CN106512598B - 具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法 - Google Patents

具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106512598B
CN106512598B CN201611078604.3A CN201611078604A CN106512598B CN 106512598 B CN106512598 B CN 106512598B CN 201611078604 A CN201611078604 A CN 201611078604A CN 106512598 B CN106512598 B CN 106512598B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
parts
dedusting
membrane tube
ceramic film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611078604.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106512598A (zh
Inventor
曹俊倡
薛友祥
赵世凯
候立红
李小勇
唐钰栋
徐传伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Industrial Ceramic Design Institute Co Ltd
Original Assignee
Shandong Industrial Ceramic Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Industrial Ceramic Design Institute Co Ltd filed Critical Shandong Industrial Ceramic Design Institute Co Ltd
Priority to CN201611078604.3A priority Critical patent/CN106512598B/zh
Publication of CN106512598A publication Critical patent/CN106512598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106512598B publication Critical patent/CN106512598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters, i.e. particle separators or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20707Titanium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20723Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases

Abstract

本发明涉及一种具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法,属于中低温烟气净化技术领域。本发明所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,包括支撑体、分离膜和脱硝催化剂,先在支撑体表面喷涂分离膜膜层得到涂膜管,然后对涂膜管进行预处理,将脱硝催化剂负载在预处理的涂膜管上,最后经过热处理得到所述的陶瓷膜过滤元件。本发明所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,使烟气经过滤除尘后直接进行脱硝处理过程,有效地保留了气体的热值,避免了气体热值的流失,且有效地减少了烟气净化设备的占用空间,降低了成本;同时本发明提供了一种操作简单易行的制备方法。

Description

具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法,属于中低温烟气净化技术领域。
背景技术
