一种催化陶瓷滤管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种催化陶瓷滤管的制备方法，该方法具体如下：先利用草酸溶液溶解催化剂活性组分前驱体配置活性溶液A；使用钛源、醇溶剂、水解抑制剂和络合剂配置钛源溶液B；并将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C；再将干燥后的陶瓷基管置于所述载体溶胶C中进行浸渍；最后将浸渍后的陶瓷基管进行干燥焙烧，制得催化陶瓷滤管成品。本发明专利技术所提供的制备方法活性组分一次性加入，仅一次焙烧直接形成V2O5‑WO3/TiO2的催化体系，解决了现有技术中二次焙烧存在的工艺程序复杂以及高能耗问题。本发明专利技术所提供的制备方法工艺简易、能耗低、浸渍效率高。

Preparation of a Catalytic Ceramic Filter Tube

The invention discloses a preparation method of a catalytic ceramic filter tube, which is as follows: firstly, the precursor of the active component of the catalyst is dissolved in oxalic acid solution and the active solution A is disposed; secondly, the titanium source solution B is disposed with titanium source, alcohol solvent, hydrolysis inhibitor and complexing agent; and then the active solution A and titanium source solution B are mixed to form a carrier sol C containing the active component; secondly, the dried ceramics are disposed. The base tube is impregnated in the carrier sol C, and finally the impregnated ceramic base tube is dried and roasted to produce the finished product of the catalytic ceramic filter tube. The active component of the preparation method provided by the invention is added at one time, and the catalytic system of V2O5 WO3/TiO2 is directly formed by one calcination, thus solving the problems of complex process procedure and high energy consumption existing in the secondary calcination in the prior art. The preparation method provided by the invention has the advantages of simple process, low energy consumption and high impregnation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种催化陶瓷滤管的制备方法
本专利技术涉及烟气除尘和脱硝领域，特别涉及一种催化陶瓷滤管的制备方法。
技术介绍
