去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑及制備方法
【專利摘要】為了解決現(xiàn)有去除廢氣中氮氧化物的整體式催化劑存在的強(qiáng)度低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑及制備方法。去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑，主成分為二氧化鈦，整體式催化劑外形為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)為沿氣體流動(dòng)方向上設(shè)置有一定尺寸的貫通孔，在制備所述催化劑的原料中包括重量比小于30％的無(wú)機(jī)纖維，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米。采用本發(fā)明技術(shù)方案得到的整體式催化劑具有較高的強(qiáng)度，滿足電廠生產(chǎn)要求，提高了催化劑的使用壽命，降低了電廠的生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蜂窩陶瓷制備技術(shù)，特別是含有催化劑成分的蜂窩陶瓷制備技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有去除廢氣中氮氧化物的整體式催化劑常應(yīng)用于凈化火電廠產(chǎn)生的廢氣。其原理是整體式催化劑為陶瓷體，更多的是蜂窩陶瓷體，陶瓷體中均勻分布可去除氮氧化物的催化劑，廢氣通過(guò)陶瓷體時(shí)在催化劑的作用下，氮氧化物被清除，實(shí)現(xiàn)凈化廢氣的目的。
[0003]現(xiàn)有的整體式催化劑的強(qiáng)度一般在2MPa左右，這一指標(biāo)在實(shí)際應(yīng)用中很難滿足電廠的要求，造成了催化劑使用壽命短，增加電廠生產(chǎn)成本等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有去除廢氣中氮氧化物的整體式催化劑存在的強(qiáng)度低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑，該催化劑具有更高的強(qiáng)度，滿足電廠的生產(chǎn)要求。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供上述整體式催化劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑，主成分為二氧化鈦，整體式催化劑為蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)在沿氣體流動(dòng)方向上設(shè)置有貫通的氣孔，在制備所述催化劑的原料中包括重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米。
[0008]所述無(wú)機(jī)纖維為高鋁玻璃纖維或硼硅酸鹽玻璃纖維或E玻璃纖維。
[0009]所述二氧化鈦為硫酸法制備的銳鈦礦晶型二氧化鈦。
[0010]所述二氧化鈦為硫酸法制備氧化鈦的前驅(qū)體。
[0011]制備所述催化劑的原料中包括結(jié)合劑，結(jié)合劑為硅溶膠或鋁溶膠或硅鋁溶膠或鈦溶膠。
[0012]制備上述整體式催化劑方法包括如下步驟:
[0013]A、制備預(yù)燒粉:混合二氧化鈦和硅微粉，也可以將二氧化鈦微粉、偏鎢酸銨和硅微粉一起混合制備預(yù)燒粉，其中根據(jù)工藝需要二氧化硅成分也可以通過(guò)硅溶膠的形式引入。硅微粉為純度很高的二氧化硅，硅微粉的粒徑為100 μ m;還需要向粉體混入成型助劑、有機(jī)質(zhì)類的界面活性劑，所述界面活性劑為聚乙烯醇、甲基纖維素以及其他有機(jī)脂類；將上述原料混合均勻后，經(jīng)過(guò)真空練泥、擠制泥條、干燥和預(yù)燒獲得預(yù)燒粉。上述預(yù)燒粉泥條的干燥溫度為80-110°C,燒成溫度為400-650°C,將燒后的泥條在球磨機(jī)粉磨后形成預(yù)燒粉；
[0014]B、向預(yù)燒粉中混入水和界面活性劑和分散劑，之后再加入重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維后進(jìn)行捏合，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米，使混合物達(dá)到易于成型的泥料狀態(tài)；
[0015]C、將步驟B得到的泥料進(jìn)行真空練泥；
[0016]D、將步驟C得到的泥料進(jìn)行擠出成型；
[0017]E、對(duì)擠出成型的坯料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)干燥；
[0018]F、將養(yǎng)護(hù)干燥后的坯料進(jìn)行外形加工；
[0019]G、燒成外形加工后的坯料，燒成溫度為350°C-600°C，升溫速度為150°C/小時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后保溫時(shí)間為3-5個(gè)小時(shí)；
[0020]步驟A所述原料中Na20、K2O的重量比應(yīng)小于0.05%。
[0021]無(wú)機(jī)纖維的重量比最好為2% -18%。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0023]采用本發(fā)明技術(shù)方案得到的整體式催化劑具有較高的強(qiáng)度，可達(dá)3.5MPa以上，滿足電廠生產(chǎn)要求，提高了催化劑的使用壽命，降低了電廠的生產(chǎn)成本。
[0024]本發(fā)明的制備方法使得制備的整體式催化劑中活性成分不偏析，二氧化鈦等催化劑成分在陶瓷體中分布更均勻，活性更好。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑外形為蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩結(jié)構(gòu)在沿氣體流動(dòng)方向上設(shè)置有貫通的氣孔。整體式催化劑的主成分為二氧化鈦，在制備整體式催化劑的原料中包括重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維，無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米。無(wú)機(jī)纖維可以是高鋁玻璃纖維或硼硅酸鹽玻璃纖維或E玻璃纖維。
[0027]上述二氧化鈦為銳鈦礦晶型二氧化鈦。二氧化鈦也可以是為硫酸法制備氧化鈦的前驅(qū)體。
