CN103505953A

CN103505953A - 负载有催化剂的袋滤器的制造方法

Info

Publication number: CN103505953A
Application number: CN201210313061.4A
Authority: CN
Inventors: 西泽和树; 胜木将利; 佐久间哲哉; 山田尚弘
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: CN103505953B; JP2014008459A

Abstract

本发明提供一种负载有催化剂的袋滤器的制造方法，该方法能够容易地制造即使减少催化剂，也能够获得高的废气净化能力的负载有催化剂的袋滤器。本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法具有：在含有催化剂的浆料中浸渍袋滤器主体而使催化剂附着于袋滤器主体的浸渍工序、以及对附着有催化剂的袋滤器主体进行干燥的干燥工序，在浸渍工序中，所述浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种。

Description

负载有催化剂的袋滤器的制造方法

技术领域

本发明涉及在袋滤器主体上负载有废气净化用催化剂的负载有催化剂的袋滤器的制造方法。

背景技术

在从城市垃圾焚烧炉、下水污泥焚烧炉、工业废物焚烧炉、燃煤炉等排出的废气中，含有烟尘和氮氧化物、二

英等大气污染物质。因此，通常对上述废气实施除去烟尘的集尘处理和除去大气污染物质的净化处理。

另外，也已知有使用在袋滤器的袋滤器主体中负载有废气净化用催化剂的负载有催化剂的袋滤器同时进行集尘处理和净化处理的方法(专利文献1)。

目前，作为制造上述负载有催化剂的袋滤器的方法，采用将袋滤器主体浸渍在待形成为催化剂的含催化剂的浆料中，使催化剂附着于袋滤器主体后，进行干燥、烧结的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2540587号公报

发明内容

发明要解决的问题

在负载有催化剂的袋滤器中，在袋滤器主体的至少一面的基本整个面上负载有催化剂，提高废气与废气净化用催化剂接触概率，提高废气的净化能力。在以往的制造方法中，要使在袋滤器主体的一面的基本整个面上负载催化剂，需要使催化剂的量高于由过滤器面积理论上求取的量。但是，在催化剂多时，不仅成本高，而且也容易堵塞。因此，希望减少催化剂。但是，在以往的制造方法中，如果减少催化剂则废气净化能力下降。

本发明的目的在于提供一种负载有催化剂的袋滤器的制造方法，该方法能够容易地制造即使减少催化剂，也能够获得高的废气净化能力的负载有催化剂的袋滤器。

解决问题的方法

本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法具有：在含有催化剂的浆料中浸渍袋滤器主体而使催化剂附着于袋滤器主体的浸渍工序，以及对附着有催化剂的袋滤器主体进行干燥的干燥工序，在浸渍工序中，所述浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种。

在本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法中，优选在浸渍工序中对浸渍有袋滤器主体的浆料进行搅拌。

发明的效果

根据本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法，能够容易地制造即使减少催化剂，也能够获得高的废气净化能力的负载有催化剂的袋滤器。另外，本发明制造的负载有催化剂的袋滤器尤其是脱氮、脱二

英能力优异。

附图说明

图1是表示实施例及比较例的负载有催化剂的袋滤器的催化活性的图。

具体实施方式

通过本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法制造的负载有催化剂的袋滤器在袋滤器主体中负载有废气净化用催化剂。

袋滤器主体是被称为所谓“滤布”的物质，其由利用斜纹编织(綾織り)、缎纹编织(朱子織り)、平纹编织(平織り)等编织方法织成的布形成。

作为构成袋滤器主体的纤维，例如可以列举：玻璃纤维、聚氟乙烯类纤维、聚酯类纤维、聚酰胺类纤维、聚苯硫醚类纤维等。在上述纤维中，从耐热性高这一点考虑，优选玻璃纤维。

负载于上述袋滤器主体的废气净化用催化剂包括载体和活性成分，载体包括含有选自钛(Ti)、硅(Si)、铝(Al)、Zr(锆)、P(磷)、B(硼)中的至少一种以上元素的单一或复合氧化物；活性成分包括钒(V)、钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)以及钽(Ta)的氧化物中的至少一种氧化物。

