一种除尘脱硝一体化无机膜管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法，包括：将铜盐和铁盐按照1:1‑3:1的摩尔投料比溶于乙醇中，得到浸渍液；将氧化铝粉体加入到浸渍液中浸渍，剪切式超声搅拌一定时间后进行干燥、煅烧和研磨过筛，得到负载有铜铁活性组分的催化剂颗粒；采用旋涂设备将催化剂颗粒旋涂于无机膜管状支撑体表面，并取出旋涂过的管状支撑体进行高温烧结，得到该除尘脱硝一体化无机膜管。本发明专利技术还一并公开了在该制备方法中所使用的旋涂设备的具体结构以及采用该方法所制得的除尘脱硝一体化无机膜管。

An integrated inorganic membrane tube for dedusting and denitration and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种除尘脱硝一体化无机膜管及其制备方法
本专利技术涉及烟气除尘脱硝
，尤其涉及一种除尘脱硝一体化无机膜管及其制备方法。
技术介绍
SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原)技术是当今最成熟且应用最为广泛的一种脱硝技术，与其他脱硝技术相比，其脱硝效率高，能实现90％以上的脱硝效率，无二次污染，几乎没有副产物生成，即产物氮气的选择性较高，不存在二次污染的问题。无机陶瓷膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、孔径分布窄、微观结构可控、使用寿命长等特点，因此将无机膜分离技术引入到环保领域高温条件下的气固分离，开发适用于燃煤电厂锅炉、工业锅炉、建材、冶金等行业烟气、尾气的气固分离装置具有重要意义。然而现有的陶瓷膜制备过程中多采用水溶液体系，其在分散和过滤等过程中容易导致颗粒的聚集而分散不均匀，进而影响后续的涂膜均匀性。而且当采用申请号201820360157.9中所公开的旋转扬射涂膜装置进行涂膜时，催化剂颗粒进入涂膜装置后，其涂膜的均匀性仍需进一步提高。因此，需要提供一种更好的除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法和设备。
技术实现思路
为此，本专利技术提供了一种除尘脱硝一体化无机膜管及其制备方法，以解决或至少缓解上面存在的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法，包括：将铜盐和铁盐按照1:1-3:1的摩尔投料比溶于乙醇中，得到浸渍液；将氧化铝粉体加入到所述浸渍液中浸渍，剪切式超声搅拌一定时间后进行干燥、煅烧和研磨过筛，得到负载有铜铁活性组分的催化剂颗粒；采用旋涂设备将所述催化剂颗粒旋涂于无机膜管状支撑体表面，并取出旋涂过的管状支撑体进行高温烧结，得到除尘脱硝一体化无机膜管。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，铜盐为Cu(NO3)2·3H2O，铁盐为Fe(NO3)2·9H2O，每克Al2O3粉体配比5mL浸渍液。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，剪切式超声搅拌时间为0.5-1.5h，干燥温度为65℃-85℃，煅烧温度为350℃-450℃，煅烧时间为1-3h，过筛目数为200-300目，高温烧结时升温速度不超过8℃/min。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，剪切式超声搅拌时间为1h，干燥温度为75℃，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h，旋涂操作的气体流量为0.8m3/h，涂膜时间为15min。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，高温烧结过程包括：按照3℃/min的升温速率从室温升至450℃后保温2h，并按照2℃/min的升温速率继续升温至1150℃后保温2h。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，无机膜管状支撑体包括基材支撑层和过渡层，催化剂颗粒旋涂于过渡层上。可选地，在根据本专利技术的制备方法中，基材支撑体层由碳化硅构成，过渡层是碳化硅和氧化铝的混合物。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种在如上所述的制备方法中使用的旋涂设备，包括：气体发生装置，用于向外鼓吹气体；扬射装置，其顶部设有进料口，左右两侧分别设有第一进气口和第一出气口，该第一进气口通过管道与气体发生装置连接；和涂膜装置，包括釜体，该釜体的底部设有用于固定无机膜管状支撑体的固定盘，左侧设有第二进气口，该第二进气口通过管道与扬射装置连接，且该第二进气口处设有与釜体等高的弧形挡板，该挡板边缘为刀片型。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，固定盘为一个或多个，每个固定盘可带动其上的无机膜管状支撑体一起转动。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，每个无机膜管状支撑体的顶部设有一体成型的可活动压杆和密封盘，且压杆与密封盘在竖直方向上为中空结构以作为第二出气口。