转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂、制备方法技术

技术编号:22356276 阅读:29 留言:0更新日期:2019-10-23 02:10
本发明专利技术实施例涉及一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂、制备方法,所述催化剂包括:蜂窝陶瓷、涂层浆料、活性组分。该催化剂机械强度高、成本低廉、催化剂涂层与本体和活性物种粘结性能高,不易脱落、活性物种涂覆均匀,有利于实现规模化工业催化剂生产与实际应用。

Catalyst and preparation method of honeycomb ceramic for self supporting catalytic combustion of converter gas

【技术实现步骤摘要】
转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂、制备方法
本专利技术实施例涉及催化剂材料制备及污染物控制的
,尤其涉及一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂、制备方法。
技术介绍
转炉炼钢工艺过程中会产生大量的转炉煤气,符合煤气回收标准的进入煤气柜收集利用,而不符合回收标准(CO%<35%且O2%>2%)的转炉放散煤气(80-150℃)通常通过放散塔进行直燃排放,造成严重的能源浪费和环境污染。而催化燃烧技术是实现转炉放散煤气余热利用和低温高效转化的有效技术。工业催化剂最具应用前景的就是蜂窝式催化剂,而蜂窝陶瓷催化剂的制备及应用更是重中之重。相关技术中,蜂窝陶瓷催化剂制备过程所使用的涂层浆料主要成分为氧化铝,同时研究掺杂不同其他组份,如表面活性剂、粘结剂及活性组分之间的比例,来得到高活性、耐久性长的蜂窝陶瓷催化剂。目前制备蜂窝陶瓷催化剂仍需克服制备工艺繁琐复杂、制备成本高、运行一段时间后活性粉末易于从载体表面脱落,造成催化活性的降低、长时间运行催化剂活性降低、活性粉末在载体表面涂覆不均匀等难题,不利于催化反应的正常有效进行。同时,应用于转炉放散煤气(80-150℃)的工业蜂窝陶瓷催化剂更是鲜见报道。因此,急需开发一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂及其制备方法。
技术实现思路
鉴于此,为解决现有技术中的技术问题,本专利技术实施例提供了一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂、制备方法。第一方面,本专利技术实施例提供了一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,所述催化剂包括:蜂窝陶瓷、涂层浆料、活性组分。在一个可能的实施方式中,所述蜂窝陶瓷形状为圆柱体。在一个可能的实施方式中,所述蜂窝陶瓷尺寸:直径25-300mm、长度100-500mm。在一个可能的实施方式中,所述涂层浆料由Al2O3、PEG20000、硝酸、丙三醇与去离子水构成。在一个可能的实施方式中,所述丙三醇与去离子水质量比为0.5:10-0.5:25之间。在一个可能的实施方式中,所述活性组分,至少包括下述金属之一:Cu、Mn、Ce。第二方面,本专利技术实施例提供了一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂的制备方法,所述方法包括:将蜂窝陶瓷置于携带预处理液体的超声器中,在第一预设温度范围内进行超声处理,经过超声处理后在第二预设温度范围内进行干燥处理;制备涂层浆料,将经过干燥处理后的蜂窝陶瓷反复浸入所述涂层浆料,吹扫蜂窝陶瓷表面以及内部多余的涂层浆料,再次进行干燥处理,进行焙烧得到蜂窝陶瓷涂层;将活性组分溶于去离子水或乙醇溶液中,将所述蜂窝陶瓷涂层反复浸泡在去离子水或乙醇溶液中,再次进行干燥处理,进行焙烧得到蜂窝陶瓷催化剂。在一个可能的实施方式中,所述涂层浆料由Al2O3、PEG20000、硝酸、丙三醇与去离子水构成,所述丙三醇与去离子水质量比为0.5:10-0.5:25之间。在一个可能的实施方式中,所述活性组分,至少包括下述金属之一:Cu、Mn、Ce。在一个可能的实施方式中,所述制备涂层浆料,包括:将所述丙三醇与去离子水混合搅拌均匀,再将Al2O3与PEG20000加入到所述丙三醇与去离子水组成的溶液中,并加入硝酸进行滴定,使溶液PH范围为2-4。本专利技术实施例提供的转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,该催化剂机械强度高、成本低廉、催化剂涂层与本体和活性物种粘结性能高,不易脱落、活性物种涂覆均匀,有利于实现规模化工业催化剂生产与实际应用。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂的实际应用示意图;图2为本专利技术实施例的一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂制备方法的实施流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。