随着社会的发展和人们对空气质量的重视，国家对燃料燃烧产生的污染物排放浓度提出了更为严格的标准，尤其是粉尘和氮氧化物(NOx)。目前，大型燃烧装置的尾部烟气净化系统一般由烟气脱硝装置、除尘装置和烟气脱硫装置组成。传统的脱硝除尘工艺是由SCR/SNCR等脱硝技术与电除尘/袋式除尘/电袋复合除尘等除尘技术组合形成。然而，单个项目难以满足各技术要求的最佳工况，最终烟气处理效果不理想。此外，这种由单一功能设备组成的烟气净化系统必然存在系统复杂、投资巨大、运行和维护费用高、占地面积大等缺陷，这在一定程度上阻碍了烟气净化技术的推广实施。为进一步提高烟气净化效率同时降低成本，脱硝除尘一体化技术逐步成为烟气净化的主要发展反向。其中，催化陶瓷滤管是一种新型脱硝除尘一体化的部件，其致密结构可去除烟气中的粉尘，负载其中的脱硝催化剂能同时将NOx选择性催化还原成氮气和水。因此，催化陶瓷滤管的微观结构及其内部催化剂分布情况决定了其烟气净化效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种催化陶瓷滤管的制备方法，该方法具体如下：利用草酸溶液溶解催化剂活性组分前驱体配置活性溶液A；使用钛源、醇溶剂、水解抑制剂和络合剂配置钛源溶液B；将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C；将陶瓷基管置于所述载体溶胶C中进行浸渍；将浸渍后的陶瓷基管进行干燥焙烧，得到催化陶瓷滤管成品。与现有技术两次浸渍和两次焙烧相比，本专利技术所提供的制备方法中先将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C(两种溶液反应形成含有活性组分的TiO2水溶胶)，然后再将陶瓷基管放入载体溶胶C中进行浸渍，浸渍后通过一次焙烧即可获得催化陶瓷滤管成品。也就是说，活性组分一次性加入，仅一次焙烧直接形成V2O5-WO3/TiO2的催化体系，解决了现有技术中二次焙烧存在的工艺程序复杂以及高能耗问题。本专利技术所提供的制备方法工艺简易、能耗低、浸渍效率高。可选的，所述活性溶液A的具体配置方法为：将偏钒酸铵、偏钨酸铵加入到草酸溶液中，溶解形成活性溶液A，其中，偏钒酸铵、偏钨酸铵、草酸溶液三者的重量比范围为：1：(3-5)：(3.5～5.5)。可选的，所述钛源溶液B的具体配置方法为：将钛源溶于醇溶剂中，并加入水解抑制剂、络合剂形成钛源溶液B，加入体积比为：钛源：醇溶剂：络合剂：水解抑制剂＝1:(5～25):(0.1～0.5):(0.1～0.3)。可选的，所述钛源为钛酸四丁酯、钛酸正丙酯或钛酸异丙酯中的任意一种；所述醇溶剂为乙醇或异丙醇；所述络合剂为乙酰丙酮、乙二胺或三乙醇胺中任意一种；所述水解抑制剂为乳酸或冰醋酸。可选的，所述载体溶胶C的具体形成步骤为：将所述活性溶液A缓慢加入到所述钛源溶液B中并同时快速搅拌，形成载体溶胶C的粘度范围为：0.5mpa·s～30mpa·s，所述载体溶胶的胶粒粒径范围：0.01μm～2.5μm。可选的，所述陶瓷基管进行浸渍前，还包括干燥步骤，具体为：将所述陶瓷基管置于真空度0.1Mp、温度为120摄氏度的真空干燥室中干燥1h至4h。可选的，盛放所述载体溶胶C的容器内腔被隔板分隔为上腔室和下腔室，所述上腔室的腔体壁上开设有真空连接口，所述陶瓷基管置于所述载体溶胶C中进行浸渍的具体工艺步骤为：将所述载体溶胶C充满所述下腔室，所述陶瓷基管定位于所述隔板上，开口向上，管颈以下没入所述隔板下方的载体溶胶C内部，所述陶瓷基管的管口与所述隔板上方的上腔室连通，连接所述真空连接口和外部真空设备，开启所述真空设备对所述上腔室抽真空，以使位于所述陶瓷基管外部的载体溶胶C渗入所述陶瓷基管的管壁并进入内管中。可选的，所述隔板上设置有可供所述陶瓷基管穿过和定位的装置。可选的，当自所述陶瓷基管的管壁外部渗入其内管中的载体溶胶C处于所述管口位置时，停止抽真空并维持所述上腔室的真空度压力进行浸渍0.5h-8h。可选的，所述陶瓷基管为圆柱筒状，一端封闭，另一端为法兰式开口，所述陶瓷基管管壁平均孔径为1～100μm，所述陶瓷基管为堇青石陶瓷、碳化硅陶瓷、或者纤维复合陶瓷。附图说明图1a为本专利技术一种实施例中催化陶瓷滤管的制备方法的流程简图；图1b为本专利技术一种实施例中催化陶瓷滤管的制备方法的流程图；图2为本专利技术一种实施例中催化陶瓷滤管的制备系统的框图；图3为本专利技术一种实施例中浸渍装置的结构示意图。其中，图3中：真空连接口1、封头2、透明观察窗口3、液位计4、隔板5、容器体6、上腔室61、下腔室62、陶瓷基管7、通孔8、真空泵9、控制阀10。具体实施方式目前催化陶瓷滤管的成型工艺主要如下：先将陶瓷基管浸渍到钛源溶胶中，之后焙烧形成TiO2载体层，然后再浸渍到钒和钨前躯体溶液中，最后再进行焙烧得到成品。从以上描述可以看出，现有技术中催化陶瓷滤管的制作需要进行两次浸渍和两次焙烧，工艺相对比较复杂、能耗比较高，并且二次焙烧会导致催化剂比表面积降低，此外，活性液只能浸渍到陶瓷基管外表面，无法均匀的渗入管壁内孔道中，影响催化陶瓷滤管的脱硝活性。针对以上问题，本文进行大量研究探索，终于提出了一种可以简化催化陶瓷滤管制备工艺，并且能耗较低的制备方法。