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，扬射装置在第一进气口上方设有截板，该截板为多孔状结构，每个孔状结构处均设置有锥形漏斗。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，扬射装置的底部内壁为斜坡结构，且斜坡末端设有废料出口。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，涂膜装置的釜体为圆筒型结构，挡板为四分之一圆弧。可选地，在根据本专利技术的旋涂设备中，挡板厚度为2mm，挡板与釜体内壁相距5mm，锥形漏斗的下孔径为300目。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种采用如上所述的方法制备的除尘脱硝一体化无机膜管，包括：无机膜管状支撑体；以及旋涂于该无机膜管状支撑体表面的催化剂膜层，该催化剂膜层的催化剂颗粒通过将氧化铝粉体浸渍到铜盐和铁盐的乙醇溶液中得到。根据本专利技术的技术方案，通过将铜盐和铁盐溶解到乙醇液中得到浸渍液，通过将Al2O3粉体在浸渍液中剪切式超声搅拌和干燥煅烧即可得到催化剂颗粒。这种方法能保障催化剂活性组分的均匀分散，且应用乙醇体系后直接进行干燥即可，避免过滤操作导致的颗粒聚集多大或颗粒不均匀。另外，本专利技术采用旋涂设备将催化剂颗粒旋涂于无机膜管状支撑体表面，该旋涂设备的涂膜装置采用挡板结构，催化剂颗粒进入涂膜装置后，经挡板的刀片式边缘高速切飞出去，能尽量持久地在涂膜装置内部形成环流，进而均匀涂覆在整个支撑体的表面。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。图1示出了根据本专利技术一个实施例的除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法100的流程图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的负载有催化剂颗粒的无机膜管200的结构示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的负载有催化剂颗粒的无机膜管的SEM图；图4示出了根据本专利技术一个实施例的旋涂设备400的剖视图；图5a-5c分别示出了根据本专利技术一个实施例的扬射装置420和涂膜装置430的连接方式的示意图；图6示出了根据本专利技术一个实施例的挡板435的位置示意图；以及图7示出了根据本专利技术一个实施例的无机膜管的烟尘捕集性能的效果图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术一个实施例的除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法100的流程图。如图1所示，该方法始于步骤S110中。在步骤S110中，将铜盐和铁盐按照1:1-3:1的摩尔投料比溶于乙醇中，得到浸渍液。其中，铜盐可以为Cu(NO3)2·3H2O，铁盐可以为Fe(NO3)2·9H2O，当然不限于此。乙醇的质量浓度可以为15％～25％，当然不限于此，也可以是其他浓度设置。随后，在步骤S120中，将氧化铝粉体加入到浸渍液中浸渍，剪切式超声搅拌一定时间后进行干燥、煅烧和研磨过筛，得到负载有铜铁活性组分的催化剂颗粒。根据一个实施例，每克Al2O3粉体可配比5mL浸渍液，当然不限于此。剪切式超声搅拌可以加速铜盐和铁盐在乙醇液中的分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法，包括：将铜盐和铁盐按照1:1‑3:1的摩尔投料比溶于乙醇中，得到浸渍液；将氧化铝粉体加入到所述浸渍液中浸渍，剪切式超声搅拌一定时间后进行干燥、煅烧和研磨过筛，得到负载有铜铁活性组分的催化剂颗粒；采用旋涂设备将所述催化剂颗粒旋涂于无机膜管状支撑体表面，并取出旋涂过的管状支撑体进行高温烧结，得到所述除尘脱硝一体化无机膜管。

【技术特征摘要】
1.一种除尘脱硝一体化无机膜管的制备方法，包括：将铜盐和铁盐按照1:1-3:1的摩尔投料比溶于乙醇中，得到浸渍液；将氧化铝粉体加入到所述浸渍液中浸渍，剪切式超声搅拌一定时间后进行干燥、煅烧和研磨过筛，得到负载有铜铁活性组分的催化剂颗粒；采用旋涂设备将所述催化剂颗粒旋涂于无机膜管状支撑体表面，并取出旋涂过的管状支撑体进行高温烧结，得到所述除尘脱硝一体化无机膜管。2.如权利要求1所述的方法，其中所述铜盐为Cu(NO3)2·3H2O，所述铁盐为Fe(NO3)2·9H2O，每克Al2O3粉体配比5mL浸渍液。3.如权利要求1或2所述的方法，其中剪切式超声搅拌时间为0.5-1.5h，干燥温度为65℃-85℃，煅烧温度为350℃-450℃，煅烧时间为1-3h，过筛目数为200-300目，高温烧结时升温速度不超过8℃/min。4.如权利要求1或2所述的方法，其中剪切式超声搅拌时间为1h，干燥温度为75℃，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h，旋涂操作的气体流量为0.8m3/h，涂膜时间为15min。5.如权利要求1或2所述的方法，其中高温烧结过程包括：按照3℃/min的升温速率从室温升至450℃后保温2h，并按照2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶文亮，王军，聂登攀，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52