[发明专利]高强低阻尘硝一体化陶瓷基过滤材料及其制备工艺

说明书

本发明一方面，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。本发明另一方面，还提供了上述滤料的制备方法。本发明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。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫、脱硝技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

为达到上述技术目的，本发明一方面，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。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

可选的，所述纳米金红石的粒径控制在40～80nm。

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。

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。

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。

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。

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。

本发明另一方面，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：

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；