去除废气中氮氧化物整体式催化剂及制备方法
【专利摘要】为了解决现有去除废气中氮氧化物的整体式催化剂存在的强度低的问题，本发明提供了一种新型去除废气中氮氧化物整体式催化剂及制备方法。去除废气中氮氧化物整体式催化剂，主成分为二氧化钛，整体式催化剂外形为蜂窝状结构，所述蜂窝状结构为沿气体流动方向上设置有一定尺寸的贯通孔，在制备所述催化剂的原料中包括重量比小于30％的无机纤维，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米。采用本发明技术方案得到的整体式催化剂具有较高的强度，满足电厂生产要求，提高了催化剂的使用寿命，降低了电厂的生产成本。
【专利说明】去除废气中氮氧化物整体式催化剂及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蜂窝陶瓷制备技术，特别是含有催化剂成分的蜂窝陶瓷制备技术。
【背景技术】
[0002]现有去除废气中氮氧化物的整体式催化剂常应用于净化火电厂产生的废气。其原理是整体式催化剂为陶瓷体，更多的是蜂窝陶瓷体，陶瓷体中均匀分布可去除氮氧化物的催化剂，废气通过陶瓷体时在催化剂的作用下，氮氧化物被清除，实现净化废气的目的。
[0003]现有的整体式催化剂的强度一般在2MPa左右，这一指标在实际应用中很难满足电厂的要求，造成了催化剂使用寿命短，增加电厂生产成本等问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有去除废气中氮氧化物的整体式催化剂存在的强度低的问题，本发明提供了一种新型去除废气中氮氧化物整体式催化剂，该催化剂具有更高的强度，满足电厂的生产要求。
[0005]本发明的另一目的是提供上述整体式催化剂的制备方法。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]去除废气中氮氧化物整体式催化剂，主成分为二氧化钛，整体式催化剂为蜂窝结构，所述蜂窝结构在沿气体流动方向上设置有贯通的气孔，在制备所述催化剂的原料中包括重量比小于30%的无机纤维，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米。
[0008]所述无机纤维为高铝玻璃纤维或硼硅酸盐玻璃纤维或E玻璃纤维。
[0009]所述二氧化钛为硫酸法制备的锐钛矿晶型二氧化钛。
[0010]所述二氧化钛为硫酸法制备氧化钛的前驱体。
[0011]制备所述催化剂的原料中包括结合剂，结合剂为硅溶胶或铝溶胶或硅铝溶胶或钛溶胶。
[0012]制备上述整体式催化剂方法包括如下步骤:
[0013]A、制备预烧粉:混合二氧化钛和硅微粉，也可以将二氧化钛微粉、偏钨酸铵和硅微粉一起混合制备预烧粉，其中根据工艺需要二氧化硅成分也可以通过硅溶胶的形式引入。硅微粉为纯度很高的二氧化硅，硅微粉的粒径为100 μ m;还需要向粉体混入成型助剂、有机质类的界面活性剂，所述界面活性剂为聚乙烯醇、甲基纤维素以及其他有机脂类；将上述原料混合均匀后，经过真空练泥、挤制泥条、干燥和预烧获得预烧粉。上述预烧粉泥条的干燥温度为80-110°C,烧成温度为400-650°C,将烧后的泥条在球磨机粉磨后形成预烧粉；
[0014]B、向预烧粉中混入水和界面活性剂和分散剂，之后再加入重量比小于30%的无机纤维后进行捏合，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米，使混合物达到易于成型的泥料状态；
[0015]C、将步骤B得到的泥料进行真空练泥；
[0016]D、将步骤C得到的泥料进行挤出成型；
[0017]E、对挤出成型的坯料进行养护干燥；
[0018]F、将养护干燥后的坯料进行外形加工；
[0019]G、烧成外形加工后的坯料，烧成温度为350°C-600°C，升温速度为150°C/小时，达到预设温度后保温时间为3-5个小时；
[0020]步骤A所述原料中Na20、K2O的重量比应小于0.05%。
[0021]无机纤维的重量比最好为2% -18%。
[0022]本发明的技术效果:
[0023]采用本发明技术方案得到的整体式催化剂具有较高的强度，可达3.5MPa以上，满足电厂生产要求，提高了催化剂的使用寿命，降低了电厂的生产成本。
[0024]本发明的制备方法使得制备的整体式催化剂中活性成分不偏析，二氧化钛等催化剂成分在陶瓷体中分布更均匀，活性更好。
【具体实施方式】
[0025]以下对本发明的技术方案进行详细说明。
[0026]去除废气中氮氧化物整体式催化剂外形为蜂窝结构，蜂窝结构在沿气体流动方向上设置有贯通的气孔。整体式催化剂的主成分为二氧化钛，在制备整体式催化剂的原料中包括重量比小于30%的无机纤维，无机纤维的长度为0.05至4毫米。无机纤维可以是高铝玻璃纤维或硼硅酸盐玻璃纤维或E玻璃纤维。
