煙塵過濾和脫硝一體化煙氣處理器件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高溫?zé)焿m過濾和環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種煙塵過濾和脫硝一體化煙氣處理器件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，尤其是重工業(yè)的飛速發(fā)展，我國的自然環(huán)境也遭到了嚴(yán)重的污染；作為環(huán)境污染之一的大氣污染，可謂與每個(gè)人的健康和安全都息息相關(guān)。近期我國多地頻現(xiàn)霧霾天氣，PM2.5指標(biāo)引發(fā)人們的熱議，也將大氣污染再次推到環(huán)境安全的風(fēng)口浪尖。此外，工業(yè)煙氣中還含有大量的氮氧化物NOx，可以與空氣中的水結(jié)合轉(zhuǎn)化成硝酸和硝酸鹽，而硝酸是酸雨的成因之一；氮氧化物還可以與其他污染物在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。
[0003]工業(yè)煙氣中的微細(xì)煙塵和氮氧化物造成嚴(yán)重的空氣污染，這些污染主要來源于化石燃料的燃燒，比如日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣排放、揮發(fā)性有機(jī)物等；在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形勢下，停止化石燃料的使用顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此人們發(fā)明了多種治理措施和設(shè)備，如光觸媒凈化技術(shù)、多層過濾凈化技術(shù)、靜電除塵技術(shù)等。然而這些空氣凈化技術(shù)要么是針對(duì)有限的空間進(jìn)行空氣質(zhì)量的優(yōu)化，要么是能耗成本較高且過濾精度較低；關(guān)于工業(yè)脫硝，目前最常用的是選擇性催化還原技術(shù)，該方法的煙氣處理器件通常是采用蜂窩式、板式或波紋式的結(jié)構(gòu)作為載體，再將催化劑附于載體表面；該器件制備過程較為復(fù)雜，且只能實(shí)現(xiàn)脫硝，對(duì)微細(xì)煙塵無能為力，只能在器件的前端或后端串聯(lián)煙塵處理裝置，從而使整個(gè)煙氣處理裝置非常龐大，導(dǎo)致使用過程中出現(xiàn)問題的概率也相應(yīng)增大；目前國內(nèi)有關(guān)煙氣脫硝的專利相對(duì)較少，如CN1475305A，CN101979135B等，其創(chuàng)新點(diǎn)一般都集中在不同的催化劑載體的選擇上，而兩專利的制備工藝還是大同小異的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種煙塵過濾和脫硝一體化煙氣處理器件的制備方法，使其煙氣處理器件在工作時(shí)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣中的煙塵顆粒的過濾和煙氣中NOx的去除。
[0005]本發(fā)明為完成上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:
一種煙塵過濾和脫硝一體化煙氣處理器件的制備方法，所述煙氣處理器件由長管狀基體和涂覆在長管狀基體上的微孔涂層組成；所述的微孔涂層用于煙塵顆粒的過濾，所述的微孔涂層的厚度為120?140 μ m，微孔涂層的孔徑為10?20 μ m ;所述的長管狀基體利用其內(nèi)的脫硝催化劑吸收煙氣中的NOx ;煙氣處理器件制備方法具體工藝步驟為:
O原料的混合:
以氧化鋁或堇青石或碳化硅為主要原料，以酚醛樹脂為成型結(jié)合劑，以粘土為中高溫結(jié)合劑，以石墨為脫模劑和造孔劑，以二氧化鈦和五氧化二釩為脫硝催化劑，在高速混煉機(jī)中將以上原料混合均勻；