为便于对本专利技术实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明,实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。如图1所示,为本专利技术实施例提供的一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,该催化剂可以包括:蜂窝陶瓷、涂层浆料、活性组分。针对蜂窝陶瓷,通常其形状可以是圆柱体,当然也可以是其它形状,本专利技术实施例对此不作限定。规格大小可根据实际应用需求确定,蜂窝陶瓷尺寸:直径25-300mm、长度100-500mm。针对涂层浆料由Al2O3(含量3-30%)、PEG20000(含量2-10%)、硝酸(浓度5%-20%)、丙三醇与去离子水构成,丙三醇与去离子水质量比为0.5:10-0.5:25之间。针对活性组分,至少包括下述金属之一:Cu、Mn、Ce。活性组分由Cu、Mn、Ce等一种或几种价格低廉的过渡金属及稀土金属组成。本专利技术实施例提供的转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,其实际应用效果示意图如图1所示。如图2所示,为本专利技术实施例提供的一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂的制备方法的实施流程示意图,该方法可以包括以下步骤:S201,将蜂窝陶瓷置于携带预处理液体的超声器中,在第一预设温度范围内进行超声处理,经过超声处理后在第二预设温度范围内进行干燥处理;将蜂窝陶瓷本体置于携带预处理液体(例如水等)的超声器中,在超声器中在在20-80℃超声10-50分钟,然后在100-130℃下干燥1-6小时。S202,制备涂层浆料,将经过干燥处理后的蜂窝陶瓷反复浸入所述涂层浆料,吹扫蜂窝陶瓷表面以及内部多余的涂层浆料,再次进行干燥处理,进行焙烧得到蜂窝陶瓷涂层;将涂层浆料由Al2O3(含量3-30%)、PEG20000(含量2-10%)、硝酸(浓度5%-20%)、丙三醇与去离子水构成,所述丙三醇与去离子水质量比为0.5:10-0.5:25。将所述丙三醇与去离子水混合搅拌均匀,再将Al2O3与PEG20000加入到上述溶液中充分搅拌均匀,并加入硝酸进行滴定,使溶液PH范围为2-4,再将蜂窝陶瓷反复浸入上述涂层浆料中,浸泡10-30分钟后,通过高压风机吹扫蜂窝陶瓷表面及内部多余的涂层浆料,最后100-130℃下干燥6-12小时,450-550℃焙烧4-6小时得到蜂窝陶瓷涂层。S203,将活性组分溶于去离子水或乙醇溶液中,将所述蜂窝陶瓷涂层反复浸泡在去离子水或乙醇溶液中,再次进行干燥处理,进行焙烧得到蜂窝陶瓷催化剂。将所述活性组分为Cu基等粉末状催化剂,将所述活性组分溶于去离子水或乙醇溶液中,搅拌均匀后,再将所述蜂窝陶瓷涂层反复浸泡在上述溶液中,100-130℃下干燥12小时,450-550℃焙烧4小时得到蜂窝陶瓷催化剂,所述活性组分与蜂窝陶瓷涂层质量比为1:2-1:10。将所述蜂窝陶瓷催化剂可实现转炉放散煤气低温高效转化,当CO转化率达到100%后,不需外界供热,便可利用CO燃烧放热实现自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,其特征在于,所述催化剂包括:蜂窝陶瓷、涂层浆料、活性组分。

【技术特征摘要】
1.一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂,其特征在于,所述催化剂包括:蜂窝陶瓷、涂层浆料、活性组分。2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述蜂窝陶瓷形状为圆柱体。3.根据权利要求2所述的催化剂,其特征在于,所述蜂窝陶瓷尺寸:直径25-300mm、长度100-500mm。4.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述涂层浆料由Al2O3、PEG20000、硝酸、丙三醇与去离子水构成。5.根据权利要求4所述的催化剂,其特征在于,所述丙三醇与去离子水质量比为0.5:10-0.5:25之间。6.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述活性组分,至少包括下述金属之一:Cu、Mn、Ce。7.一种转炉放散煤气自持催化燃烧蜂窝陶瓷催化剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括:将蜂窝陶瓷置于携带预处理液体的超声器中,在第一预设温度范围内进行超声处理,经过超声处理后在第二预设温度...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏小林宾峰康润宁李腾姚远何浚珧
申请(专利权)人:中国科学院力学研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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