近些年来,针对氮氧化物的排放浓度的标准要求越来越低,现在的排放国家标准为低于250μg/m3,各个地方的标准要高于现有国标。脱硝技术中应用比较广泛的是中低温干法脱硝,即通过利用脱硝催化剂在280℃-370℃下通入氨气,利用催化剂催化使氮氧化物和氨气之间发生氧化还原反应生成N2,达到脱硝的目的。脱硝催化剂一般是以多孔材料作为负载载体,以达到均匀分散、增加比表面积的作用。常用的模式是将催化剂活性组分和粘土等物料混合均匀,通过挤出得到蜂窝状陶瓷,经干燥和低温烧结后得到工业上所需要催化剂。催化剂的活性组分主要分为两大类:钒钛体系和以稀土为主要构成的活性组分。钒钛体系催化剂较为成熟,是工业脱硝领域的主要催化剂;稀土催化剂为近些年快速发展的一种新体系催化剂,具有低毒环保的特点,具有较广阔的发展空间。
催化剂的活性组分是以多孔材料为负载体,这要求进入脱硝单元的气体一定要进行除尘处理,否则烟气中的粉尘很容易将催化剂孔道堵塞造成催化剂失效。现在的干法脱硝工艺单元前面都有除尘工艺单元,除尘工艺一般采用布袋除尘或者水洗除尘。高温气体经过布袋除尘或者水洗后气体的温度要大幅度降低,而脱硝单元要求被处理气体的温度达到350℃以上,这就要求对被处理气体进行加热,而在加热过程中会耗用大量的热量。
为减少处理过程的能耗和降低设备成本,近几年国内在相关方面进行了大量研究,其中“含尘有毒高温气体处理用陶瓷膜及制备方法(专利号ZL201310471663.7)”介绍了在这方面取得的成果,该专利采用陶瓷膜负载催化剂的方法为解决这两个问题提供了一种新方法。然而在此专利中为达到较高的催化效率,催化剂负载量较高,然而这会造成陶瓷膜材料阻力较大,并且在覆膜工艺中的高温处理容易造成催化剂的失活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其使烟气经过滤除尘后直接进行脱硝处理过程,有效地保留了气体的热值,避免了气体热值的流失,且有效地减少了烟气净化设备的占用空间,降低了成本;同时本发明提供了一种操作简单易行的制备方法。
本发明所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,包括支撑体、分离膜和脱硝催化剂,先在支撑体表面喷涂分离膜膜层得到涂膜管,然后对涂膜管进行预处理,将脱硝催化剂负载在预处理的涂膜管上,最后经过热处理得到所述的陶瓷膜过滤元件。
所述支撑体由以下质量份数的原料制成:骨料与高温结合剂按5-8:1的质量比例混合,二者共计100份,造孔剂10-12份、成型助剂2-4份和脱模剂1-3份。
所述骨料为堇青石,其粒径D50为180-220μm。
所述高温结合剂由以下质量份数的原料制成:苏州土3-5份、锂辉石1-2份、硼砂0.5-1份,氧化锌1-2份。
所述造孔剂为活性炭或核桃粉,粒径为300-400目;成型助剂为聚乙烯醇或者热固性树脂;脱模剂为石墨粉。
所述分离膜由以下质量份数的原料制成:莫来石纤维5-8份,苏州土3-4份,烧滑石1-2份,钾长石1-2份和木炭粉2-3份,水8-12份。
所述对涂膜管进行预处理的过程依次为表面涂蜡处理及粗糙化处理;所述表面涂蜡处理是通过浸渍的方法在分离膜上覆一层薄蜡;所述粗糙化处理是通过乙酸或稀硝酸对表面涂蜡后的分离膜进行处理,处理时间为1-2h。
所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)支撑体的制备:
①将骨料和高温结合剂混合,然后外加造孔剂和脱模剂混合均匀;
②向步骤①混合的原料中分两次加成型助剂并不断搅拌,当原料有一定捏合塑性时停止搅拌混合;
③将步骤②混合的原料添加到模具中,在40-100MPa的压力下等静压成型;成型后脱模,并在60-80℃下烘干8-12小时,使坯体完全固化形成一定强度;
④升温烧结:将坯体分层装入梭式窑中升温进行烧结,升温过程中在200℃下保温2-3h,以排出结合水分;600℃保温2-4h,以顺利排出造孔剂、成型助剂等有机物;最终热处理温度为1300℃-1400℃,处理时间2-4h,形成足够强度的支撑体;
(2)分离膜膜层的制备:
①将莫来石纤维、苏州土、烧滑石、钾长石和木炭粉混合,并加入水混匀;通过高压喷枪将料浆均匀喷涂在支撑体表面,得到涂膜管;
②将干燥完全的涂膜管送入梭式窑二次烧结膜层,热处理温度为1100-1200℃,处理时间为2h;
(3)陶瓷膜的预处理和催化剂的负载:
①涂膜管的预处理:涂膜管先用液体石蜡进行密封,使表面的膜层被石蜡完全密封;待石蜡硬化后用纯乙酸或者质量百分含量为20%的硝酸,腐蚀1-2h,进行粗糙化处理,纯净水洗净烘干后进行催化剂的负载;
②催化剂浆料的制备:将负载有活性组份的纳米二氧化钛催化剂,纯净水和结合剂混合,催化剂的质量百分含量为8%-35%,结合剂和催化剂的质量比例为1:1;按照质量分数2-4‰的比例加入分散剂和pH调节剂,并与Φ30mm聚氨酯球以1:1的质量比例加入球磨罐,进行分散,分散时间为6-8小时,pH控制在9-10;结合剂优选为硅溶胶;分散剂优选为聚丙烯酰胺;pH调节剂优选为氨水;
