一種柴油機(jī)尾氣后處理用scr催化劑載體的制備技術(shù)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，它是主要由預(yù)先燒制的一次鈦酸鋁礦物相和二次反應(yīng)生成的次生鈦酸鋁礦物相及微量莫來(lái)石相組成，并采用蜂窩陶瓷生產(chǎn)工藝制成以鈦酸鋁礦物相為主莫來(lái)石相為輔的低膨脹蜂窩陶瓷載體。該產(chǎn)品的膨脹系數(shù)低于0.8×10?6℃?1，孔密度400目/英寸2，壁厚0.15?0.17mm,載體直徑大于300mm，A軸抗壓強(qiáng)度大于20Mpa,B軸抗壓強(qiáng)度大于1.8Mpa，吸水率23?25%，其膨脹系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、鈦酸鋁熱穩(wěn)定性好，可更好地滿(mǎn)足柴油機(jī)尾氣處理用SCR催化劑載體的高技術(shù)高性能需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及催化劑載體領(lǐng)域，具體為一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大問(wèn)題，嚴(yán)重危害人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，日益受到各國(guó)政府和民間的重視。隨著柴油機(jī)工業(yè)的發(fā)展，柴油車(chē)保有量的增加，對(duì)能源和環(huán)境的壓力日益加劇，新的排放法規(guī)的要求日趨嚴(yán)格，研究開(kāi)發(fā)低排放、低油耗的汽車(chē)新技術(shù)勢(shì)在必行。柴油機(jī)作為一種高效節(jié)能的動(dòng)力機(jī)械，在機(jī)動(dòng)車(chē)動(dòng)力中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。柴油機(jī)尾氣排放的主要污染物為NOx。隨著尾氣排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，排氣后處理技術(shù)成為了減少尾氣污染的重要手段。
[0003]在柴油機(jī)尾氣排放后處理技術(shù)中，SCR技術(shù)是目前世界各國(guó)特別是歐盟各國(guó)普遍采用的控制柴油機(jī)尾氣排放的一項(xiàng)成熟技術(shù)。SCR的基本工作原理是系統(tǒng)將尿素溶液噴射到柴油機(jī)的尾氣管中，尿素分解產(chǎn)生的氨與尾氣混合，經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)器還原NOx生成氮?dú)夂退?，達(dá)到凈化尾氣的目的。目前生產(chǎn)使用的催化反應(yīng)器有兩種:一種是蜂窩陶瓷載體，另一種是蜂窩金屬載體。由于蜂窩陶瓷載體的各項(xiàng)性能遠(yuǎn)高于蜂窩金屬載體，在國(guó)內(nèi)外已大量使用。就蜂窩陶瓷載體材料而言，堇青石和鈦酸鋁是目前最主要的材料，鈦酸鋁材料與堇青石比較具有更低的膨脹系數(shù)和更突出的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，越來(lái)越受到人們的廣泛重視。而在我們國(guó)產(chǎn)的鈦酸鋁質(zhì)載體目前還處于開(kāi)發(fā)階段，雖然也有研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出樣品，但最終的產(chǎn)品性能很難推廣應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)一種膨脹系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、鈦酸鋁熱穩(wěn)定性好，可更好地滿(mǎn)足柴油機(jī)尾氣處理用SCR催化劑載體的高技術(shù)高性能需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服上述不足，提供了一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，具體包含下列步驟:
(I)鈦酸鋁預(yù)制粉的制備:取摩爾比1:1的工業(yè)氧化鋁粉和鈦白粉，外加摩爾百分比為1-2%的輕燒鎂粉和摩爾百分比為1-3%的氧化鑭粉作為穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑，以纖維素醚、豆油等有機(jī)物作為成型助劑，并加入適量水進(jìn)行捏合，采用擠出成型工藝獲得坯體，熱風(fēng)干燥排出水分后切割成規(guī)則產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)1450-1500°C進(jìn)行燒結(jié)處理。然后經(jīng)過(guò)粉碎加工、分級(jí)處理后得到平均粒徑l_4um的鈦酸鋁預(yù)制粉。
