CN112588107B - 一种基于选择性热烧结成型3d打印脱硝袋笼及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼及其制备方法,以脱硝催化粉体、聚四氟乙烯粉末、纳米二氧化硅、石墨烯粉末、领苯二甲酸二辛脂为原料,经球磨、熔融、搅拌、挤出造粒后获得3D打印材料,选择性热烧结3D打印技术制备脱硝袋笼;制备出具有脱硝功能的袋笼,将功能和结构有机结合在一个主体中,袋笼上布满微孔,增大袋笼与气体的接触面积,而且能在袋笼处形成很好的扰流作用,而且基于选择性烧结3D打印方法,能够充分发挥出设计的理论极限,充分发挥微孔直径和催化剂使用量的最优组合,兼顾袋笼的气体阻力与效率,使得常规滤袋与脱硝袋笼组合相对于脱硝滤袋与常规袋笼组合阻力更小而且效率更高,便于工业化规模生产。
Description
技术领域
本发明属于垃圾焚烧烟气净化技术领域,具体涉及一种基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼及其制备方法。
背景技术
垃圾焚烧发电是解决垃圾围城的一种重要方式,其中垃圾焚烧烟气的净化是近年来研究的重点,而烟气脱硝又是垃圾焚烧烟气净化的难点。滤袋脱硝是一种新型的烟气脱硝技术,借助一种具有催化功能的滤袋,利用袋式除尘工艺,在低温下实现烟气脱硝。目前只有美国戈尔公司具有成熟应用的催化滤袋产品(US005620669),该技术在国外垃圾焚烧烟气治理上获得了成功应用,但其价格昂贵,研制难度颇大。目前,国内脱硝滤袋的制备方法主要有涂覆法(CN108970269A,CN104607015A,CN108479218A,CN104524886A,CN108635983A)和浸渍法(CN108816220A,CN105435534A,CN105442305B,CN105521659A)等。上述方法虽然可以制备脱硝滤料,但通常存在脱硝活性组分分散性较差,催化剂与滤袋纤维结合强度较弱,导致滤袋脱硝效率较低,使用寿命较短,这极大限制了其工程应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼及其制备方法,本发明跳出滤袋脱硝的框架,转变思路,采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上,制备出具有脱硝功能的袋笼。
为实现上述目的,本发明采取如下技术方案:一种基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量计,将50~70份脱硝催化剂粉末、20~40份聚四氟乙烯粉末、2~5份石墨烯、粉末以及3~10份纳米二氧化硅混合后,进行球磨,再经过熔融处理得到物料A,然后向物料A中加入0.1~3份邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后挤出造粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;
(2)创建脱硝袋笼三维模型,并设置微孔直径和间距;
(3)对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高和壁厚,得到可执行打印的脱硝袋笼三维模型;
(4)采用选择性热烧结方法,首先将制备好的打印材料通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台进行预热,然后设置打印头移动速度和功率后,步骤3所得可执行打印的脱硝袋笼三维模型进行3D打印;
(5)打印结束后在100℃下进行冷却定型,冷却定型后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
所述步骤(1)中脱硝催化粉末具体获得工艺为:将钛铁矿按硫酸法工艺进行处理,得到偏钛酸浆液,然后加入偏钒酸铵、六水合硝酸铈和四水合硫酸锰,搅拌形成均匀浆液,将均匀浆液浓缩后在400~500℃的空气下焙烧4~6h,再研磨后过筛,得到800~1200目的脱硝催化剂粉体。
偏钒酸铵的质量为钛铁矿质量的0.75%,六水硝酸铈的质量为钛铁矿质量的12%,四水合硫酸锰的质量为钛铁矿质量的10%,钛铁矿中二氧化钛的质量百分含量为60%。
所述步骤(1)中聚四氟乙烯粉末粒径为500nm~50μm,石墨烯粉末粒径为100nm~1μm。
所述步骤(1)中3D打印材料粒径为25~100μm。
所述步骤(1)中熔融温度为380~400℃。
所述步骤(2)3D建模中的微孔直径为2~10mm,微孔间距为4~15mm。
所述步骤(3)中层高0.2~1mm、壁厚0.1~0.3mm。
所述步骤(4)中打印头移动速度为1000-4000mm/min,功率为5~30W。
本发明还提供采用本发明所述方法制备的脱硝袋笼,主体为一个设置有微孔的直筒,直筒底部为笼底,笼底上设置有微孔,微孔直径为2~10mm,微孔间距为4~15mm;直筒的顶端设有翻边式上圈口。
与现有技术相比,本发明具有如下有益的技术效果:
(1)采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上,制备出具有脱硝功能的袋笼,将功能和结构有机结合在一个主体中,同时袋笼上布满微孔,增大袋笼与气体的接触面积,而且能在袋笼处形成很好的扰流作用,而且基于选择性烧结3D打印方法,能够充分发挥出设计的理论极限,充分发挥微孔直径和催化剂使用量的最优组合,兼顾袋笼的气体阻力与效率,使得常规滤袋与脱硝袋笼组合相对于脱硝滤袋与常规袋笼组合阻力更小而且效率更高,基于此还能为改善脱硝滤袋提供一定的空间;
(2)本发明公开的袋笼是将催化剂通过原料共混植入脱硝袋笼中,具有催化剂负载量大,催化剂在袋笼中分布均匀,而且催化剂是与发挥其他支撑或辅助作用的原料充分结合在一起,不会有附着不牢的问题,微孔增加脱硝催化剂与烟气的接触面积,提高脱硝效率;
(3)在采用选择性烧结3D打印工艺的基础上,本发明首先将脱硝催化剂与打印成型所述助剂及成型材料混合均匀,再通过成型工艺将其负载在袋笼上,其中,聚四氟乙烯具有很好的粘连作用,在成型时能发挥定型和很好的支撑作用,而且聚四氟乙烯以其好的疏水性能提高袋笼的抗水性,避免催化剂的在寿命期内的性能因接触水而降低,石墨烯和纳米二氧化硅可以作为增强相对基体具有很好的增强作用,另外石墨烯在混合以及打印过程中还具有很好的润滑作用,提高工艺的可实施性,邻苯二甲酸二辛酯有效提高各组分的相容性,而且提高造粒时的挤出性能。