③脱硝催化剂的负载:将石蜡处理过的涂膜管完全浸渍在催化剂悬浮液中,进行催化剂的负载;在超声波超声下,对其进行抽真空,负压0.08MPa下保压10min,使催化剂较好的负载在多孔材料中;在120℃进行干燥,干燥时间为3-5h;
(4)催化剂的热处理:
将负载好催化剂的涂膜管进行中温热处理,中温热处理过程采用分级升温保温的方法进行,首先以1℃/min的升温速度升温至200℃,然后保温1-2h;继续升温至500℃,保温2-5h。
步骤(2)中,莫来石纤维的长径比为30-40:1;加入水混匀后的混合液的比重控制在1.8-2.1g/cm3
本发明选用较为成熟的钒钛体系催化剂作为原料之一,活性成分为TiO2-V2O5-WO3,TiO2的晶体形貌为锐钛型,粒径在30nm左右,V2O5和WO3均匀负载在TiO2表面。TiO2-V2O5-WO3催化剂的比表面积达到70m2/g以上。
本发明选用堇青石作为支撑体骨料、并改变了支撑体高温结合剂的配方,使具有更好的高温稳定性能和较低的热膨胀系数;充分利用了堇青石多孔的特点,通过将负载有钒钛催化剂的纳米级二氧化钛二次负载到堇青石支撑体上可以进一步明显地增加其比表面积,使催化剂的负载量大大降低而又不影响其催化效率,从而保证待处理气体通过膜材料的阻力不会太高;分离膜层采用莫来石纤维为主要原料,增加了膜层的透气性能和高温稳定性能;通过分离膜的涂蜡工艺处理可以最大限度的保证分离膜不会被催化剂堵塞,避免粗糙化工艺中酸对膜层的腐蚀,最大限度的保证陶瓷膜的强度、分离精度和透气性能;通过酸蚀粗糙化处理可增加支撑体比表面积并提高催化剂与支撑体的结合强度;对催化剂的处理温度较低,能够充分保证催化剂的活性。
本发明制得的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,是一种由不同粒径形貌的颗粒组成的、多孔的、具有非对称膜结构的元件,催化剂在支撑体骨料颗粒表面分布均匀,催化剂负载量在1-5%;整体外形为烛式、带法兰结构;弯曲强度在15MPa以上,支撑体孔径在80-120μm之间,孔隙率大于40%,分离膜孔径在10-40μm之间,与支撑体具有较好的结合强度;具有相对较大的比表面积和较小的压降阻力,比表面积能够达到1-5m2/g,常温常压下通过1m/min的表面流速的气体压降在300Pa左右,负载催化剂后压降小于400Pa;耐高温性能良好,满足370℃以上的脱硝所需要的催化反应温度;常压下通过低流速(如1-2m/min)下通过含尘量在20g/m3以上,含氮氧化物浓度500ppm的气体,除尘效率和催化脱硝都非常高,其中除尘后浓度小于5mg/m3,脱硝效率能够达到90%以上。
本发明与现有除尘脱硝技术相比,具有以下有益效果:
(1)所述的陶瓷膜过滤元件,使烟气经过滤除尘后直接进行脱硝处理过程,有效地保留了气体的热值,避免了气体热值的流失;
(2)所述的陶瓷膜过滤元件,有效地减少了烟气净化设备的占用空间,对节约人力、减少操作过程和降低烟气净化设备成本具有重要的意义,具有非常好的市场前景;
(3)所述的陶瓷膜过滤元件的制备方法简单,科学合理,易于实施,利于工业化生产。
附图说明
图1是具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件的结构示意图;
图2是催化剂在支撑体上面的分布示意图;
图中:1、法兰;2、膜层;3、支撑体和催化剂;4、定位孔;5、高温结合剂;6、支撑体骨料;7、催化剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但其并不限制本发明的实施。
实施例1
(1)将堇青石原料,高温结合剂按照6:1的比例混合均匀,共计100份。然后外加10份的造孔剂,混合均匀。其中堇青石原料粒径D50为180-220μm;高温结合剂由苏州土5份,锂辉石1份,硼砂1份,氧化锌1份组成;造孔剂为活性炭,粒径为300目-400目。
(2)将上述混好原料中外加3份石墨粉作为脱模剂,然后分两次加入4份热固性树脂并不断搅拌混匀,当原料有一定捏合塑性时停止搅拌混合。
(3)将混合好的料添加到模具中,在40MPa的压力下等静压成型。成型后脱模,并在60℃下烘干8小时,使坯体形成一定强度。
(4)升温烧结:将坯体分层装入梭式窑中升温进行烧结。升温速率为1℃/min,200℃保温2h,600℃保温4h,1400℃保温处理4h。
(5)当炉温降低到200℃以下时,打开炉窑降温并通过机械加工的方式对过滤元件进行外形修理。
(6)覆膜:将莫来石纤维(长径比为30:1),苏州土,烧滑石,钾长石和木炭粉分别按照6份,3份,1份,1份,2份的比例进行混合,并加入10份的纯净水混匀,使比重控制在1.9g/cm3。通过高压喷枪在0.3MPa压力下,将料浆均匀喷涂在堇青石支撑体表面,60℃下烘干8h。