[0005](2)泥料制備:取鈦酸鋁預(yù)制粉70-80%、二氧化鈦粉7-9%、高溫氧化鋁粉8-10%、生高嶺土粉5-8%、氧化硅粉0.5-1%、滑石粉4-6%準(zhǔn)確配料后進(jìn)行無(wú)重力干粉混合，添加2.8-3.5%纖維素醚作為成型助劑、加水20-25%、表面活性劑1-2%和潤(rùn)滑劑1-2%后混煉成泥。
[0006](3)將步驟(2)的泥料加入真空煉泥機(jī)中進(jìn)行煉泥，然后困料24小時(shí)；
(4)將步驟(3)混煉后的泥料經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成型得到蜂窩陶瓷載體的濕坯，規(guī)格為孔密度400目/英寸2，壁厚0.15-0.17mm,載體直徑330mm； (5)將步驟(4)的濕坯微波定型，并按曲線(xiàn)進(jìn)行熱風(fēng)干燥成干坯；
(6)將步驟(5)的干坯經(jīng)1450°C的溫度下焙燒，保溫2-3小時(shí)，冷卻后得到成品。
[0007]本發(fā)明的有益效果為:按本發(fā)明中的制備技術(shù)得到的載體主要由預(yù)先燒制的一次鈦酸鋁礦物相和反應(yīng)生成的次生鈦酸鋁礦物相及微量莫來(lái)石相組成，并采用蜂窩陶瓷生產(chǎn)工藝制成以鈦酸鋁礦物相為莫來(lái)石相為輔的低膨脹蜂窩陶瓷載體，保留了鈦酸鋁材料低膨脹和耐高溫的特性，同時(shí)由于少量的次生鈦酸鋁和莫來(lái)石相分散在一次鈦酸鋁相的縫隙中，即克服了鈦酸鋁蜂窩載體難以燒結(jié)的強(qiáng)度低的問(wèn)題，同時(shí)也抑制了鈦酸鋁的分解，提高欽Ife招的穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0008]
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]實(shí)施例1
一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，具體包含下列步驟:
(I)鈦酸鋁預(yù)制粉的制備:取摩爾比1:1的工業(yè)氧化鋁粉和鈦白粉，外加摩爾百分比為1-2%的輕燒鎂粉和摩爾百分比為1-3%的氧化鑭粉作為穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑，以纖維素醚、豆油等有機(jī)物作為成型助劑，并加入適量水進(jìn)行捏合，采用擠出成型工藝獲得坯體，熱風(fēng)干燥排出水分后切割成規(guī)則產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)1450-1500°C進(jìn)行燒結(jié)處理。然后經(jīng)過(guò)粉碎加工、分級(jí)處理后得到平均粒徑l_4um的鈦酸鋁預(yù)制粉。
[0010](2)泥料制備:取鈦酸鋁預(yù)制粉70%、二氧化鈦粉7%、高溫氧化鋁粉10%、生高嶺土粉8%、氧化硅粉1%、滑石粉4%準(zhǔn)確配料后進(jìn)行無(wú)重力干粉混合，添加2.8%纖維素醚作為成型助劑、加水20%、表面活性劑1%和潤(rùn)滑劑1%后混煉成泥。
[0011](3)將步驟(2)的泥料加入真空煉泥機(jī)中進(jìn)行煉泥，然后困料24小時(shí)；
(4)將步驟(3)混煉后的泥料經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成型得到蜂窩陶瓷載體的濕坯，規(guī)格為孔密度400目/英寸2，壁厚0.15-0.17mm，載體直徑330mm ；
(5)將步驟(4)的濕坯微波定型，并按曲線(xiàn)進(jìn)行熱風(fēng)干燥成干坯；
(6)將步驟(5)的干坯經(jīng)1450°C的溫度下焙燒，保溫2-3小時(shí)，冷卻后得到成品。
[0012]實(shí)施例2
一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，具體包含下列步驟:
(I)鈦酸鋁預(yù)制粉的制備:取摩爾比1:1的工業(yè)氧化鋁粉和鈦白粉，外加摩爾百分比為1-2%的輕燒鎂粉和摩爾百分比為1-3%的氧化鑭粉作為穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑，以纖維素醚、豆油等有機(jī)物作為成型助劑，并加入適量水進(jìn)行捏合，采用擠出成型工藝獲得坯體，熱風(fēng)干燥排出水分后切割成規(guī)則產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)1450-1500°C進(jìn)行燒結(jié)處理。然后經(jīng)過(guò)粉碎加工、分級(jí)處理后得到平均粒徑l_4um的鈦酸鋁預(yù)制粉。
[0013](2)泥料制備:取鈦酸鋁預(yù)制粉80%、二氧化鈦粉8%、高溫氧化鋁粉8%、生高嶺土粉7.5%、氧化硅粉0.5%、滑石粉6%準(zhǔn)確配料后進(jìn)行無(wú)重力干粉混合，添加3.5%纖維素醚作為成型助劑、加水25%、表面活性劑2%和潤(rùn)滑劑2%后混煉成泥。
[0014](3)將步驟(2)的泥料加入真空煉泥機(jī)中進(jìn)行煉泥，然后困料24小時(shí)；
(4)將步驟(3)混煉后的泥料經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成型得到蜂窩陶瓷載體的濕坯，規(guī)格為孔密度400目/英寸2，壁厚0.15-0.17mm，載體直徑330mm ；
