高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术一方面，提供高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，所述陶瓷滤料包括多孔泡沫陶瓷颗粒和负载在多孔泡沫陶瓷颗粒内的纳米金红石，所述多孔泡沫陶瓷颗粒的粒径2～5mm，比表面积不低于600m2/g，内部孔径不低于20μm，纳米金红石的负载量不低于12％；所述多孔泡沫陶瓷颗粒各原料的质量份数包括：10～30份碳化硅、60～110份氧化铝、4～12份微硅粉、5～15份发泡剂和40～80份PEG粉料。本发明专利技术另一方面，还提供了上述滤料的制备方法。本发明专利技术滤料的整体强度较高，孔隙率较大，催化剂负载量较高，具有较高的脱硝率，同时其采用球形颗粒，可以填充在催化床内，大幅降低催化床的气流阻力。大幅降低催化床的气流阻力。

【技术实现步骤摘要】
高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及烟气脱硫、脱硝
，具体涉及高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]烟气脱硫，一直是大气污染防治所重点关注的。然而，随着近年来对大气污染问题的研究，燃烧烟气中的氮氧化物的，对环境污染的问题，已经越来越被全世界所重视。脱硝处理，即是为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的氮氧化物污染环境，分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。
[0003]现有的脱硝技术，主要有SCR和SNCR两种。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止。造成这一问题的主要原因是，现有的催化剂的负载载体的限制。目前，脱硝使用的催化剂负载载体主要有金属蜂窝结构的载体、泡沫陶瓷载体和颗粒滤料载体，泡沫陶瓷载体的性能最为优异。
[0004]但是现有的泡沫陶瓷载体，由于高孔隙率，强度普遍较低，易磨损损耗；同时，气流阻力较大，烟气处理效率相对较低；此外，其复杂的制备工艺，也导致其成本较高。即使采用目前最新工艺制备的一体化、高比表面积的多孔陶瓷催化床，其具有较高的比表面积，但是内部孔隙的孔径较小，气流阻力仍然较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术的至少一种不足，提供高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料及其制备工艺，滤料的整体强度较高，孔隙率较大，催化剂负载量较高，具有较高的脱硝率，同时其采用球形颗粒，可以填充在催化床内，大幅降低催化床的气流阻力。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术一方面，提供一种高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，所述陶瓷滤料包括多孔泡沫陶瓷颗粒和负载在多孔泡沫陶瓷颗粒内的纳米金红石，所述多孔泡沫陶瓷颗粒的粒径2～5mm，比表面积不低于600m2/g，内部孔径不低于20μm，纳米金红石的负载量不低于12％；所述多孔泡沫陶瓷颗粒各原料的质量份数包括：10～30份碳化硅、60～110份氧化铝、4～12份微硅粉、5～15份发泡剂和40～80份PEG粉料。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0008]可选的，所述纳米金红石的粒径控制在40～80nm。
[0009]可选的，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述碳化硅采用微米级碳化硅，粒径控制在50～100μm。
[0010]可选的，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述氧化铝采用纳米氧化铝，粒径控制在100～400nm。
[0011]可选的，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述微硅粉采用纳米级微硅粉，粒径控制在80～200nm。
[0012]可选的，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述发泡剂采用十二烷基硫酸钠。
[0013]可选的，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述PEG粉料采用PEG1000粉料。
[0014]本专利技术另一方面，还提供了上述高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、配置陶瓷浆料：将配方量的碳化硅、氧化铝、微硅粉和PEG粉料加水混合，加热至60～80℃，保温研磨分散，制得陶瓷浆料；
[0016]S2、添加发泡剂：将配方量的发泡剂添加至步骤S1制得的陶瓷浆料中，保温研磨分散，制得发泡浆料；
[0017]S3、制备发泡陶瓷颗粒坯体：将步骤S2制得的发泡浆料，在保温条件下倒入制粒机中，脱水造粒，而后静置发泡、降温，制得发泡陶瓷颗粒坯体；
