23重量份、水37重量份、粘接剂1重量份、发泡剂2重量份。
实施例2
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，20min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，二氧化硅气凝胶毡的平均厚度为3mm；步骤c中，粘接剂为酚醛树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钠；
步骤a中，加热温度为50℃，保温时间为10min；步骤b中，预烧温度为300℃，温度为1h；步骤d中，煅烧温度为1000℃，时间为3h；
步骤a中，碳纳米管28重量份、偏钒酸铵6重量份、钛白粉15重量份、草酸液51重量份；步骤b中，二氧化硅气凝胶毡30重量份、催化活性液70重量份；步骤c中，水滑石12重量份、二氧化硅16重量份、氧化铝6重量份、氧化铟4重量份、沸石4重量份、天然粘土25重量份、水29重量份、粘接剂2重量份、发泡剂2重量份。
实施例3
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，30min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，二氧化硅气凝胶毡的平均厚度为2mm；步骤c中，粘接剂为环氧树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钙；
步骤a中，加热温度为40℃，保温时间为20min；步骤b中，预烧温度为200℃，温度为2h；步骤d中，煅烧温度为800℃，时间为5h；
步骤a中，碳纳米管22重量份、偏钒酸铵4重量份、钛白粉10重量份、草酸液64重量份；步骤b中，二氧化硅气凝胶毡20重量份、催化活性液80重量份；步骤c中，水滑石10重量份、二氧化硅13重量份、氧化铝4重量份、氧化铟2重量份、沸石2重量份、天然粘土20重量份、水47重量份、粘接剂1重量份、发泡剂1重量份。
实施例4
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，22min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，二氧化硅气凝胶毡的平均厚度为3mm；步骤c中，粘接剂为酚醛树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钾；
步骤a中，加热温度为42℃，保温时间为18min；步骤b中，预烧温度为220℃，温度为2h；步骤d中，煅烧温度为850℃，时间为4.5h；
步骤a中，碳纳米管26重量份、偏钒酸铵6重量份、钛白粉14重量份、草酸液54重量份；步骤b中，二氧化硅气凝胶毡22重量份、催化活性液78重量份；步骤c中，水滑石10重量份、二氧化硅14重量份、氧化铝4重量份、氧化铟2重量份、沸石2重量份、天然粘土22重量份、水44重量份、粘接剂1重量份、发泡剂1重量份。
实施例5
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将二氧化硅气凝胶毡浸入步骤a的催化活性液中，28min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、发泡剂，制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，二氧化硅气凝胶毡的平均厚度为3mm；步骤c中，粘接剂为环氧树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钠；
步骤a中，加热温度为48℃，保温时间为12min；步骤b中，预烧温度为290℃，温度为1h；步骤d中，煅烧温度为950℃，时间为4.5h；
步骤a中，碳纳米管27重量份、偏钒酸铵5重量份、钛白粉14重量份、草酸液54重量份；步骤b中，二氧化硅气凝胶毡27重量份、催化活性液73重量份；步骤c中，水滑石12重量份、二氧化硅15重量份、氧化铝6重量份、氧化铟3重量份、沸石3重量份、天然粘土24重量份、水34重量份、粘接剂2重量份、发泡剂1重量份。
对比例1
a、将碳纳米管与偏钒酸铵、钛白粉、草酸液混合，加热，制得催化活性液；
b、将骨架钢丝网浸入步骤a的催化活性液中，28min后取出并预烧，制得预烧毡；
c、将水滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、沸石、天然粘土与水混合研磨，并加入粘接剂、制成浆料；
d、将步骤c的浆料涂布于步骤b的预烧毡表面，进一步煅烧，制得用于烟气除尘净化的过滤毡。
步骤b中，骨架钢丝网平均厚度为3mm；步骤c中，粘接剂为环氧树脂粘接剂；步骤c中，发泡剂为碳酸氢钠；
步骤a中，加热温度为48℃，保温时间为12min；步骤b中，预烧温度为290℃，温度为1h；步骤d中，煅烧温度为950℃，时间为4.5h；
步骤a中，碳纳米管27重量份、偏钒酸铵5重量份、钛白粉14重量份、草酸液54重量份；步骤b中，预烧毡27重量份、催化活性液73重量份；步骤c中，水滑石12重量份、二氧化硅15重量份、氧化铝6重量份、氧化铟3重量份、沸石3重量份、天然粘土24重量份、水34重量份、粘接剂2重量份、发泡剂1重量份；
上述实施例1~5及对比例1制得的过滤毡，测试微粉尘浓度及脱硝效率，测试表征的方法或条件如下：
微粉尘浓度：在25℃下，将烟气样品通入已安装该过滤毡的除尘过滤系统，进行微粉尘过滤试验，烟气流速为0.5m/s，采用粉尘检测仪分别测定过滤前后烟气中微粉尘的浓度，表征对微粉尘的过滤效果。
脱硝效率：在25℃下，将烟气样品通入已安装该过滤毡的脱硝系统，烟气流速为0.5m/s，采用氮氧化物检测仪测定脱硝前的氮氧化物浓度c1和脱硝后的氮氧化物浓度c2，按照公式η=（c1-c2）/c1×100%计算脱硝效率，表征对氮氧化物的去除效果。
结果如表1所示。
表1：