(7)将膜层干燥完全的堇青石涂抹管送入梭式窑二次烧结。烧结曲线为升温速率为1-1.5℃/min,处理温度为1200℃,处理时间为2h。
(8)堇青石涂膜管的预处理和催化剂料浆的制备:
堇青石涂膜管需要先用液体石蜡进行密封,使表面的膜层被石蜡完全密封,待石蜡硬化后进行催化剂的负载。在纯乙酸中浸泡1h,取出纯净水洗净后烘干,完成粗糙化处理。
将负载有活性组份的纳米二氧化钛催化剂,与纯净水及硅溶胶混合,制成催化剂含量为15%混合液,催化剂和硅溶胶比例为1:1,并按照质量分数2‰的比例加入聚丙烯酰胺。与聚氨酯球以1:1的比例加入球磨罐,进行分散,分散时间为8小时,过程中加入氨水调节pH值至10。
(9)脱硝催化剂的负载:将石蜡处理过的涂膜管完全浸渍在催化剂悬浮液中,进行催化剂的负载。在超声波超声下,对其进行抽真空,在负压为0.095MPa下保持30min,使催化剂较好的负载在多孔材料中。取出后在120℃进行干燥,干燥时间为3h。
(10)催化剂的中温热处理:将负载好催化剂的堇青石涂膜管进行中温热处理。中温热处理过程采用分级升温保温的方法进行,首先以1℃/min的升温速度升温至200℃,然后保温1h。继续升温至500℃,保温2h,使催化剂和堇青石之间的结合形成强度。
制备的负载有催化剂的陶瓷膜过滤元件,满足370℃以上的脱硝所需要的催化反应温度。催化剂负载量在3%,比表面积为2.1m2/g。在1m/min的过滤风速下压降为320Pa,可以将含尘气体中的粉尘过滤到5mg/m3以下;在1m/min低流速下,可将500ppm的氮氧化物的气体脱硝效率可以达到91%。
实施例2
(1)将堇青石原料,高温结合剂按照8:1的比例混合均匀,共计100份。然后外加11份的造孔剂,混合均匀。其中堇青石原料粒径D50为180-220μm;高温结合剂由苏州土4份,锂辉石2份,硼砂1份,氧化锌1份组成;造孔剂为核桃粉,粒径为300目-400目。
(2)将上述混好原料中外加1份石墨粉作为脱模剂,然后分两次加入3份聚乙烯醇并不断搅拌,当原料有一定捏合塑性时停止搅拌混合。
(3)将混合好的料添加到模具中,在70MPa的压力下等静压成型。成型后脱模,并在80℃下烘干12小时,使坯体形成一定强度。
(4)升温烧结:将坯体分层装入梭式窑中升温进行烧结。升温速率为1℃/min,200℃保温3h,600℃保温3h,1350℃保温处理3h。
(5)当炉温降低到200℃以下时,打开炉窑降温并通过机械加工的方式对过滤元件进行外形修理。
(6)覆膜:将莫来石纤维(长径比为40:1),苏州土,烧滑石,钾长石和木炭粉分别按照5份,4份,2份,2份,3份的比例进行混合,并加入8份的纯净水混匀,使比重控制在1.8g/cm3。通过高压喷枪在0.3MPa压力下,将料浆均匀喷涂在堇青石支撑体表面。
(7)将膜层干燥完全的堇青石涂抹管送入梭式窑二次烧结。烧结曲线为升温速率为1-1.5℃/min,处理温度为1150℃,处理时间为2h。
(8)堇青石涂膜管的预处理和催化剂料浆的制备:
堇青石涂膜管需要先用液体石蜡进行密封,使表面的膜层被石蜡完全密封,待石蜡干燥后进行催化剂的负载。在20%硝酸中浸泡1.5h,取出纯净水洗净后进行干燥。
将负载有活性组份的纳米二氧化钛催化剂,与纯净水及硅溶胶混合,制成催化剂含量为20%混合液,催化剂和硅溶胶比例为1:1,并按照质量分数3‰的比例加入聚丙烯酰胺。与聚氨酯球以1:1的比例加入球磨罐,进行分散,分散时间为6小时,过程中添加氨水调节pH至10。
(9)脱硝催化剂的负载:将石蜡处理过的涂膜管完全浸渍在催化剂悬浮液中,进行催化剂的负载。在超声波超声下,对其进行抽真空,在负压为0.095MPa下保持30min,使催化剂较好的负载在多孔材料中。取出后在120℃进行干燥,干燥时间为5h。
(10)催化剂的中温热处理:将负载好催化剂的堇青石涂膜管进行中温热处理。热处理过程采用分级升温保温的方法进行,首先以1℃/min的升温速度升温至200℃,然后保温2h。继续升温至500℃,保温4h,使催化剂和堇青石之间的结合形成强度。
制备的负载有催化剂的陶瓷膜过滤元件,满足370℃以上的脱硝所需要的催化反应温度。催化剂负载量在3%,比表面积在5m2/g。在1m/min的过滤风速下压降为310Pa,可以将含尘气体中的粉尘过滤到5mg/m3以下;在1m/min低流速下,可将500ppm的氮氧化物的气体脱硝效率可以达到94%。
实施例3
(1)将堇青石原料,高温结合剂按照5:1的比例混合均匀,共计100份。然后外加12份的造孔剂,混合均匀。其中堇青石原料粒径D50为180-220μm;高温结合剂由苏州土3份,锂辉石1.5份,硼砂0.5份,氧化锌2份组成;造孔剂为活性炭,粒径为300目-400目。
(2)将上述混好原料中外加2份石墨粉作为脱模剂,然后分两次加入2份热固性树脂并不断搅拌,当原料有一定捏合塑性时停止搅拌混合。
