CN101486002A

CN101486002A - 工业催化净化器用金属载体

Info

Publication number: CN101486002A
Application number: CNA2008100734279A
Authority: CN
Inventors: 孟繁荣; 田昊洋; 苏建华; 董英中; 秦建武
Original assignee: LIUZHOU ZHONGQUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LIUZHOU ZHONGQUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2009-07-22

Abstract

一种工业催化净化器用金属载体，包括由多层波纹带与平板带的叠合层卷制焊接或叠层焊接成的蜂窝状柱体或网格状柱体及包覆在柱体外周的金属壳体，该金属壳体由改性低铬无钼铁素体不锈钢材料制成，所述制成金属壳体的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料，是在普通低铬无钼铁素体不锈钢材料中加入了一定质量的铜、并提高硅含量制成的铜含量为2.1％～5.0％、硅含量为0.3％～4.5％、锰含量不大于1.25％、铬含量在12～18％之间的无钼和镍的改性低铬无钼铁素体不锈钢。该工业催化净化器用金属载体金属壳体其抗腐蚀性好、价格低、综合性能较好。

Description

工业催化净化器用金属载体

技术领域：

本发明涉及一种工业排放有机废气和废液的催化净化设备的材料，特别是一种工业催化净化器用金属载体材料。

技术背景：

目前石油化工、电子制造、化学试剂、涂料、印刷等行业发展迅速，有机废气废物污染源遍布各地。为了控制工业有机废气废物对环境的污染，采用催化氧化反应方法净化工业有机废气废物被证明是高效节能、无二次污染的方法之一。催化剂的载体是制造催化净化设备的关键产品，载体的性质影响催化剂的性能，国内目前主要将陶瓷载体催化净化设备应用于工业有机废物净化，但陶瓷载体存在着易碎、不能剪切、弯曲和拉伸，气相、液相流动阻力大，与反应器外壳间的密封性及抗机械损坏性要求特别高的问题。为解决上述问题，必须使用高机械性能的材料代替陶瓷材料，为此出现了金属载体。

在工业催化过程中，载体所处的环境多是酸性液体或酸雾。由于这种环境中酸的浓度相对较低和H⁺离子的去极化作用，金属载体的外层壳体容易被腐蚀破坏。为了防止金属载体壳体的腐蚀，需要选用具有较高抗腐蚀性能的不锈钢材料。目前使用铁素体不锈钢无法满足这种酸性环境的抗腐蚀要求，而抗腐蚀性能较好一些的奥氏体不锈钢中需要加入超过8％的镍和较多的铬，使奥氏体不锈钢的成本很高。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于：提供一种抗腐蚀性好、综合性能较好的工业催化净化器用金属载体的金属壳体，以克服目前使用铁素体不锈钢制作工业催化净化器用金属载体的金属壳体无法满足酸性环境的抗腐蚀要求，而抗腐蚀性能较好的奥氏体不锈钢制作金属壳体的成本很高的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种工业催化净化器用金属载体，包括由多层波纹带与平板带的叠合层卷制焊接或叠层焊接成的蜂窝状柱体或网格状柱体及包覆在柱体外周的金属壳体，该金属壳体由改性低铬无钼铁素体不锈钢材料制成，所述的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料是铜含量为2.1％～5.0％、硅含量为0.3％～4.5％、锰含量不大于1.25％、铬含量在12～18％之间，无钼和镍的改性低铬无钼铁素体不锈钢。

本发明的发明人经过实验发现：在无钼铁素体不锈钢中加入一定量的铜并提高材料中铜的加入量，可以显著的提高材料的抗酸液腐蚀和大气腐蚀的能力。当铜存在时会在钢表面沉积下来作为附加阴极可以促使不锈钢在很小的阳极电流下就达到钝化状态，同时铜还可以提高不锈钢的钝化范围，使不锈钢在稀的有机酸和无机酸中也可以发生钝化反应，进一步提高不锈钢的抗腐蚀性能。目前使用铜来提高不锈钢的耐腐蚀性存在的问题主要是当铜的加入量较多时，会使材料产生热脆性和降低材料的焊接性能，但这两种问题是可以通过改进工艺方法解决的。

铜的加入会引起钢的热脆性主要是因为钢在成型处理时会表面氧化，而在表面氧化过程中，铜会从氧化层中分离出来到达所生产的钢材表面，使钢材表面无法符合工业要求，这个问题可以通过改变钢的加工工艺方法来解决。首先控制钢生产过程中的温度不要出现过热现象，尽量减少生产时钢表面的氧化皮厚度。其次改变钢板生产的轧制工艺，例如冷轧的加工方法可以有效控制铜产生的热脆性对材料的破坏。铜产生的不锈钢焊接性下降的问题可以通过改变金属载体的制作工艺来解决，例如可以通过铆焊的工艺来避免对金属壳体焊接质量的较高要求。

