[發明專利]一種中溫催化脫硝蓄熱一體化莫來石質陶瓷材料

在審

• 申請號: 201711489228.1
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108355671A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 楊曉波;吳道君;李軍營;徐志鵬
• 申請（專利權）人: 湖北神霧熱能技術有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J27/188;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 周偉

本發明公開了一種中溫催化脫硝蓄熱一體化莫來石質陶瓷材料，屬于催化技術領域；該陶瓷材料主要由以下組分：堇青石35～40份，莫來石70～80份、三氧化鎢5～10份、SiO₂5～8份、蒙脫石10～15份、木漿棉2～3份、玻璃纖維4～5份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羥丙基甲基纖維素3～6份、鄰苯二甲酸酯2～3份、單乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份經過泥料捏合，陳腐，擠出成型、干燥與煅燒、浸漬催化漿料、再次干燥與煅燒工序制備而成。

技術領域

本發明涉及一種中溫催化脫硝蓄熱一體化莫來石質陶瓷材料，本發明制備的脫硝催化劑，具備良好的機械強度、抗酸腐蝕能力、抗熱震性能，可適應于燃煤鍋爐、火電機組的空預器中，以取代空預器中換熱原件考登鋼，兼具良好的換熱性能、脫硝活性和較寬的溫度窗口。

背景技術

近年來，能源及與之相關的環境成為全世界各國最為關注的熱點。我國由于人均能源資源短缺，環境容量有限，生態脆弱，將極大的制約我國的可持續發展。國內GDP 每年高速發展，能源消耗急驟增加，環境、生態日益惡化。節能降耗成為解決能源問題的一大主攻方向。據統計，國內的工業部門能源消耗量占全國能源總量的70％。其中工業窯爐是我國耗能大戶，約占全國總能耗的25％，能源利用率低是造成工業爐耗能大的主要原因之一。

與發達國家的工業爐相比，國內的工業窯爐平均熱效率要低20％左右，浪費的能源相當于2億噸標準煤，可見工業窯爐節能潛力是十分巨大的。

目前工業窯爐中的空氣預熱器中所用的換熱原件材質為考登鋼，考登鋼具有機械強度高、不易破損、換熱速率快、熱容大等優點，但是在使用過程中，考登鋼表面的搪瓷易脫落，鋼材裸漏以后非常容易被硫酸氫銨或結露而成的硫酸腐蝕，尤其是全國燃煤電廠在全面實施超低排放之后。為使脫硝處理后的氮氧化物濃度達到超低排放標準，目前，主流的降低NOx排放方法是，增加一層催化劑，這樣會導致系統阻力、空氣預熱器阻力提高，SO₂向SO₃的轉化率上升，氣溶膠排放增加，導致氨逃逸增大、腐蝕及堵塞現象增加等。

空氣預熱器在使用過程中，換熱元件緩慢轉動，溫度較高的煙氣和冷空氣交替流經換熱元件，進行周期性的換熱。在一個換熱周期內，換熱元件的溫度周期性變化，選用稀土元素Ce、La作為活性組分，具有較寬的脫硝活性溫度區間。

傳統的釩鈦系脫硝催化劑，活性溫度窗口較窄（320～400℃），運行過程中易受SO₂中毒，低溫下活性較低，且易產生硫銨，堵塞催化劑孔及空預器及下游設備，造成系統壓降較大，增加引風機的用電成本等不利因素。

而且現有稀土基催化劑不具有蓄熱功能，并且耐磨性差，活性溫度范圍窄，強度低，使用壽命短；使得應用范圍受到極大局限，因此，我們迫切需要研究一種新型催化劑，以替代上述產品。

發明內容

本發明提供一種中溫催化脫硝蓄熱一體化莫來石質陶瓷材料，以解決上述技術問題。

為解決上述技術問題，本發明方案采用的技術方案是：一種中溫催化脫硝蓄熱一體化莫來石質陶瓷材料，其特征在于該陶瓷材料主要由以下組分：堇青石35～40份，莫來石70～80份、三氧化鎢5～10份、SiO₂5～8份、蒙脫石10～15份、木漿棉2～3份、玻璃纖維4～5份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羥丙基甲基纖維素3～6份、鄰苯二甲酸酯2～3份、單乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份經過泥料捏合，陳腐，擠出成型、干燥與煅燒、浸漬催化漿料、再次干燥與煅燒工序制備而成；

所述催化漿料主要由以下組分構成：氧化鋁5～8份、硝酸鐵5～10份、硝酸錳5～15份、莫來石5～10份、磷酸二氫銨5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、硬脂酸鋁6～10份；硝酸釔3～5份、偏鎢酸銨5～8份、硝酸鈰5～8份，硝酸鑭2～4份、鈦酸酯偶聯劑3份。