本发明专利技术公开了一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，属于催化技术领域；该脱硝催化剂主要由以下组分：TiC35～40份、板状刚玉骨料25～35份、三氧化钨5～10份、SiO25～8份、氧化铬绿微粉8～12份、玻璃纤维2～3份、氮化硅2～4份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、邻苯二甲酸酯2～3份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体
本专利技术涉及一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，本专利技术制备的脱硝催化剂，具备良好的机械强度、抗酸腐蚀能力、抗热震性能，可适应于燃煤锅炉、火电机组的空预器中，以取代空预器中换热原件考登钢，兼具良好的换热性能、脱硝活性和较宽的温度窗口。
技术介绍
近年来，能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点。我国由于人均能源资源短缺，环境容量有限，生态脆弱，将极大的制约我国的可持续发展。国内GDP每年高速发展，能源消耗急骤增加，环境、生态日益恶化。节能降耗成为解决能源问题的一大主攻方向。据统计，国内的工业部门能源消耗量占全国能源总量的70％。其中工业窑炉是我国耗能大户，约占全国总能耗的25％，能源利用率低是造成工业炉耗能大的主要原因之一。与发达国家的工业炉相比，国内的工业窑炉平均热效率要低20％左右，浪费的能源相当于2亿吨标准煤，可见工业窑炉节能潜力是十分巨大的。目前工业窑炉中的空气预热器中所用的换热原件材质为考登钢，考登钢具有机械强度高、不易破损、换热速率快、热容大等优点，但是在使用过程中，考登钢表面的搪瓷易脱落，钢材裸漏以后非常容易被硫酸氢铵或结露而成的硫酸腐蚀，尤其是全国燃煤电厂在全面实施超低排放之后。为使脱硝处理后的氮氧化物浓度达到超低排放标准，目前，主流的降低NOx排放方法是，增加一层催化剂，这样会导致系统阻力、空气预热器阻力提高，SO2向SO3的转化率上升，气溶胶排放增加，导致氨逃逸增大、腐蚀及堵塞现象增加等。空气预热器在使用过程中，换热元件缓慢转动，温度较高的烟气和冷空气交替流经换热元件，进行周期性的换热。在一个换热周期内，换热元件的温度周期性变化，选用稀土元素Ce、La作为活性组分，具有较宽的脱硝活性温度区间。传统的钒钛系脱硝催化剂，活性温度窗口较窄（320～400℃），运行过程中易受SO2中毒，低温下活性较低，且易产生硫铵，堵塞催化剂孔及空预器及下游设备，造成系统压降较大，增加引风机的用电成本等不利因素。而且现有稀土基催化剂不具有蓄热功能，并且耐磨性差，活性温度低值高，强度低，使用寿命短；使得应用范围受到极大局限，因此，我们迫切需要研究一种新型催化剂，以替代上述产品。
技术实现思路
本专利技术提供一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，以解决上述技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术方案采用的技术方案是：一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，其特征在于该脱硝催化剂主要由以下组分：TiC35～40份、板状刚玉骨料25～35份、三氧化钨5～10份、SiO25～8份、氧化铬绿微粉8～12份、玻璃纤维2～3份、氮化硅2～4份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。所述催化浆料由以下组分组成：硝酸铁12～15份、硝酸锰12～15份、五氧化二铌8～12份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纤维6～10份；氧化铝微粉3～5份、硅粉3～6份、氧化锌3～4份、硝酸铈5～8份、硝酸镧5～6份、钛酸酯偶联剂3份。一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，其制备方法包括以下步骤：（1）泥料捏合：i）称取TiC、板状刚玉骨料、三氧化钨、SiO2、氧化铬绿微粉、硬脂酸、单乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物粉料混合，加入去离子水和20%氨水，其中去离子水：粉料重量比为1：（0.4～0.6），搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，pH目标值7.8～9.4；ii）添加20%氨水0.5～1.5份、盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，pH目标值7.8～8.5；iii）边搅拌边依次添加玻璃纤维，氮化硅，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，pH目标值8.1～9.2；iv）依次添加氯化聚乙烯、羟丙基甲基纤维素，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，pH目标值8.1～9.0；（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200N，过滤挤出成泥条；（4）成型挤出：在前端装有SCR成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度1380℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体，用体积浓度30%硝酸清洗陶瓷坯体、烘干备用；（6）上浆：称取硝酸铁、硝酸锰、五氧化二铌、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、氧化铝微粉、硅粉、氧化锌、硝酸铈、硝酸镧、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有1.