[0018]S4、多孔泡沫陶瓷颗粒的制备：将步骤S3制得的发泡陶瓷颗粒坯体，在1180～1320℃温度下高温煅烧，制得多孔泡沫陶瓷颗粒；
[0019]S5、负载催化剂：将纳米金红石加水配置成悬浊液，然后将步骤S4制得的多孔泡沫陶瓷颗粒放置在悬浊液中吸附纳米金红石，饱和吸附后取出，在100～120℃温度下充分干燥后，在420～480℃温度下煅烧，制得负载催化剂的多孔泡沫陶瓷颗粒；
[0020]S6、陶瓷滤料的制备：重复步骤S5，直至纳米金红石的负载量不低于12％，最终制得陶瓷滤料。
[0021]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0022]可选的，所述步骤S1中，所述PEG粉料采用PEG1000粉料；所述步骤S3中，所述静置发泡、降温，降温25℃以下。
[0023]可选的，所述步骤S4中，所述在1180～1320℃温度下高温煅烧采用以下具体步骤：首先，以100℃/min以上的升温速率，升温至440～480℃，而后保温30min以上；然后，以10～30℃/min的升温速率，升温至1180～1320℃，保温2～4h。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1)本专利技术采用多孔泡沫陶瓷颗粒作为载体，负载纳米金红石催化剂，催化剂负载率较高，且多孔泡沫陶瓷载体具有较大的比表面积，能够有效实现脱硝，脱硝率可达99％以上；2)本专利技术采用碳化硅、氧化铝和微硅粉作为主体原料，能够制备出含有网状莫来石组织的陶瓷载体，整体强度较高；3)本专利技术采用二次发泡工艺，以十二烷基硫酸钠作为发泡剂进行一次发泡，以PEG粉料作为成孔剂，在高温煅烧时二次发泡，不但孔隙率较大，而且孔隙的连通率和内部孔径均较大，滤料对气体的流动阻力相对较小；4)本专利技术采用球形的颗粒陶瓷作为滤料，可以采用填充的方式装载在催化床内，除了陶瓷颗粒本身孔隙外，颗粒之间也存在间隙，能够大幅降低气流阻力；5)本专利技术的原料简单、易于获取，整体工艺易于控制，且工艺难度交底，整体成本相对较低，适于大批量生产。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]本专利技术设计了一种高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，所述陶瓷滤料包括多孔
泡沫陶瓷颗粒和负载在多孔泡沫陶瓷颗粒内的纳米金红石，所述多孔泡沫陶瓷颗粒的粒径2～5mm，比表面积不低于600m2/g，内部孔径不低于20μm，纳米金红石的负载量不低于12％。
[0027]本专利技术的所述多孔泡沫陶瓷颗粒各原料的质量份数包括：10～30份碳化硅、60～110份氧化铝、4～12份微硅粉、5～15份发泡剂和40～80份PEG粉料。
[0028]上述原料中，碳化硅、氧化铝和微硅粉作为陶瓷材料的主体原料，石墨和十二烷基硫酸钠作为成孔剂和发泡剂，而PVA溶液作为发泡助剂，同时还具有结合剂的作用。
[0029]本专利技术的上述设计，兼具了孔隙率和强度，采用十二烷基硫酸钠配合PEG粉料，能够有效保证发泡陶瓷具有较高的孔隙率和相对较大的内部孔径，孔隙连通率也极高，能够大幅增加颗粒的比表面积。
[0030]同时，采用PEG粉料后，PEG粉料易溶于水，配置浆料时，通过升温，仅需添加少量的水，就能使EPG粉料形成溶液。而制粒时，仅需脱水制粒，而后降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述陶瓷滤料包括多孔泡沫陶瓷颗粒和负载在多孔泡沫陶瓷颗粒内的纳米金红石，所述多孔泡沫陶瓷颗粒的粒径2～5mm，比表面积不低于600m2/g，内部孔径不低于20μm，纳米金红石的负载量不低于12％；所述多孔泡沫陶瓷颗粒各原料的质量份数包括：10～30份碳化硅、60～110份氧化铝、4～12份微硅粉、5～15份发泡剂和40～80份PEG粉料。2.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述纳米金红石的粒径控制在40～80nm。3.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述碳化硅采用微米级碳化硅，粒径控制在50～100μm。4.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述氧化铝采用纳米氧化铝，粒径控制在100～400nm。5.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述微硅粉采用纳米级微硅粉，粒径控制在80～200nm。6.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述发泡剂采用十二烷基硫酸钠。7.根据权利要求1所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料，其特征在于，所述多孔泡沫陶瓷颗粒原料中，所述PEG粉料采用PEG1000粉料。8.一种权利要求1～7任意一项所述的高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：房利生，许瑞生，钱丰，王献彪，孟祥磊，梁运动，吴秀秀，
申请(专利权)人：安徽世倾环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：