作为载体，优选至少使用钛氧化物。从增大催化剂的比表面积、固体酸量的观点出发，优选使用形成为复合氧化物的钛氧化物。形成钛的复合氧化物的金属可以举出例如：硅(Si)、铝(Al)、锆(Zr)、磷(P)、硼(B)等。即，优选使用Ti和Si、Ti和Al、Ti和Zr、Ti和P、Ti和B等的复合氧化物。在它们中的任一种复合氧化物中，都因为不易形成硫酸盐而可以保持稳定的结构，能够增加比表面积、固体酸量。

作为活性成分，优选至少使用钒氧化物。上述活性成分中的任一种均具有氧化能力，都可以将二

英氧化分解为CO₂，另外，在还原剂存在下可以将氮氧化物还原，其中钒氧化物的上述这些能力特别优异。

对于废气净化用催化剂的组成没有特别限制。在活性成分为五氧化钒单一成分的情况下，优选相对于载体100质量份五氧化钒为1~20质量份。

在活性成分为五氧化钒和三氧化钨两种成分的情况下，优选相对于载体100质量份，五氧化钒为1~10质量份，三氧化钨为2~25质量份。

在活性成分为五氧化钒和三氧化钼两种成分的情况下，优选相对于载体100质量份，五氧化钒为1~10质量份，三氧化钼为2~25质量份。

在活性成分为五氧化钒和五氧化铌两种成分的情况下，优选相对于载体100质量份，五氧化钒为1~10质量份，五氧化铌为0.5~5质量份。

在活性成分为五氧化钒、三氧化钨以及三氧化钼三种成分的情况下，优选相对于载体100质量份，五氧化钒为1~10质量份，三氧化钨为1~20质量份，三氧化钼为1~20质量份。

在活性成分为五氧化钒、三氧化钨以及五氧化铌三种成分的情况下，优选五氧化钒为1~10质量份，三氧化钨为1~10质量份，五氧化铌为0.5~5质量份。

在活性成分为五氧化钒、三氧化钨、三氧化钼以及五氧化铌四种成分的情况下，优选五氧化钒为1~10质量份，三氧化钨为1~20质量份，三氧化钼为1~20质量份，五氧化铌为0.5~5质量份。

为了进一步提高催化活性，废气净化用催化剂的固体酸量优选为0.30mmol/g以上，更优选为0.40mmol/g以上。

这里所谓的固体酸量是指吸附于废气净化用催化剂的吡啶量。吡啶吸附量可以通过以下方法求得。

即，首先，将废气净化用催化剂在氦气氛下以450℃加热后，在150℃将吡啶供给到废气净化用催化剂使其吸附，然后真空排放附着于固体酸部位(固体酸点)以外的吡啶。之后，通过将废气净化用催化剂以恒定的升温速度从150℃加热到800℃，使吸附于固体酸部位的吡啶脱离，然后测定该脱离的吡啶量。将该吡啶量作为吡啶吸附量。

废气净化用催化剂的负载量优选为10~500g/m²，更优选为50~450g/m²。只要废气净化用催化剂的负载量在上述下限值以上，就可以得到充分高的废气净化能力，只要在上述上限值以下，就可以进一步防止堵塞。

本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法为使用含有催化剂的浆料和袋滤器主体来制造负载有催化剂的袋滤器的方法，其具有浸渍工序和干燥工序。

催化剂由用于形成上述载体的载体原料和用于形成活性成分的活性成分原料获得。作为载体原料，例如可列举构成载体的金属的盐(氯化物、硫酸盐、硝酸盐)或醇盐。另外，载体原料也可以是构成载体的单一或复合氧化物。作为活性成分原料，例如可以列举构成活性成分的金属的盐。另外，活性成分原料也可以是构成活性成分的氧化物。

浸渍工序为将袋滤器主体浸渍于浆料并使催化剂附着于袋滤器主体的工序。浆料为使催化剂分散在水中得到的分散液。

在浸渍工序中，在上述浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种。聚苯乙烯磺酸铵、聚甲基丙烯酸钠作为使催化剂的分散性均匀化的分散剂发挥作用。因此，通过在浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种，能够使催化剂均匀地附着于袋滤器主体。因此，能够容易地获得使废气净化用催化剂均匀地负载于袋滤器主体的负载有催化剂的袋滤器，能够容易地制造即使减少催化剂废气净化能力也较高的负载有催化剂的袋滤器。

即使将除了聚苯乙烯磺酸铵、聚甲基丙烯酸钠以外的公知的分散剂添加到含有催化剂的浆料中，也不能获得使催化剂均匀地附着于袋滤器主体的效果。

在将催化剂设定为100质量%时，由聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种构成的分散剂的含量优选为0.1~1.0质量％，更优选为0.4~0.6质量%。只要分散剂的含量为上述下限值以上，就能够使催化剂充分地均匀地附着于袋滤器主体。但是，在分散剂含量超过上述上限值时，有时成为催化活性降低的原因。

在本发明的负载有催化剂的袋滤器的制造方法中，优选对浸渍有袋滤器主体的浆料进行搅拌。在搅拌浆料时，能够进一步发挥使浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的任一者的效果，能够使催化剂更均匀地附着于袋滤器主体。

作为搅拌方法，可以列举通过搅拌机对容器所容纳的浆料进行搅拌的方法、产生使浆料在容器内循环的水流的方法等。

干燥工序为对附着有催化剂的袋滤器主体进行干燥的工序。作为干燥工序中的干燥方法，可以使用热风干燥、红外线干燥等公知的方法。

干燥温度优选为80~130℃。

通过上述的制造方法制造的负载有催化剂的袋滤器可对含有大气污染物质和烟尘的废气进行集尘和净化处理。作为废气，可以列举例如：从城市垃圾焚烧炉、下水污泥焚烧炉、工业废物焚烧炉、燃煤炉等排出的废气，即含有烟尘以及氮氧化物、二

英等大气污染物质的废气。

实施例

(实施例1)

向1L水中添加体积平均粒径0.1μm的催化剂粉末(V₂O₅·TiO₂)400g，进而配制含有聚苯乙烯磺酸铵7g的浆料。

一边搅拌该浆料，一边在该浆料中浸渍由经纬密度1200g/m²、厚度1.2mm、过滤面积0.09m²的双层斜纹编织的布制成的袋滤器试验片。然后，从浆料中提起附着有催化剂的袋滤器试验片，使用热风干燥机以105℃进行干燥，获得负载有催化剂的袋滤器。

(实施例2)

除了代替聚苯乙烯磺酸铵，使浆料中含有聚甲基丙烯酸钠0.4g之外，与实施例1同样，获得负载有催化剂的袋滤器。

(比较例1)

除了浆料中不含有聚苯乙烯磺酸铵以外，与实施例1同样，获得负载有催化剂的袋滤器。

(比较例2)

除了代替聚苯乙烯磺酸铵7g，使浆料中含有β-萘磺酸甲醛缩合物7g之外，与实施例1同样，获得负载有催化剂的袋滤器。

(比较例3)

除了代替聚苯乙烯磺酸铵7g，使浆料中含有聚苯乙烯磺酸钠0.4g之外，与实施例1同样，获得负载有催化剂的袋滤器。

<评价>

针对各例的负载有催化剂的袋滤器，如下测定了对于氮氧化物的催化活性。

[对于氮氧化物的催化活性]

在下述反应条件下，测定了对含有一氧化氮(NO)的废气进行净化处理时的催化活性。

试验装置：管式流通反应试验装置

废气温度：190℃

废气中的NO浓度：150ppm

还原剂(NH₃)浓度：105ppm

空间速度：10000h^-1

图1示出了将比较例1的负载有催化剂的袋滤器的催化活性视为1时的实施例1、2及比较例2、3的负载有催化剂的袋滤器的催化活性。

如图1所示，在使用聚苯乙烯磺酸铵作为分散剂的实施例1、使用聚甲基丙烯酸钠作为分散剂的实施例2中，催化活性高。

在使用β-萘磺酸甲醛缩合物作为分散剂的比较例2、使用了聚苯乙烯磺酸钠作为分散剂的比较例3中，催化活性与比较例1相等或低于比较例1。

Claims

1.一种负载有催化剂的袋滤器的制造方法，其具有：

在含有催化剂的浆料中浸渍袋滤器主体而使催化剂附着于袋滤器主体的浸渍工序，以及

对附着有催化剂的袋滤器主体进行干燥的干燥工序，

在浸渍工序中，所述浆料中含有聚苯乙烯磺酸铵及聚甲基丙烯酸钠中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的负载有催化剂的袋滤器的制造方法，其中，

在浸渍工序中，对浸渍有袋滤器主体的浆料进行搅拌。