(3)将混合好的料添加到模具中,在100MPa的压力下等静压成型。成型后脱模,并在70℃下烘干10小时,使坯体形成一定强度。
(4)升温烧结:将坯体分层装入梭式窑中升温进行烧结。升温速率为1℃/min,200℃保温3h,600℃保温2h,1350℃保温处理2h。
(5)当炉温降低到200℃以下时,打开炉窑降温并通过机械加工的方式对过滤元件进行外形修理。
(6)覆膜:将莫来石纤维(长径比为35:1),苏州土,烧滑石,钾长石和木炭粉分别按照8份,3份,2份,2份,2.5份的比例进行混合,并加入12份的纯净水混匀,使比重控制在2.1g/cm3。通过高压喷枪在0.3MPa压力下,将料浆均匀喷涂在堇青石支撑体表面。
(7)将膜层干燥完全的堇青石涂抹管送入梭式窑二次烧结。烧结曲线为升温速率为1-1.5℃/min,处理温度为1100℃,处理时间为2h。
(8)堇青石涂膜管的预处理和催化剂料浆的制备:
堇青石涂膜管需要先用液体石蜡进行密封,使表面的膜层被石蜡完全密封,待石蜡干燥后进行催化剂的负载。在20%硝酸中浸泡1.5h,取出纯净水洗净后进行干燥。
将负载有活性组份的纳米二氧化钛催化剂,与纯净水及硅溶胶混合,制成催化剂含量为20%混合液,催化剂和硅溶胶比例为1:1,并按照质量分数4‰的比例加入聚丙烯酰胺。与聚氨酯球以1:1的比例加入球磨罐,进行分散,分散时间为8小时,过程中加入氨水使pH值调至10。
(9)脱硝催化剂的负载:将石蜡处理过的涂膜管完全浸渍在催化剂悬浮液中,进行催化剂的负载。在超声波超声下,对其进行抽真空,在负压为0.095MPa下保持30min,使催化剂较好的负载在多孔材料中。取出后在120℃进行干燥,干燥时间为3h。
(10)催化剂的中温热处理:将负载好催化剂的堇青石涂膜管进行中温热处理。热处理过程采用分级升温保温的方法进行,首先以1℃/min的升温速度升温至200℃,然后保温1h。继续升温至500℃,保温2h,使催化剂和堇青石之间的结合形成强度。
制备的负载有催化剂的陶瓷膜过滤元件,满足370℃以上的脱硝所需要的催化反应温度。催化剂负载量在5%,比表面积在3.5m2/g。在1m/min的过滤风速下压降为305Pa,可以将含尘气体中的粉尘过滤到5mg/m3以下;在1m/min低流速下,可将500ppm的氮氧化物的气体脱硝效率可以达到95%。

Claims (9)

1.一种具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:包括支撑体、分离膜和脱硝催化剂,先在支撑体表面喷涂分离膜膜层得到涂膜管,然后对涂膜管进行预处理,将脱硝催化剂负载在预处理的涂膜管上,最后经过热处理得到所述的陶瓷膜过滤元件;
所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件的制备方法,包括以下步骤:
(1)支撑体的制备:
①将骨料和高温结合剂混合,然后外加造孔剂和脱模剂;
②向步骤①混合的原料中分两次加成型助剂并搅拌;
③将步骤②混合的原料添加到模具中,在40-100MPa的压力下等静压成型;成型后脱模,并在60-80℃下烘干固化8-12小时;
④升温烧结:将坯体分层装入梭式窑中升温进行烧结;
(2)分离膜膜层的制备:
①将莫来石纤维、苏州土、烧滑石、钾长石和木炭粉混合,并加入水混匀;通过高压喷枪将料浆喷涂在支撑体表面,得到涂膜管;
②将干燥的涂膜管送入梭式窑二次烧结膜层,热处理温度为1100-1200℃,处理时间为2h;
(3)陶瓷膜的预处理和催化剂的负载:
①涂膜管的预处理:涂膜管先用液体石蜡进行密封,待石蜡硬化后用纯乙酸或者质量百分含量为20%的硝酸腐蚀,进行粗糙化处理,纯净水洗净烘干后进行催化剂的负载;
②催化剂浆料的制备:将负载有活性组份的纳米二氧化钛催化剂,纯净水和结合剂混合,催化剂的质量百分含量为8%-35%,结合剂和催化剂的质量比例为1:1;按照质量分数2-4‰的比例加入分散剂和pH调节剂,并与Φ30mm聚氨酯球以1:1的质量比例加入球磨罐,进行分散,分散时间为6-8小时,pH控制在9-10;
③脱硝催化剂的负载:将石蜡处理过的涂膜管浸渍在催化剂悬浮液中,进行催化剂的负载;在超声波超声下,对其进行抽真空,使催化剂负载在多孔材料中;在120℃进行干燥,干燥时间为3-5h;
(4)催化剂的热处理:
将负载好催化剂的涂膜管进行中温热处理,中温热处理过程采用分级升温保温的方法进行,首先以1℃/min的升温速度升温至200℃,然后保温1-2h;继续升温至500℃,保温2-5h。
2.根据权利要求1所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:支撑体由以下质量份数的原料制成:骨料与高温结合剂按5-8:1的质量比例混合,二者共计100份,造孔剂10-12份、成型助剂2-4份和脱模剂1-3份。