2)等靜壓成型: 將混合好的原置于模具中布料，將模具密封嚴(yán)密，在等靜壓機(jī)內(nèi)將樣品壓制成型制成坯體，所用壓力為30?120MPa ；
3)坯體的干燥和燒結(jié):
將坯體從等靜壓機(jī)中取出后，脫模，將坯體置于鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干燥，然后將坯體置于燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，得到一端開口的長管狀基體；
4)微孔涂層的附著:
在長管狀基體的外層刷涂或噴涂堇青石或莫來石漿料，堇青石或莫來石漿料干燥后形成附著于長管狀基體上的微孔涂層，微孔涂層與長管狀基體共同形成煙氣處理器件。
[0006]所述的氧化鋁或堇青石或碳化硅粒度為40?200目，純度>95%。
[0007]所述的粘土為膨潤土、高嶺土、球粘土中的一種或者任意兩者的組合。
[0008]所述二氧化鈦的平均粒徑為I?4 μ m，純度彡99%。
[0009]所述五氧化二釩的平均粒徑為2?5 μ m，純度彡99%。
[0010]所述的酚醛樹脂、粘土、石墨、二氧化鈦、五氧化二釩的用量分別為氧化鋁或堇青石或碳化硅質(zhì)量的3?8%、2?10%、2?10%、4?10%、I?5%。
[0011]所述坯體的干燥制度為:80?110° C，持續(xù)時(shí)間為4?24h。
[0012]燒結(jié)過程中的升溫速率為0.5?2.0°C/min，并于1100?1300° C保溫I?3h。
[0013]所述的堇青石或莫來石漿料的體積固相含量為35?55%。
[0014]本發(fā)明提出的一種煙塵過濾和脫硝一體化煙氣處理器件的制備方法，采用在長管狀基體外層涂覆微孔涂層的方法，使煙氣處理器件在使用時(shí)，煙氣首先通過微孔涂層，實(shí)現(xiàn)了煙塵顆粒的過濾；長管狀基體的制備中加入用于脫硝的二氧化鈦和五氧化二釩催化劑，使經(jīng)過顆粒過濾后的煙氣在長管狀基體內(nèi)二氧化鈦和五氧化二釩催化劑的作用下，實(shí)現(xiàn)了煙氣中NOx的去除；煙塵過濾和脫硝在同一器件的作用下分步完成，實(shí)現(xiàn)了一體化，簡化了煙氣處理過程，提高了煙氣處理的效率，同時(shí)有利于高溫?zé)煔庥酂岬幕厥绽?，并降低了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說明:
實(shí)施例1
首先將40目氧化招10kg，酸醛樹脂0.8kg、膨潤土0.2kg、石墨1.0kg、平均粒徑1.5 μπι的二氧化鈦0.8kg、平均粒徑5 μπι的五氧化二釩0.1kg在高速混煉機(jī)中混合均勻；將混合原料于模具中均勻布料，并密封嚴(yán)密；將模具置于等靜壓腔體中施加50MPa的壓力壓制成型；樣品脫模后置于鼓風(fēng)干燥箱中于80°C烘干24h ;然后將樣品置于燒結(jié)爐中，以1°C/min的升溫速率升至1300° C，并保溫Ih結(jié)束得到一端開口的長管狀基體；在長管狀基體外層刷涂體積固相含量35%的莫來石漿料，干燥后得最終器件；所得長管狀基體的孔隙率為37.5%，平均孔徑為187 μ m，抗壓強(qiáng)度為54.2MPa。
[0016]實(shí)施例2
首先將60目堇青石10kg，酸醛樹脂0.7kg、球粘土0.4kg、石墨0.8kg、平均粒徑I μπι的二氧化鈦1.0kg、平均粒徑3 μπι的五氧化二銀0.2kg在高速混煉機(jī)中混合均勾；將混合原料于模具中均勻布料，并密封嚴(yán)密；將模具置于等靜壓腔體中施加SOMPa的壓力壓制成型。樣品脫模后置于鼓風(fēng)干燥箱中于110°C烘干4h。然后將樣品置于燒結(jié)爐中，以1.5°C/min的升溫速率升至1100° C，并保溫3h結(jié)束得到一端開口的長管狀基體；在長管狀基體外層噴涂體積固相含量55%的莫來石漿料，干燥后得最終器件。所得基體材料的孔隙率為36.3%，平均孔徑為165 μ m，抗壓強(qiáng)度為47.6MPa。
[0017]實(shí)施例3
首先將80目碳化娃10kg，酸醛樹脂0.6kg、高嶺土0.8kg、石墨0.4kg、平均粒徑4 μπι的二氧化鈦0.4k