本发明人还发现，若提高加铜不锈钢材料中硅的含量，可以进一步辅助铜来提高加铜不锈钢材料的抗腐蚀能力，硅的作用是可以增加含铜不锈钢材料的钝化范围，使含铜不锈钢材料在很小电流下就发生钝化，抗H⁺腐蚀能力会显著增加。

由于本发明工业催化净化器用金属载体的金属壳体材料是在普通无钼、铜和镍的低铬无钼铁素体不锈钢配比的基础上，加入一定质量的铜并将硅含量提高制成的改性低铬无钼铁素体不锈钢，其中，铜含量为：2.1％～5.0％、硅含量为：0.3％～4.5％，因此，其抗腐蚀性好、价格低；综合性能较好。

以下，结合实施例对本发明之工业催化净化器用金属载体的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1：一种平板型的工业催化净化器用方形金属载体及其金属方框壳体；

图2：一种工业催化净化器用螺旋型蜂窝金属载体及其金属圆筒壳体。

具体实施方式：

实施例一：

一种工业催化净化器用方形金属载体，包括由平板金属带1和金属波纹带层2叠焊接而成的方形蜂窝结构和焊接固定在方形蜂窝结构四周的金属框架3(参见图1)，所述的金属框架3的材料是改性低铬无钼铁素体不锈钢，即：在普通无钼、铜和镍的低铬无钼铁素体不锈钢中加入一定质量的铜制成铜含量为3％、硅含量不大于1.00％，、锰含量不大于1.25％，铬含量在12～18％之间的无钼和镍的低铬无钼铁素体不锈钢。

实施例二：

一种平板型的工业催化净化器用方形金属载体，包括由平板金属带1和金属波纹带层2叠焊接而成的方形蜂窝结构和焊接固定在方形蜂窝结构四周的金属框架3(参见图1)，所述的金属框架3的材料是改性低铬无钼铁素体不锈钢，即：在普通低铬无钼铁素体不锈钢中加入一定质量的铜、将硅含量提高到2％质量份制成的铜含量为3％、硅含量为2.0％、锰含量不大于1.25％，铬含量在12～18％之间的无钼和镍的改性低铬无钼铁素体不锈钢。

本发明采用改性低铬无钼铁素体不锈钢制成的金属载体的金属框架3有较好的抗腐蚀性能，在pH值为5的有机酸性废液中腐蚀速度不到原不锈钢的25％。

作为本发明各实施例的一种变换，在所述铁素体不锈钢材料中加入的铜的数量还可以增加或减少，一般为改性低铬无钼铁素体不锈钢材料质量的2.1％～5.0％质量份；在所述改性低铬无钼铁素体不锈钢材料中硅的含量也可以增加或减少，一般为改性低铬无钼铁素体不锈钢质量的0.48％～5.0％质量份。除实施例一、二以外，本发明改性低铬无钼铁素体不锈钢中，铜、硅的含量的配比参见附表1，而且也不仅仅限于表中的数值，可以是该范围内的任意数值，例如：可以是：铜含量为2.1％～3.0％、硅含量为1.1％～2％；

或是：铜含量为2.1％～3.0％、硅含量为2％～4.5％；

或是：铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为0.3％～1％；

或是：铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为1.1％～2％；

或是：铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为2.1％～4.5％。

作为本发明实施例的变换，所述工业催化净化器用金属载体的形状不仅仅限于方形，也可以是由铁素体不锈钢平板带、波纹带叠层和金属圆筒壳体通过卷制焊接而成的螺旋型蜂窝金属载体，其金属圆筒壳体的材料是本发明改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。

附表：改性低铬无钼铁素体不锈钢中铜、硅的含量范围一览表

Claims

1.一种工业催化净化器用金属载体，包括由多层波纹带与平板带的叠合层卷制焊接或叠层焊接成的蜂窝状柱体或网格状柱体及包覆在柱体外周的金属壳体，该金属壳体由铁素体不锈钢材料制成，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是改性低铬无钼铁素体不锈钢材料，即：铜含量为2.1％～5.0％、硅含量为0.3％～4.5％、锰含量不大于1.25％、铬含量在12～18％之间，无钼和镍的改性低铬无钼铁素体不锈钢。

2.根据权利要求1所述的工业催化净化器用金属载体，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是铜含量为2.1％～3.0％、硅含量为1.1％～2％的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的工业催化净化器用金属载体，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是铜含量为2.1％～3.0％、硅含量为2.0％～4.5％的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。

4.根据权利要求1所述的工业催化净化器用金属载体，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为0.3％～1％的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。

5.根据权利要求1所述的工业催化净化器用金属载体，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为1.1％～2％的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。

6.根据权利要求1所述的工业催化净化器用金属载体，其特征在于：所述制成金属壳体的铁素体不锈钢材料是铜含量为3.1％～5.0％、硅含量为2.1％～4.5％的改性低铬无钼铁素体不锈钢材料。