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成催化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入催化浆料池内，裹上催化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的催化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；（7）干燥-煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，送入煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度550℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到低温蜂窝陶瓷体。作为优选，所述步骤（3）预过滤挤出，滤网采用网孔规格为1.0x4mm或0.8x3mm的不锈钢滤网。作为优选，所述步骤（4）成型挤出，挤出机控制条件为，挤出压力7MPa，挤出温度＜35℃，真空度-0.094MPa左右。本专利技术具有如下优点：本专利技术在低温的环境下的脱硝率极高，反应条件温和，对环境无任何污染。本专利技术先经过1380℃高温烧制蜂窝陶瓷胚体，再将蜂窝陶瓷坯体上浆，最后经过500～600℃烧制而成。本专利技术提高催化剂抗烧结能力，有利于提高催化剂热稳定性；可适应于燃煤锅炉、火电机组的空预器中；板状刚玉骨料可明显降低催化剂的成本，同时，由于整体式催化剂是轴向传热，可利用板状刚玉骨料蜂窝陶瓷载体的蓄热功能，提高催化剂温度的均匀性，改善催化性能。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是本专利技术可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。实施例1一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体主要由以下组分：TiC35份、板状刚玉骨料25份、三氧化钨5份、SiO28份、氧化铬绿微粉8份、玻璃纤维2份、氮化硅4份、氯化聚乙烯3份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5份、羟丙基甲基纤维素10份、单乙醇胺2份本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，其特征在于该脱硝催化剂主要由以下组分：该脱硝催化剂主要由以下组分：TiC35～40份、板状刚玉骨料25～35份、三氧化钨5～10份、SiO25～8份、氧化铬绿微粉8～12份、玻璃纤维2～3份、氮化硅2～4份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；所述催化浆料由以下组分组成：硝酸铁12～15份、硝酸锰12～15份、五氧化二铌8～12份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纤维6～10份；氧化铝微粉3～5份、硅粉3～6份、氧化锌3～4份、硝酸铈5～8份、硝酸镧5～6份、钛酸酯偶联剂4～5份。
【技术特征摘要】
1.一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，其特征在于该脱硝催化剂主要由以下组分：该脱硝催化剂主要由以下组分：TiC35～40份、板状刚玉骨料25～35份、三氧化钨5～10份、SiO25～8份、氧化铬绿微粉8～12份、玻璃纤维2～3份、氮化硅2～4份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；所述催化浆料由以下组分组成：硝酸铁12～15份、硝酸锰12～15份、五氧化二铌8～12份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纤维6～10份；氧化铝微粉3～5份、硅粉3～6份、氧化锌3～4份、硝酸铈5～8份、硝酸镧5～6份、钛酸酯偶联剂4～5份。2.根据权利要求1所述的一种兼具脱硝蓄热功能的低温稀土复合蜂窝陶瓷体，其特征在于其制备方法包括以下步骤：（1）泥料捏合：i）称取TiC、板状刚玉骨料、三氧化钨、SiO2、氧化铬绿微粉、硬脂酸、单乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物粉料混合，加入去离子水和20%氨水，其中去离子水：粉料重量比为1：（0.4～0.6），搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，pH目标值7.8～9.4；ii）添加20%氨水0.5～1.5份、盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，pH目标值7.8～8.5；iii）边搅拌边依次添加玻璃纤维，氮化硅，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，pH目标值8.1～9.2；iv）依次添加氯化聚乙烯、羟丙基甲基纤维素，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，p...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军营，周守洪，杨晓波，徐志鹏，
申请(专利权)人：湖北神雾热能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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