(5)將步驟(4)的濕坯微波定型，并按曲線(xiàn)進(jìn)行熱風(fēng)干燥成干坯；
(6)將步驟(5)的干坯經(jīng)1450°C的溫度下焙燒，保溫2-3小時(shí)，冷卻后得到成品。
[0015]實(shí)施例3
一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，具體包含下列步驟:
(I)鈦酸鋁預(yù)制粉的制備:取摩爾比1:1的工業(yè)氧化鋁粉和鈦白粉，外加摩爾百分比為1-2%的輕燒鎂粉和摩爾百分比為1-3%的氧化鑭粉作為穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑，以纖維素醚、豆油等有機(jī)物作為成型助劑，并加入適量水進(jìn)行捏合，采用擠出成型工藝獲得坯體，熱風(fēng)干燥排出水分后切割成規(guī)則產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)1450-1500°C進(jìn)行燒結(jié)處理。然后經(jīng)過(guò)粉碎加工、分級(jí)處理后得到平均粒徑l_4um的鈦酸鋁預(yù)制粉。
[0016](2)泥料制備:取鈦酸鋁預(yù)制粉71%、二氧化鈦粉9%、高溫氧化鋁粉9%、生高嶺土粉5%、氧化硅粉1%、滑石粉5%準(zhǔn)確配料后進(jìn)行無(wú)重力干粉混合，添加3.2%纖維素醚作為成型助劑、加水22%、表面活性劑1.5%和潤(rùn)滑劑1.5%后混煉成泥。
[0017](3)將步驟(2)的泥料加入真空煉泥機(jī)中進(jìn)行煉泥，然后困料24小時(shí)；
(4)將步驟(3)混煉后的泥料經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成型得到蜂窩陶瓷載體的濕坯，規(guī)格為孔密度400目/英寸2，壁厚0.15-0.17mm，載體直徑330mm ；
(5)將步驟(4)的濕坯微波定型，并按曲線(xiàn)進(jìn)行熱風(fēng)干燥成干坯；
(6)將步驟(5)的干坯經(jīng)1450°C的溫度下焙燒，保溫2-3小時(shí)，冷卻后得到成品。
[0018]按以上方法制備的載體的膨脹系數(shù)低于0.8X 10—6TT1,孔密度400目/英寸2，壁厚
0.15-0.17mm,載體直徑大于300mm，A軸抗壓強(qiáng)度大于20Mpa, B軸抗壓強(qiáng)度大于1.8Mpa，吸水率23-25%，其膨脹系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、鈦酸鋁熱穩(wěn)定性好，可更好地滿(mǎn)足柴油機(jī)尾氣處理用SCR催化劑載體的高技術(shù)高性能需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，其特征在于:所述制備技術(shù)中的原料配方為，鈦酸鋁預(yù)制粉70-80%、二氧化鈦粉7-9%、高溫氧化鋁粉8-10%、生高嶺土粉5-8%、氧化硅粉0.5-1%、滑石粉4-6%; 制備方法為，上述原料經(jīng)過(guò)配料后進(jìn)行無(wú)重力干粉混合，添加2.8-3.5%纖維素醚作為成型助劑、加水20-25%、表面活性劑1-2%和潤(rùn)滑劑1-2%后混煉成泥，然后經(jīng)過(guò)困料、真空練泥、擠出、微波定型、烘干、燒成工序，制得一種柴油機(jī)尾氣處理用SCR催化劑載體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，其特征在于:所述配方中的鈦酸鋁預(yù)制粉為預(yù)先燒制的一次穩(wěn)定型鈦酸鋁粉，具體的制備方法為，取摩爾比為1:1的氧化鋁粉和鈦白粉，外加摩爾百分比為1-2%的輕燒鎂粉和摩爾百分比為1-3%的氧化鑭粉作為穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑，加入纖維素醚或豆油作為成型助劑，并加入適量水進(jìn)行捏合，采用擠出成型工藝獲得坯體，熱風(fēng)干燥排出水分后切割成規(guī)則產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)1450?1500°C進(jìn)行燒結(jié)處理;然后經(jīng)過(guò)粉碎加工、分級(jí)處理后得到鈦酸鋁預(yù)制粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)，其特征在于:所述的鈦酸鋁預(yù)制粉的粒徑為1_4μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)尾氣后處理用SCR催化劑載體的制備技術(shù)所制得的載體，其特征在于:所述的載體由預(yù)先燒制的一次鈦酸鋁礦物相和反應(yīng)生成的次生鈦酸鋁礦物相及微量莫來(lái)石相組成。
【文檔編號(hào)】C04B38/00GK105924202SQ201610271645
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】于永啟, 張鵬
【申請(qǐng)人】河南省格林沃特凈化器股份有限公司