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1、10申请公布号CN102658079A43申请公布日20120912CN102658079ACN102658079A21申请号201210146000322申请日20120511B01J19/32200601B01D47/00200601B01D47/06200601B01D53/0220060171申请人山东大学地址250100山东省济南市历城区山大南路27号72发明人苏继新李群刘思明张志轩董斐斐张明博贾洪玉74专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人宁钦亮54发明名称一种PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料及其除尘方法57摘要本发明提供一种PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料及。
2、其除尘方法，该规整填料采用直径为01M10M的超细化学纤维，是将超细化学纤维和塑料骨架热熔粘合在一起构成丝网波纹规整填料，或者是由超细化学纤维毛巾面构成波纹板规整填料。上述PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料除尘的方法是使含尘废气、填料中的超细化学纤维、吸收液组成气固液三相界面，吸附和固定含尘废气内气溶胶中的PM25和铅尘微粒。本发明适合于常温、低尘浓度和高特征污染物含量颗粒物的去除，主要可适用于大风量、低风阻损失的重金属气溶胶污染控，总去除效率由填料高度决定，具有运行成本低、除尘效果好的特点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求。
3、书1页说明书3页附图2页1/1页21一种PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，其特征是采用直径为01M10M的超细化学纤维，是将超细化学纤维和塑料骨架热熔粘合在一起构成丝网波纹规整填料，或者是由超细化学纤维毛巾面构成波纹板规整填料。2根据权利要求1所述的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，其特征是所述超细化学纤维的直径为02M6M。3根据权利要求1所述的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，其特征是所述超细化学纤维采用丝光处理后的涤纶纤维。4根据权利要求1所述的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，其特征是所述超细化学纤维毛巾面上的毛圈进行割绒处理，毛圈或绒单面厚为1MM2MM。5一种采用权利要求1。
4、所述PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料除尘的方法，该PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料采用直径为01M10M的超细化学纤维，是将超细化学纤维和塑料骨架热熔粘合在一起构成丝网波纹规整填料，或者是由超细化学纤维毛巾面构成波纹板规整填料；其特征是在吸收塔内放置超细纤维规整填料，在常温下将总颗粒物浓度小于50MG/M3的含尘废气由顶部进入吸收塔；并在吸收塔顶注入吸收液，吸收液在超细化学纤维间的持液量靠超细纤维间的毛细管力维持稳定，吸收液在吸收塔的底部与顶部形成循环；吸收液由吸收塔内的超细纤维规整填料上部喷淋，吸收液与超细纤维共同对气溶胶颗粒产生吸附和粘联的固定作用，吸收液的喷淋密度为015M3/M2H。
5、05M3/M2H；含尘废气、超细纤维规整填料中的超细化学纤维、与纤维间毛细管力稳定的吸收液组成气固液三相界面，吸附和固定含尘废气内气溶胶中的PM25和铅尘微粒；当上层超细纤维规整填料吸附饱和后，颗粒物逐渐下移时，使吸收液的循环量增大为20M3/M2H，以恢复填料上层的吸附和吸收活性；颗粒物在吸收塔底沉淀后回收。权利要求书CN102658079A1/3页3一种PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料及其除尘方法技术领域0001本发明涉及一种作为固定源大气颗粒物PM25治理的方法，属于大气污染控制技术领域。背景技术0002高效规整填料是填料分离塔中的核心结构，填料材质、填料形式等受到了广泛关注和深入研究。
6、，如中国专利CN2010105308326公开的窗、孔组合式导流规整填料片及填料。尽管基于同样传质理论的单元操作有吸收操作和精馏操作，但高效填料的应用研究对象仍多集中于难分离液体混合物的高效精馏操作。实际生产过程中，吸收操作同样可以应用规整填料吸收塔完成分离操作过程。与基于分子扩散过程的吸收、精馏操作不同，传统的除尘操作更接近于机械分离过程，但随着固体颗粒物粒度减小，当气固混合体系形成气溶胶时，固体颗粒的运动状态更接近于气体分子的均相状态，其分离过程可参照或只能依照气体混合物吸收分离操作完成，中国专利CN991136144公开的硫酸原料气的净化工艺和装置就是其中的实例。0003PM25颗粒污染。
7、，特别是含铅尘以及其他重金属的大气颗粒物控制是目前环保关注的热点之一，相对于普通的颗粒物污染与控制措施，因气溶胶颗粒运动状态接近气态分子，袋式除尘、电除尘、旋风等技术不适合较小颗粒的除尘操作，工业实践采取以上措施后的治理效果普遍不佳，其后果也较严重。近年来，铅加工厂周围的血铅事件、全国各个城市的PM25的污染指数问题、工业生产如炭黑工厂袋式除尘器的泄漏问题等实例说明气溶胶状态颗粒大气污染物的治理迫在眉睫。0004气溶胶颗粒物运动接近于气体分子本身的性质是造成传统除尘效果不佳的原因之一，因此类似于气体分离技术采用的吸附、吸收技术是治理气溶胶污染固定源的有效方法之一。与吸收、精馏的平衡级分离不同，。
8、吸附、吸收操作分离气溶胶颗粒物是一个速率分离过程，相对于粒径较大的颗粒物，粒径更小的纳米级微粒将具有更快的扩散速率而被吸附在填料表面。因此采用超细纤维规整填料分离塔分离PM25尘粒时，可以不考虑最小气液比，同时由于超细纤维之间的毛细管力作用，喷淋液体的自分散较强，喷淋密度也大大缩小。考虑颗粒在填料表面的吸附沉积，可采用变喷淋密度的操作方式加大填料层中被吸附颗粒的塔内移动速度。速率分离过程的另一优势是可不一定采用为增加分离过程推动力而使用的逆流操作方式，吸收除尘过程也可采用并流向下方式，方便设备流程。0005中国专利文献CN1667303公开了一种碳纤维填料密封编织基材及其制造方法，该编织基材包。
9、括内芯层和碳纤维层，碳纤维层包缠于内芯层上，内芯层为相互并行的金属丝和玻璃纤维束；或为玻璃纤维束。该碳纤维填料密封编织基材能够抗高温高压、耐强酸强碱，但是并不能吸附固定PM25颗粒。0006现有填料分离塔采用的填料主要用于气液平衡分离操作，填料自身单位质量比表面积偏小，为适应平衡分离要求或填料表面润湿，相应喷淋密度较大。而PM25颗粒的分离过程是一个速率分离过程，不需要特定的气液比，因此现有填料难以直接用于PM25颗粒说明书CN102658079A2/3页4的分离过程。发明内容0007本发明针对现有气溶胶颗粒物尤其是PM25颗粒除尘技术存在的不足，提供一种能够吸附、固定气体中的气溶胶PM25和。
10、铅尘等微粒、除尘效果好的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，同时提供一种采用该超细纤维规整填料的除尘方法。0008本发明的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，采用直径为01M10M的超细化学纤维，是将超细化学纤维和塑料骨架热熔粘合在一起构成丝网波纹规整填料，或者是由超细化学纤维毛巾面构成波纹板规整填料。0009超细化学纤维优选的直径为02M6M。0010超细化学纤维优选的采用丝光处理后的涤纶纤维。0011超细化学纤维毛巾面上的毛圈进行割绒处理，毛圈或绒单面厚为1MM2MM。这样可以改善填料、气溶胶颗粒、吸收剂（一般为水）的界面张力和表面润湿性。0012采用上述PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料。
11、除尘的方法，是0013在吸收塔内放置超细纤维规整填料，在常温下将总颗粒物浓度小于50MG/M3的含尘废气由顶部进入吸收塔；并在吸收塔顶注入吸收液，吸收液在超细化学纤维间的持液量靠超细纤维间的毛细管力维持稳定，吸收液在吸收塔的底部与顶部形成循环。吸收液由吸收塔内的超细纤维规整填料上部喷淋，吸收液与超细纤维共同对气溶胶颗粒产生吸附和粘联的固定作用，吸收液的喷淋密度为015M3/M2H05M3/M2H（单位M3/M2H为塔内截面上每平方米面积每小时吸收液的喷淋量）；含尘废气、超细纤维规整填料中的超细化学纤维、与纤维间毛细管力稳定的吸收液组成气固液三相界面，吸附和固定含尘废气内气溶胶中的PM25和铅尘。
12、微粒；当上层超细纤维规整填料吸附饱和后，颗粒物逐渐下移时，使吸收液的循环量增大为20M3/M2H，以恢复填料上层的吸附和吸收活性；颗粒物在吸收塔底沉淀后回收。0014本发明以超细化学纤维及纤维间毛细管力稳定的液体组成气固液三相界面，吸附和固定气体中的气溶胶PM25、铅尘等微粒，适合于常温、低尘浓度和高特征污染物含量颗粒物的去除，主要可适用于大风量、低风阻损失的重金属气溶胶污染控，总去除效率由填料高度决定，具有运行成本低、除尘效果好的特点。附图说明0015图1是本发明中的超细纤维束丝网波纹填料的俯视结构示意图。0016图2是本发明中由底布和超细纤维毛巾面组成的波纹板规整填料的俯视结构示意图。00。
13、17图3是本发明中填料的立面结构示意图。0018图4是本发明中填料的气流结构示意图。0019图5是本发明中的去除废气中气溶胶的结构原理示意图。0020图6是气固液界面颗粒吸附原理示意图。具体实施方式说明书CN102658079A3/3页50021本发明的PM25颗粒除尘用超细纤维规整填料，采用直径为01M10M的超细化学纤维，超细化学纤维的优选为02M6M。可以将超细化学纤维和塑料骨架热熔粘合在一起，构成图1所示的丝网波纹规整填料。或者是由超细化学纤维毛巾面构成如图2所示的波纹板规整填料。填料尺寸可直接利用尺寸相对较大的125X型（与吸收塔轴线倾角为30度）或250X型规整填料结构尺寸，较大的。
14、尺寸可有效降低风阻损失。填料的立面结构如图3所示，气流结构如图4所示。0022为改善填料、气溶胶颗粒和吸收液（一般为水）之间的界面张力和表面润湿性，超细化学纤维毛巾面上的毛圈可采用割绒工艺，毛圈或绒单面厚1MM2MM，同时对超细化学纤维（优选采用涤纶纤维）进行丝光处理。0023采用上述超细纤维规整填料进行PM25颗粒除尘的具体过程是0024如图5和图6所示，在吸收塔内放置超细纤维规整填料，在常温下将总颗粒物浓度小于50MG/M3的含尘废气由顶部进入吸收塔；并在吸收塔顶注入吸收液，吸收液在吸收塔的底部与顶部形成循环，吸收液由吸收塔内的超细纤维规整填料上部喷淋，起到吸附并包裹气溶胶颗粒的作用，吸收。
15、液的喷淋密度为015M3/M2H05M3/M2H（单位M3/M2H为塔内截面上每平方米面积每小时吸收液的喷淋量）；含尘废气、超细纤维规整填料中的气体与颗粒物、超细化学纤维、吸收液组成气固液三相界面，吸附和粘附含尘废气内气溶胶中的PM25和铅尘微粒；由于超细纤维规整填料表面容量有限，上层超细纤维规整填料吸附饱和后，颗粒物将逐渐下移，增大吸收液的循环量为20M3/M2H或以上时，可恢复填料上层的吸附和吸收活性，加速颗粒物下移速度；颗粒物在吸收塔底沉淀后回收。0025吸收液可以是水，也可采用复合吸收剂，如水中增加表面活性的方法降低水的表面张力，或者采用同时具有防冻功能的水和乙二醇混合吸收液。0026本发明中的超细纤维规整填料可使用极低喷淋密度，与传统填料表面润湿形成气液界面传质过程不同，超细纤维表面形成的毛细管空隙有极强的液体分散能力。采用的吸收液喷淋密度为015M3/M2H05M3/M2H，远小于传统吸收过程要求填料表面润湿的喷淋密度。说明书CN102658079A1/2页6图1图2图3图4说明书附图CN102658079A2/2页7图5图6说明书附图CN102658079A。