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1a、图1b和图2，本专利技术提供了一种催化陶瓷滤管的制备方法，该方法具体如下：S1、利用草酸溶液溶解催化剂活性组分前驱体配置活性溶液A；使用钛源、醇溶剂、水解抑制剂和络合剂配置钛源溶液B；也就是说，通常情况下需要预先配置活性溶液A和钛源溶液B，当然，如果有现成的活性溶液A和钛源溶液B，该步骤也可以省略。本文以现场配置以上两种溶液为例继续介绍技术方案。活性溶液A和钛源溶液B的配置必然需要在相应容器中制备，本文还提供了一种催化陶瓷滤管的制备系统，该系统包括溶解装置和浸渍装置，溶解装置至少用于活性溶液A的配置，当然，也可以能够配置钛源溶液B，即溶解装置中分别设置不同的容器进行以上溶液的配置。考虑到后续浸渍工艺程序及提高整个工艺效率等因素，本文优选溶解装置用于活性溶液A的配置，钛源溶液B在浸渍装置的浸渍池中配置。后文中将详细记载。其中，活性溶液A的具体配置方法可以为：将偏钒酸铵、偏钨酸铵加入到草酸溶液中，溶解形成活性溶液A，其中，偏钒酸铵、偏钨酸铵、草酸溶液三者的重量比范围为：1：(3-5)：(3.5～5.5)。另外，钛源溶液B的具体配置方法可以为：将钛源溶于醇溶剂中，并加入水解抑制剂、络合剂形成钛源溶液B，加入体积比为：钛源：醇溶剂：络合剂：水解抑制剂＝1:(5～25):(0.1～0.5):(0.1～0.3)。上述钛源可以为钛酸四丁酯、钛酸正丙酯或钛酸异丙酯中的任意一种。醇溶剂可以为乙醇或异丙醇中任意一种。络合剂可以为乙酰丙酮、乙二胺或三乙醇胺中任意一种。水解抑制剂可以为乳酸或冰醋酸中任意一种。S2、将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C；其中，载体溶胶C的具体形成步骤可以为：将活性溶液A缓慢加入到钛源溶液B中并同时快速搅拌，形成载体溶胶C的粘度范围为：0.5mpa·s～30mpa·s，载体溶胶的胶粒粒径范围：0.01μm～2.5μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，该方法具体如下：利用草酸溶液溶解催化剂活性组分前驱体配置活性溶液A；使用钛源、醇溶剂、水解抑制剂和络合剂配置钛源溶液B；将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C；将陶瓷基管置于所述载体溶胶C中进行浸渍；将浸渍后的陶瓷基管进行干燥焙烧，得到催化陶瓷滤管成品。

【技术特征摘要】
1.一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，该方法具体如下：利用草酸溶液溶解催化剂活性组分前驱体配置活性溶液A；使用钛源、醇溶剂、水解抑制剂和络合剂配置钛源溶液B；将活性溶液A和钛源溶液B混合形成含有活性组分的载体溶胶C；将陶瓷基管置于所述载体溶胶C中进行浸渍；将浸渍后的陶瓷基管进行干燥焙烧，得到催化陶瓷滤管成品。2.如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述活性溶液A的具体配置方法为：将偏钒酸铵、偏钨酸铵加入到草酸溶液中，溶解形成活性溶液A，其中，偏钒酸铵、偏钨酸铵、草酸溶液三者的重量比范围为：1：(3-5)：(3.5～5.5)。3.如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述钛源溶液B的具体配置方法为：将钛源溶于醇溶剂中，并加入水解抑制剂、络合剂形成钛源溶液B，加入体积比为：钛源：醇溶剂：络合剂：水解抑制剂＝1:(5～25):(0.1～0.5):(0.1～0.3)。4.如权利要求3中所述的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸四丁酯、钛酸正丙酯或钛酸异丙酯中的任意一种；所述醇溶剂为乙醇或异丙醇；所述络合剂为乙酰丙酮、乙二胺或三乙醇胺中任意一种；所述水解抑制剂为乳酸或冰醋酸。5.如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述载体溶胶C的具体形成步骤为：将所述活性溶液A缓慢加入到所述钛源溶液B中并同时快速搅拌，形成载体溶胶C的粘度范围为：0.5mpa·s～30.0mpa·s，所述载体溶胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽明，杨广华，黄星，林荷，
申请(专利权)人：福建龙净环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35