[发明专利]一种低温脱硝蓄热一体化催化型蜂窝陶瓷材料

说明书

本发明公开了一种低温脱硝蓄热一体化催化型蜂窝陶瓷材料，其特征在于该陶瓷材料主要包括：纳米级氧化铝70～80份、纳米氧化镁35～40份、纳米二氧化钛30～35份、氮化硼1～3份、二氧化硅粉50～60份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物4～10份、玻璃纤维3～8份、硬脂酸0.8～1份、高分子聚合物纤维0.8～1份、氨基纤维素0.8～1份经过催化剂泥料捏合，催化剂泥料陈腐，催化剂泥料挤出成型，催化剂成型、湿坯干燥、煅烧工序制备而成。本发明提高了催化剂的催化效率，降低了催化剂的使用成本；硬脂酸的加入有助于催化剂的成型脱模，提高了催化剂制作的成品率；本发明制备步骤简单，在中温环境下反应条件温和，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种中温催化剂，尤其是一种低温脱硝蓄热一体化催化型蜂窝陶瓷材料。

背景技术

近年来，能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点。我国由于人均能源资源短缺，环境容量有限，生态脆弱，将极大的制约我国的可持续发展。国内GDP 每年高速发展，能源消耗急骤增加，环境、生态日益恶化。节能降耗成为解决能源问题的一大主攻方向。据统计，国内的工业部门能源消耗量占全国能源总量的70％。其中工业窑炉是我国耗能大户，约占全国总能耗的25％，能源利用率低是造成工业炉耗能大的主要原因之一。

与发达国家的工业炉相比，国内的工业窑炉平均热效率要低20％左右，浪费的能源相当于2亿吨标准煤，可见工业窑炉节能潜力是十分巨大的。

目前工业窑炉中的空气预热器中所用的换热原件材质为考登钢，考登钢具有机械强度高、不易破损、换热速率快、热容大等优点，但是在使用过程中，考登钢表面的搪瓷易脱落，钢材裸漏以后非常容易被硫酸氢铵或结露而成的硫酸腐蚀，尤其是全国燃煤电厂在全面实施超低排放之后。为使脱硝处理后的氮氧化物浓度达到超低排放标准，目前，主流的降低NOx排放方法是，增加一层催化剂，这样会导致系统阻力、空气预热器阻力提高，SO₂向SO₃的转化率上升，气溶胶排放增加，导致氨逃逸增大、腐蚀及堵塞现象增加等。

空气预热器在使用过程中，换热元件缓慢转动，温度较高的烟气和冷空气交替流经换热元件，进行周期性的换热。在一个换热周期内，换热元件的温度周期性变化，选用稀土元素Ce、La作为活性组分，具有较宽的脱硝活性温度区间。

传统的钒钛系脱硝催化剂，活性温度窗口较窄（320～400℃），运行过程中易受SO₂中毒，低温下活性较低，且易产生硫铵，堵塞催化剂孔及空预器及下游设备，造成系统压降较大，增加引风机的用电成本等不利因素。

而且现有稀土基催化剂不具有蓄热功能，并且耐磨性差，活性温度低值高，强度低，使用寿命短；使得应用范围受到极大局限，因此，我们迫切需要研究一种新型催化剂，以替代上述产品。

发明内容

本发明提供一种低温脱硝蓄热一体化催化型蜂窝陶瓷材料，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明方案采用的技术方案是：一种低温脱硝蓄热一体化催化型蜂窝陶瓷材料，其特征在于该陶瓷材料主要由以下组分：纳米级氧化铝70～80份、纳米氧化镁35～40份、纳米二氧化钛30～35份、氮化硼1～3份、二氧化硅粉50～60份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物4～10份、玻璃纤维3～8份、硬脂酸0.8～1份、高分子聚合物纤维0.8～1份、氨基纤维素0.8～1份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；

所述催化浆料主要由以下组分组成：称取纳米级氧化铝5～8份、硝酸铁5～10份、硝酸锰5～15份、莫来石5～10份、磷酸二氢铵5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、硬脂酸铝6～10份、纳米氧化钕3～5份、偏钨酸铵5～8份、纳米氧化锌3～4份、硝酸铈5～8份、硝酸镧5～6份、钛酸酯偶联剂4～5份。

其制备方法包括以下步骤：

（1）泥料捏合：