[發明專利]一種新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制備方法

有效

• 申請號: 201610998320.X
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106732641B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 倫文山;徐澤躍;彭文博;沈云進
• 申請（專利權）人: 江蘇省陶瓷研究所有限公司;江蘇久吾高科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/06;B01D53/90;B01D53/86;B01D53/56;B01D46/54;B01D69/10;B01D67/00;B01D71/02
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

一種新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制備方法，包括一端開口的支撐體、涂覆于支撐體表面的分離膜、填充于支撐體內部空腔處的催化棉以及封于支撐體開口處用于阻擋壓緊催化棉的蜂窩陶瓷擋板。本發明的優點在于方法新穎，實施簡單，維持了膜管的原有結構及過濾功能，增加了膜管的催化功能，加大了催化活性成分與預過濾氣體的接觸面積，加強了催化凈化的效果，并且由于催化劑與膜管可分離，陶瓷膜管使用一段時間可以對催化成分進行更換或再處理，延長了膜管的使用壽命，降低了使用成本。

技術領域

本發明屬于化工陶瓷領域，尤其涉及陶瓷膜管及其制備方法。

背景技術

當前我國大氣環境形勢十分嚴峻，以燃煤為主的能源結構導致煤煙型污染特征，主要污染物有粉塵顆粒物、氮氧化物等。對人體健康和環境質量造成巨大危害，嚴重制約社會經濟的可持續發展。因此有必要對煙氣進行除塵和脫硝處理。電廠常用的除塵和脫硝技術都是分做兩步獨立進行的，先除塵后脫硝或者先脫硝后除塵。目前脫硝常用的技術之一為氨氣選擇性催化還原法，常規的方法是將催化劑涂敷在蜂窩或多孔陶瓷載體表面，將載體置于容器中，高溫煙氣通過時，所含氮氧化物與氨氣反應生成氮氣和水，例如某專利公開了一種催化陶瓷膜反應裝置，該裝置由孔梯度催化陶瓷膜管組成，一共有八層，催化劑負載在有TiO₂-SiO₂ 涂層的陶瓷膜上，降低了含塵氣體的毒性。這種類型的具有催化功能的陶瓷膜管的主要問題是，一方面制備工藝相對復雜，另一方面由于催化劑負載在陶瓷膜上，不能根據需要更換催化劑，而且催化劑中毒發生后將很難將催化劑再生，膜管的催化功能下降，降低了膜管使用壽命。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種不僅粉塵捕捉效率高、而且能高效去除氮氧化物，實現同時除塵及SCR脫硝的新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制備方法。

為實現本發明目的，提供了以下技術方案：一種新型具有催化功能的陶瓷膜管，其特征在于包括一端開口的支撐體、涂覆于支撐體表面的分離膜、填充于支撐體內部空腔處的催化棉以及封于支撐體開口處用于阻擋壓緊催化棉的蜂窩陶瓷擋板。

作為優選，陶瓷過濾管支撐體氣孔率為30%~45%，抗彎強度≥18 MPa。

作為優選，分離膜的膜平均孔徑在1~20μm。

作為優選，蜂窩陶瓷擋板由堇青石制成，形狀為六邊形，孔數為5~20/cm²，蜂窩陶瓷擋板厚度為1~2cm。

為實現本發明目的，提供一種新型具有催化功能的陶瓷膜管制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）采用等靜壓成型制備陶瓷膜管支撐體；

（2）在支撐體上涂覆分離膜：

2.1分離膜懸濁液的制備：稱取短切氧化鋁多晶纖維、剛玉粉、粘結劑、分散劑和水，加入容器中攪拌均勻，并且在真空環境下攪拌10~30min以排除漿料中的氣泡，制成分離膜懸濁液；

2.2用噴槍將分離膜懸濁液均勻噴涂在支撐體外表面，形成厚度0.1~0.5mm的涂層，干燥成型成陶瓷膜管；

（3）在硅酸鋁陶瓷纖維棉上涂覆催化活性組分得到催化棉；催化活性組分為將六水硝酸鈰、五水硝酸鋯、四水硝酸錳、九水硝酸鐵按照摩爾比為2:3:3:1加入去離子水中，攪拌至充分溶解，得到的Ce-Zr-Mn-Fe混合溶液。

（4）催化棉與陶瓷膜管組裝成催化功能陶瓷膜管；

4.1將催化棉插入陶瓷膜管中空處；

4.2在陶瓷膜管開口的一端塞上蜂窩陶瓷，用粘結劑與膜管支撐體相連，即組裝成具有催化功能的陶瓷膜管。