[0028]制備本發(fā)明整體式催化劑的原料中包括結(jié)合劑，結(jié)合劑為硅溶膠或鋁溶膠或硅鋁溶膠或鈦溶膠。
[0029]制備上述整體式催化劑方法包括如下步驟:
[0030]A、制備預(yù)燒粉:混合二氧化鈦和硅微粉，也可以將二氧化鈦微粉、偏鎢酸銨和硅微粉一起混合制備預(yù)燒粉，其中根據(jù)工藝需要二氧化硅成分也可以通過(guò)硅溶膠的形式引入。二氧化鈦微粉的粒徑為40-90 μ m ;硅微粉為二氧化硅，硅微粉的粒徑為100 μ m ;還需要向粉體混入成型助劑、有機(jī)質(zhì)類的界面活性劑，所述界面活性劑為聚乙烯醇、甲基纖維素以及其他有機(jī)脂類；將上述原料混合均勻后，經(jīng)過(guò)真空練泥、擠制泥條、干燥和預(yù)燒獲得預(yù)燒粉。上述預(yù)燒粉泥條的干燥溫度為80-110°C，燒成溫度為400-650°C，將燒后的泥條在球磨機(jī)粉磨后形成預(yù)燒粉。
[0031]B、向預(yù)燒粉中混入水和表面活性劑和分散劑，之后再加入重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行捏合，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米。使混合物達(dá)到易于成型的泥料狀態(tài)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選，無(wú)機(jī)纖維占所述原料重量比為2% -18%，試驗(yàn)表明，當(dāng)無(wú)機(jī)纖維占所述原料重量比小于2%時(shí)，整體式催化劑的強(qiáng)度有一定程度的降低；當(dāng)無(wú)機(jī)纖維占所述原料重量比大于18%時(shí)，整體式催化劑的活性有所降低。
[0032]上述原料中Na20、K20的比重應(yīng)當(dāng)分別小于0.05%。當(dāng)比重大于0.05%時(shí)易發(fā)生催化劑中毒，使二氧化鈦催化劑的活性降低。
[0033]C、將步驟B得到的泥料進(jìn)行真空練泥。
[0034]D、將步驟C得到的泥料進(jìn)行擠出成型。
[0035]E、對(duì)擠出成型的坯料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)干燥，其目的是使干燥過(guò)程水分散發(fā)的速度不要太快，避免因干燥工藝出現(xiàn)裂紋等損壞。
[0036]F、將養(yǎng)護(hù)干燥后的坯料進(jìn)行外形加工，如去除坯體斷面不符合形狀、尺寸要求的部分。
[0037]G、燒成外形加工后的坯料，燒成溫度為350°C -600°C，升溫速度為150°C /小時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后保溫時(shí)間為3-5個(gè)小時(shí)。
【權(quán)利要求】
1.去除廢氣中氮氧化物整體式催化劑，主成分為二氧化鈦，所述整體式催化劑為蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)在沿氣體流動(dòng)方向上設(shè)置有具有一定尺寸的貫通孔，其特征在于在制備所述催化劑的原料中包括重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述整體式催化劑，其特征在于所述無(wú)機(jī)纖維為高鋁玻璃纖維或硼硅酸鹽玻璃纖維或E玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述整體式催化劑，其特征在于所述二氧化鈦為硫酸法制備的銳鈦礦晶型二氧化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述整體式催化劑，其特征在于所述二氧化鈦為硫酸法制備氧化鈦的前驅(qū)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述整體式催化劑，其特征在于制備所述催化劑的原料中包括結(jié)合齊?，結(jié)合劑為硅溶膠或鋁溶膠或硅鋁溶膠或鈦溶膠。
6.制備權(quán)利要求1至5之一的整體式催化劑方法，其特征在于包括如下步驟: Α、制備預(yù)燒粉:混合二氧化鈦和硅微粉，也可以將二氧化鈦微粉、偏鎢酸銨和硅微粉一起混合制備預(yù)燒粉，其中根據(jù)工藝需要二氧化硅成分也可以通過(guò)硅溶膠的形式引入。二氧化鈦微粉的粒徑為40-90 μ m ;硅微粉為二氧化硅，硅微粉的粒徑為100 μ m ;還需要向粉體混入成型助劑、有機(jī)質(zhì)類的界面活性劑，所述界面活性劑為聚乙烯醇、甲基纖維素以及其他有機(jī)脂類；將上述原料混合均勻后，經(jīng)過(guò)真空練泥、擠制泥條、干燥和預(yù)燒獲得預(yù)燒粉。上述預(yù)燒粉泥條的干燥溫度為80-110°C，燒成溫度為400-650°C，將燒后的泥條在球磨機(jī)粉磨后形成預(yù)燒粉； B、向預(yù)燒粉中混入水和表面活性劑和分散劑，之后再加入重量比小于30%的無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行捏合，所述無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)度為0.05至4毫米； C、將步驟B得到的泥料進(jìn)行真空練泥； D、將步驟C得到的泥料進(jìn)行擠出成型； E、對(duì)擠出成型的坯料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)干燥； F、將養(yǎng)護(hù)干燥后的坯料進(jìn)行外形加工； G、燒成外形加工后的坯料，燒成溫度為350°C-600°C，升溫速度為150°C /小時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后保溫時(shí)間3— 5個(gè)小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整體式催化劑制備方法，其特征在于步驟A所述原料中Na20、K2O的比重小于0.05%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整體式催化劑制備方法，其特征在于無(wú)機(jī)纖維的比重為2% -18%。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK104324712SQ201410427917
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】施霞虹 申請(qǐng)人:南寧市磁匯科技有限公司