3.根据权利要求2所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:骨料为堇青石,其粒径D50为180-220μm。
4.根据权利要求2所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:高温结合剂由以下质量份数的原料制成:苏州土3-5份、锂辉石1-2份、硼砂0.5-1份,氧化锌1-2份。
5.根据权利要求2所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:造孔剂为活性炭或核桃粉,粒径为300-400目;成型助剂为聚乙烯醇或者热固性树脂;脱模剂为石墨粉。
6.根据权利要求1所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:分离膜由以下质量份数的原料制成:莫来石纤维5-8份,苏州土3-4份,烧滑石1-2份,钾长石1-2份和木炭粉2-3份,水8-12份。
7.根据权利要求1所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:对涂膜管进行预处理的过程依次为表面涂蜡处理及粗糙化处理;所述表面涂蜡处理是通过浸渍的方法在分离膜上覆一层蜡;所述粗糙化处理是通过乙酸或稀硝酸对表面涂蜡后的分离膜进行处理,处理时间为1-2h。
8.根据权利要求1所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:步骤(1)④中,升温过程中在200℃下保温2-3h,600℃保温2-4h,最终热处理温度为1300℃-1400℃,处理时间为2-4h。
9.根据权利要求1所述的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件,其特征在于:步骤(2)中,莫来石纤维的长径比为30-40:1;加入水混匀后的混合液的比重控制在1.8-2.1g/cm3
CN201611078604.3A 2016-11-30 2016-11-30 具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法 Active CN106512598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611078604.3A CN106512598B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611078604.3A CN106512598B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106512598A CN106512598A (zh) 2017-03-22
CN106512598B true CN106512598B (zh) 2019-01-11

Family

ID=58354127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611078604.3A Active CN106512598B (zh) 2016-11-30 2016-11-30 具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106512598B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110384980A (zh) * 2019-07-25 2019-10-29 中国科学院过程工程研究所 一种催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107243256B (zh) * 2017-06-21 2020-03-17 浙江大学 烟气除尘脱硝一体化的催化陶瓷过滤器
CN107485981B (zh) * 2017-09-05 2020-05-12 北京科技大学 一种烟气脱硝装置和方法
CN108434870B (zh) * 2018-03-27 2020-12-01 江苏天雅环保科技有限公司 滤芯式载体及其制备方法、负载型催化剂及其制备方法
CN108854323B (zh) * 2018-07-06 2020-09-08 江西博鑫精陶环保科技有限公司 一种蜂窝壁流式高温尘硝一体净化器的制备方法
CN109364701A (zh) * 2018-10-05 2019-02-22 萍乡市三力科技有限责任公司 一种用于处理高温废气的复合碳化硅陶瓷管及制备方法