[0027]上述二氧化钛为锐钛矿晶型二氧化钛。二氧化钛也可以是为硫酸法制备氧化钛的前驱体。
[0028]制备本发明整体式催化剂的原料中包括结合剂，结合剂为硅溶胶或铝溶胶或硅铝溶胶或钛溶胶。
[0029]制备上述整体式催化剂方法包括如下步骤:
[0030]A、制备预烧粉:混合二氧化钛和硅微粉，也可以将二氧化钛微粉、偏钨酸铵和硅微粉一起混合制备预烧粉，其中根据工艺需要二氧化硅成分也可以通过硅溶胶的形式引入。二氧化钛微粉的粒径为40-90 μ m ;硅微粉为二氧化硅，硅微粉的粒径为100 μ m ;还需要向粉体混入成型助剂、有机质类的界面活性剂，所述界面活性剂为聚乙烯醇、甲基纤维素以及其他有机脂类；将上述原料混合均匀后，经过真空练泥、挤制泥条、干燥和预烧获得预烧粉。上述预烧粉泥条的干燥温度为80-110°C，烧成温度为400-650°C，将烧后的泥条在球磨机粉磨后形成预烧粉。
[0031]B、向预烧粉中混入水和表面活性剂和分散剂，之后再加入重量比小于30%的无机纤维进行捏合，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米。使混合物达到易于成型的泥料状态。通过实验优选，无机纤维占所述原料重量比为2% -18%，试验表明，当无机纤维占所述原料重量比小于2%时，整体式催化剂的强度有一定程度的降低；当无机纤维占所述原料重量比大于18%时，整体式催化剂的活性有所降低。
[0032]上述原料中Na20、K20的比重应当分别小于0.05%。当比重大于0.05%时易发生催化剂中毒，使二氧化钛催化剂的活性降低。
[0033]C、将步骤B得到的泥料进行真空练泥。
[0034]D、将步骤C得到的泥料进行挤出成型。
[0035]E、对挤出成型的坯料进行养护干燥，其目的是使干燥过程水分散发的速度不要太快，避免因干燥工艺出现裂纹等损坏。
[0036]F、将养护干燥后的坯料进行外形加工，如去除坯体断面不符合形状、尺寸要求的部分。
[0037]G、烧成外形加工后的坯料，烧成温度为350°C -600°C，升温速度为150°C /小时，达到预设温度后保温时间为3-5个小时。
【权利要求】
1.去除废气中氮氧化物整体式催化剂，主成分为二氧化钛，所述整体式催化剂为蜂窝结构，所述蜂窝结构在沿气体流动方向上设置有具有一定尺寸的贯通孔，其特征在于在制备所述催化剂的原料中包括重量比小于30%的无机纤维，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米。
2.根据权利要求1所述整体式催化剂，其特征在于所述无机纤维为高铝玻璃纤维或硼硅酸盐玻璃纤维或E玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述整体式催化剂，其特征在于所述二氧化钛为硫酸法制备的锐钛矿晶型二氧化钛。
4.根据权利要求1所述整体式催化剂，其特征在于所述二氧化钛为硫酸法制备氧化钛的前驱体。
5.根据权利要求1所述整体式催化剂，其特征在于制备所述催化剂的原料中包括结合齐?，结合剂为硅溶胶或铝溶胶或硅铝溶胶或钛溶胶。
6.制备权利要求1至5之一的整体式催化剂方法，其特征在于包括如下步骤: Α、制备预烧粉:混合二氧化钛和硅微粉，也可以将二氧化钛微粉、偏钨酸铵和硅微粉一起混合制备预烧粉，其中根据工艺需要二氧化硅成分也可以通过硅溶胶的形式引入。二氧化钛微粉的粒径为40-90 μ m ;硅微粉为二氧化硅，硅微粉的粒径为100 μ m ;还需要向粉体混入成型助剂、有机质类的界面活性剂，所述界面活性剂为聚乙烯醇、甲基纤维素以及其他有机脂类；将上述原料混合均匀后，经过真空练泥、挤制泥条、干燥和预烧获得预烧粉。上述预烧粉泥条的干燥温度为80-110°C，烧成温度为400-650°C，将烧后的泥条在球磨机粉磨后形成预烧粉； B、向预烧粉中混入水和表面活性剂和分散剂，之后再加入重量比小于30%的无机纤维进行捏合，所述无机纤维的长度为0.05至4毫米； C、将步骤B得到的泥料进行真空练泥； D、将步骤C得到的泥料进行挤出成型； E、对挤出成型的坯料进行养护干燥； F、将养护干燥后的坯料进行外形加工； G、烧成外形加工后的坯料，烧成温度为350°C-600°C，升温速度为150°C /小时，达到预设温度后保温时间3— 5个小时。
7.根据权利要求6所述的整体式催化剂制备方法，其特征在于步骤A所述原料中Na20、K2O的比重小于0.05%。
8.根据权利要求6所述的整体式催化剂制备方法，其特征在于无机纤维的比重为2% -18%。
【文档编号】B01D53/86GK104324712SQ201410427917
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】施霞虹 申请人:南宁市磁汇科技有限公司