本发明跳出滤袋脱硝的框架,转变思路,破除传统技术偏见,采用3D打印技术将催化剂负载于滤袋袋笼上,制备出具有脱硝功能的袋笼,将功能和结构有机结合在一个主体中,发挥出催化剂的效能的同时,降低了脱硝袋笼系统的复杂程度,与常规袋笼相比,本发明对滤袋的支撑更加充分且均匀,进一步降低了滤袋表面的受力,延长了滤袋的寿命;同时因为袋笼微孔均匀且数量多,常规滤袋与脱硝袋笼组合相对于脱硝滤袋与常规袋笼组合阻力更小。
附图说明
图1为一种脱硝袋笼三维模型示意图。
图2为一种脱硝袋笼俯视示意图。
图3为一种脱硝袋笼侧视示意图。
图中:1上圈口,2微孔,3微孔间距,4笼底。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述
参考图1、图2和图3一种基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量计,将50~70份脱硝催化剂粉末、20~40份聚四氟乙烯粉末、2~5份石墨烯、粉末以及3~10份纳米二氧化硅混合后,进行球磨,再经过熔融处理得到物料A,然后向物料A中加入0.1~3份邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后挤出造粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;
(2)创建脱硝袋笼三维模型,并设置微孔直径和间距;
(3)对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高和壁厚,得到可执行打印的脱硝袋笼三维模型;
(4)采用选择性热烧结方法,首先将制备好的打印材料通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台进行预热,然后设置打印头移动速度和功率后,步骤3所得可执行打印的脱硝袋笼三维模型进行3D打印;
(5)打印结束后在100℃下进行冷却定型,冷却定型后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
作为优选的,步骤(1)中脱硝催化粉末具体获得工艺为:将钛铁矿按硫酸法工艺进行处理,得到偏钛酸浆液,然后加入偏钒酸铵、六水合硝酸铈和四水合硫酸锰,搅拌形成均匀浆液,将均匀浆液浓缩后在400~500℃的空气下焙烧4~6h,再研磨后过筛,得到800~1200目的脱硝催化剂粉体;偏钒酸铵的质量为钛铁矿质量的0.75%,六水硝酸铈的质量为钛铁矿质量的12%,四水合硫酸锰的质量为钛铁矿质量的10%,钛铁矿中二氧化钛的质量百分含量为60%。
步骤(1)中聚四氟乙烯粉末粒径为500nm~50μm,石墨烯粉末粒径为100nm~1μm;步3D打印材料粒径为25~100μm,所述熔融温度为380~400℃。
步骤(2)3D建模中的微孔直径为2~10mm,微孔间距为4~15mm。
步骤(3)中层高0.2~1mm、壁厚0.1~0.3mm。
所述步骤(4)中打印头移动速度为1000-4000mm/min,功率为5~30W。
本发明还提供采用本发明所述方法制备的脱硝袋笼,主体为一个设置有微孔2的直筒,直筒底部为笼底4,笼底4上设置有微孔2,微孔直径为2~10mm,微孔间距3为4~15mm;直筒的顶端设有翻边式上圈口1。
基于本发明所述方法制备的脱硝袋笼,主体为一个设置有微孔2的直筒,微孔直径为2~10mm,微孔间距3为4~15mm。
需要说明的是,本发明所述微孔不一定是规则的圆形,微孔直径为该微孔的所有径向距离的平均值。
本发明优选采用自制脱硝催化剂粉末,但同时也可以采用市售脱硝催化剂粉末。
实施例1
将7.2kg脱硝催化剂粉末、5.4kg聚四氟乙烯粉末、0.4kg石墨烯粉末,0.6kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速220r/min,每20min为一个回合,研磨5个回合,即球磨时间为100min。然后在380℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.045kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为60μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径3mm,微孔间距5mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.2mm、壁厚0.1mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为2000mm/min和功率为30W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得脱硝袋笼在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为88.5%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为7.8m3/m2/min。
实施例2
将9.9kg脱硝催化剂粉末、4.8kg聚四氟乙烯粉末、0.35kg石墨烯粉末、0.75kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速220r/min,每20min为一个回合,研磨5个回合,即球磨时间为100min。然后在380℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.075kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为25μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径5mm,微孔间距5mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.2mm、壁厚0.1mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为2500mm/min和功率为30W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为94.5%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为8.3m3/m2/min。
实施例3
将9.9kg脱硝催化剂粉末、4.8kg聚四氟乙烯粉末、0.35kg石墨烯粉末、0.75kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速250r/min,每20min为一个回合,研磨6个回合,即球磨时间为120min。然后在400℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.075kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为45μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径5mm,微孔间距5mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.2mm、壁厚0.3mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为1800mm/min和功率为25W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为96%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为8.4m3/m2/min。
实施例4
将9.5kg脱硝催化剂粉末、4.9kg聚四氟乙烯粉末、0.4kg石墨烯粉末、0.85kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速250r/min,每20min为一个回合,研磨6个回合,即球磨时间为120min。然后在400℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.065kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为80μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径10mm,微孔间距15mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.6mm、壁厚0.3mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为3000mm/min和功率为25W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为91%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为10.4m3/m2/min。
实施例5
将9.9kg脱硝催化剂粉末、4.8kg聚四氟乙烯粉末、0.5kg石墨烯粉末、0.75kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速250r/min,每20min为一个回合,研磨6个回合,即球磨时间为120min。然后在380℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.065kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为100μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径10mm,微孔间距15mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.8mm、壁厚0.3mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为1500mm/min和功率为20W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为93%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为10.2m3/m2/min。
实施例6
将10kg脱硝催化剂粉末、48kg聚四氟乙烯粉末、0.28kg石墨烯粉末、0.42kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速220r/min,每20min为一个回合,研磨5个回合,即球磨时间为100min。然后在380℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.014kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为30μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径2mm,微孔间距4mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.2mm、壁厚0.1mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为4000mm/min和功率为10W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为92%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为8.1m3/m2/min。
实施例7
将7.9kg脱硝催化剂粉末、3.2kg聚四氟乙烯粉末、0.23kg石墨烯粉末、1.32kg纳米二氧化硅混合后,置于行星式球磨机上进行球磨,球磨机转速250r/min,每20min为一个回合,研磨6个回合,即球磨时间为120min。然后在380℃下熔融处理得到物料A,然后在该物料A中加入0.4kg邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后获得物料B,然后通过造粒机挤出平均粒径为50μm的粉粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;使用Solidworks软件创建上创建袋笼3维模型,基体尺寸为:上圈口直径145mm、厚度5mm,底部直径110mm,袋笼长度970mm,微孔直径8mm,微孔间距10mm。使用Simplify 3D软件对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高0.8mm、壁厚0.3mm;3D打印采用选择性热烧结技术,首先将制备好的粉体通过铺粉辊均匀铺设操作台,时操作台预热至260℃,然后设置打印头移动速度为1000mm/min和功率为5W后,按照建模来进行3D打印;打印结束后在100℃下进行定型,冷却后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼。
将所得催化氧化滤料在SCR脱硝试验台上利用模拟烟气进行脱硝性能评价。用烟气分析仪测试反应器进出口烟气中NO和NO2浓度,计算NOx脱除效率为90%。
按照GB/T 5453-1997测试标准,对常规PTFE滤袋+脱硝袋笼组合在压差200Pa下进行透气率测试,透气率为10.3m3/m2/min。
目前,采用浸渍法制备的脱硝催化滤袋,按照上述实施例中标准测试,透气率为3.8~7.8m3/m2/min,小于本发明的7.8~10.4m3/m2/min。由于透气率与阻力成正比,即证明常规滤袋+脱硝袋笼组合与脱硝滤袋+常规袋笼组合相比阻力更小。同时采用3D打印技术成型,可以通过改变模型设置,方便的制造不同结构和参数的产品。产品自由度高、多样性强,由于采用自动控制,产品质量稳定,可靠性强,适合工程推广应用。
Claims (7)
1.一种基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量计,将50~70份脱硝催化剂粉末、20~40份聚四氟乙烯粉末、2~5份石墨烯粉末以及3~10份纳米二氧化硅混合后,进行球磨,再经过熔融处理得到物料A,然后向物料A中加入0.1~3份邻苯二甲酸二辛酯,搅拌后挤出造粒,得到可供3D打印设备使用的打印材料;
(2)创建脱硝袋笼三维模型,脱硝袋笼主体为一个设置有微孔的直筒,直筒底部为笼底,笼底上设置有微孔,同时设置微孔直径和间距;
(3)对创建后的脱硝袋笼三维模型进行切片处理,设置层高和壁厚,得到可执行打印的脱硝袋笼三维模型;
(4)采用选择性热烧结方法,首先将制备好的打印材料通过铺粉辊均匀铺设操作台,同时操作台进行预热,然后设置打印头移动速度和功率后,步骤3所得可执行打印的脱硝袋笼三维模型进行3D打印;
(5)打印结束后在100℃下进行冷却定型,冷却定型后将未烧结的多余粉体剔除,最终得到脱硝袋笼;
所述步骤(1)中脱硝催化粉末具体获得工艺为:将钛铁矿按硫酸法工艺进行处理,得到偏钛酸浆液,然后加入偏钒酸铵、六水合硝酸铈和四水合硫酸锰,搅拌形成均匀浆液,将均匀浆液浓缩后在400~500℃的空气下焙烧4~6h,再研磨后过筛,得到800~1200目的脱硝催化剂粉体;偏钒酸铵的质量为钛铁矿质量的0.75%,六水硝酸铈的质量为钛铁矿质量的12%,四水合硫酸锰的质量为钛铁矿质量的10%,钛铁矿中二氧化钛的质量百分含量为60%;
所述步骤(2)3D建模中的微孔直径为2~10mm,微孔间距为4~15mm。
2.根据权利要求1所述的基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中聚四氟乙烯粉末粒径为500nm~50μm,石墨烯粉末粒径为100nm~1μm。
3.根据权利要求1所述的基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中3D打印材料粒径为25~100μm。
4.根据权利要求1所述的基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中熔融温度为380~400℃。
5.根据权利要求1所述的基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中层高0.2~1mm、壁厚0.1~0.3mm。
6.根据权利要求1所述的基于选择性热烧结成型3D打印脱硝袋笼的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中打印头移动速度为1000-4000mm/min,功率为5~30W。
7.一种脱硝袋笼,其特征在于,采用权利要求1-6中任一项所述方法制备,主体为一个设置有微孔(2)的直筒,直筒底部为笼底(4),笼底(4)上设置有微孔(2),微孔直径为2~10mm,微孔间距(3)为4~15mm;直筒的顶端设有翻边式上圈口(1)。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106582570A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-04-26 | 南宁梦幻三体环保科技有限公司 | 一种利用3d打印技术制备的过滤膜及其制备方法 |
CN107475795A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-15 | 安徽元琛环保科技股份有限公司 | 一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法 |
CN108479218A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-04 | 南京信息工程大学 | 一种具有脱硝功能的滤袋笼骨及其制备方法 |
CN110215768A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-10 | 南京杰科丰环保技术装备研究院有限公司 | 一种除尘脱硝脱汞一体化滤料及其制备方法 |
-
2020
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106582570A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-04-26 | 南宁梦幻三体环保科技有限公司 | 一种利用3d打印技术制备的过滤膜及其制备方法 |
CN107475795A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-15 | 安徽元琛环保科技股份有限公司 | 一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法 |
CN108479218A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-04 | 南京信息工程大学 | 一种具有脱硝功能的滤袋笼骨及其制备方法 |
CN110215768A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-10 | 南京杰科丰环保技术装备研究院有限公司 | 一种除尘脱硝脱汞一体化滤料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
用于SCR脱硝的钒钛催化剂的一种新制备方法;张钰婷等;《稀有金属》;20070630;第31卷;第106页左栏第1段至右栏第1段 * |
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