CN110479091A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 山东瀚江环保科技有限公司 一种陶瓷过滤材料及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724740B2 (ja) * 1985-07-02 1995-03-22 株式会社日本触媒 排ガス浄化用触媒およびその製法
WO2011149744A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Corning Incorporated Cordierite membrane on a cordierite monolith
CN102824822B (zh) * 2012-09-12 2014-12-31 南京工业大学 一种膜分离空气净化装置
CN104492189B (zh) * 2014-11-30 2017-01-18 成都易态科技有限公司 工业炉气除尘脱硝一体化处理方法及专用设备
CN105107310B (zh) * 2015-08-31 2017-02-22 华能国际电力股份有限公司 一种催化陶瓷滤管及制备方法
CN105315000B (zh) * 2015-11-13 2017-10-24 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 除尘脱硝一体化陶瓷过滤材料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110384980A (zh) * 2019-07-25 2019-10-29 中国科学院过程工程研究所 一种催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106512598A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105688974B (zh) 一种以SBA-15/TiO2为载体的脱硝催化剂及其制备方法
Qin et al. Research process on property and application of metal porous materials
CN103464194B (zh) 一种用于低温烟气脱硝的scr整体蜂窝催化剂及其制备方法
CN104646022B (zh) 一种蜂窝式低温脱硝催化剂及其制备方法
CN101524609B (zh) 非对称膜FeAl金属间化合物多孔材料过滤元件及应用
CN101948325B (zh) 一种协同增韧氧化铝陶瓷及其制备方法
CN101759430B (zh) 一种制备多孔莫来石的方法
CN104492471B (zh) 一种中低温scr脱硝介孔分子筛催化剂及其制备和应用方法
CN104289179B (zh) 一步炭化活化制备凹凸棒石/碳复合材料吸附剂的方法
CN102633531B (zh) 一种梯度孔隙纯质碳化硅膜管
CN104549398B (zh) 一种微孔陶瓷催化剂及其制备方法
CN102718494B (zh) 一种复合碳化硅陶瓷过滤膜材料的制备方法
CN102553574B (zh) 一种烟气scr脱硝催化剂的制备方法
CN103463871B (zh) 一种脱硝除尘玻璃纤维覆膜滤料
CN102432275B (zh) 一种用于除藻的微滤陶瓷膜及其制备方法
CN103801154B (zh) 具有TiO2薄膜保护层的催化过滤滤料及其制备方法
WO2019006895A1 (zh) 一种协同控制NOx和CVOCs三叶草型催化剂的制备方法及其应用
CN104587846B (zh) 一种低温烧结制备多孔陶瓷滤膜的方法
CN104098318B (zh) 一种生物质多孔相变调温调湿材料及其制备方法
CN103113110B (zh) 一种复合碳化硅陶瓷纤维过渡层的涂覆方法
CN105884394B (zh) 一种低温制备多孔碳化硅支撑体的方法
CN107619281B (zh) 一种低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体的制备方法
CN105964284B (zh) 蜂窝状低温烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN107459364B (zh) 一种利用黄河淤泥和污泥做粘结剂制备的高强陶粒及其制备方法
CN102285686B (zh) 快速溶胶凝胶制备铁-氮共掺杂介孔纳米二氧化钛的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant