[发明专利]一种PM2.5颗粒除尘用超细纤维规整填料及其除尘方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为固定源大气颗粒物PM2.5治理的方法，属于大气污染控制技术领域。

背景技术

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，如中国专利CN201010530832.6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CN99113614.4公开的《硫酸原料气的净化工艺和装置》就是其中的实例。

PM2.5颗粒污染，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PM2.5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。

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，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PM2.5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。

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PM2.5颗粒。

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PM2.5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PM2.5颗粒的分离过程。

发明内容

本发明针对现有气溶胶颗粒物尤其是PM2.5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PM2.5和铅尘等微粒、除尘效果好的PM2.5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。

本发明的PM2.5颗粒除尘用超细纤维规整填料，采用直径为0.1μm-10μm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。

超细化学纤维优选的直径为0.2μm-6μm。

超细化学纤维优选的采用丝光处理后的涤纶纤维。

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1mm-2mm。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。

采用上述PM2.5颗粒除尘用超细纤维规整填料除尘的方法，是：