[發明專利]一種稀土基低溫催化脫硝、蓄熱一體復合陶瓷材料

在審

• 申請號: 201711492600.4
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108341665A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 吳道君;李軍營;楊曉波;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: C04B35/185
• 分類號: C04B35/185;C04B35/82;C04B35/622;C04B38/00;C04B41/85;B01D53/86;B01D53/56;B01J27/24
• 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

1.一種稀土基低溫催化脫硝、蓄熱一體復合陶瓷材料，其特征在于該陶瓷材料主要由以下組分：該脫硝催化劑主要由以下組分：堇青石35～40份，莫來石70～80份、三氧化鎢5～10份、SiO²5～8份、蒙脫石為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份經過催化劑泥料捏合，催化劑泥料陳腐，催化劑泥料擠出成型，催化劑成型、濕坯干燥、煅燒工序制備而成；

所述催化劑泥料主要由以下組分組成：硫酸鈣晶須5～8份、硝酸鐵12～15份、硝酸錳12～15份、氮化硼5～10份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纖維6～10份；氧化釹3～5份、偏鎢酸銨5～8份、鈦酸鉀晶須3～4份、硝酸鈰5～8份，硝酸鑭5～6份、鈦酸酯偶聯劑4～5份。

2.根據權利要求1所述的一種稀土基低溫催化脫硝、蓄熱一體復合陶瓷材料，其特征在于其制備方法包括以下步驟：

（1）泥料捏合：

i）稱取堇青石、莫來石、三氧化鎢、SiO2、蒙脫石、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、鄰苯二甲酸酯、單乙醇胺、硬脂酸混合，加入去離子水和20%氨水，其中去離子水：粉料重量比為1：（0.4～0.6），攪拌捏合20min左右，通過捏合及調節添加的去離子水、氨水調節泥料指標，泥料捏合（i）泥料水分目標值38～45%，pH目標值7.8～9.4；

ii）添加20%氨水0.5～1.5份，蓋上攪拌機頂蓋，邊攪拌邊加熱升溫至95℃以上，然后打開頂蓋，蒸發濃縮泥料水分至泥料呈顆粒狀，所述泥料水分目標值25～28%，pH目標值7.8～8.5；

iii）邊攪拌邊依次添加木漿棉，玻璃纖維，添加20%氨水，攪拌15min左右，所述泥料水分目標值29～34%，pH目標值8.1～9.2；

iv）依次添加氯化聚乙烯、羥丙基甲基纖維素，攪拌10min以上，所述泥料水分目標值28～32%，pH目標值8.1～9.0；

（2）陳腐：將混煉好的泥料，用保鮮膜密封保存，陳腐，陳腐3-4h；

（3）預過濾擠出：將陳腐好的泥料，在預過濾擠出機上，擠出力塑性1700～2200N，過濾擠出成泥條；

（4）成型擠出：在前端裝有SCR成型模具的真空擠出機上進行擠出成型，得到催化劑濕坯；

（5）干燥-煅燒：將步驟（4）得到的催化劑濕坯，轉移至鋁合金托盤上，用帶保溫棉的玻璃鋼材質的盒蓋包裝好，干燥溫度為90℃，干燥周期5h；將干燥后的催化劑坯料送入煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度1100～1200℃，煅燒過程中，控制溫度從100℃起，按100℃/小時梯度遞增，煅燒時間為18～22h，得到蜂窩陶瓷坯體，用硝酸清洗陶瓷坯體、烘干備用；

（6）上漿：稱取硫酸鈣晶須、硝酸鐵、硝酸錳、氮化硼、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纖維；氧化釹、偏鎢酸銨、鈦酸鉀晶須、硝酸鈰，硝酸鑭、鈦酸酯偶聯劑，在70～95℃溶于含有1.2～3.5份草酸的水溶液，漿液比1:3，加升溫至80℃并保溫，用超聲波震蕩攪拌1～2小時，制成催化劑泥料；將步驟5所得蜂窩陶瓷坯體放入催化劑泥料池內，裹上催化劑泥料后放入干燥爐，干燥溫度為70℃，干燥周期20～30分鐘，刮除蜂窩陶瓷坯體外側的催化劑泥料并清理干凈后，重新放入干燥爐，干燥溫度為90℃，干燥周期1h；

（7）干燥-煅燒：將步驟（6）得到的蜂窩陶瓷坯體，送入煅燒爐內進行煅燒，煅燒溫度500℃，煅燒過程中，控制溫度從100℃起，按100℃/小時梯度遞增，煅燒時間為7～9h，得到低溫蜂窩陶瓷體。

3. 根據權利要求2所述的一種稀土基低溫催化脫硝、蓄熱一體復合陶瓷材料，其特征在于：步驟（3）預過濾擠出，濾網采用網孔規格為1.0x4mm 或0.8x3mm的不銹鋼濾網。

4.根據權利要求2所述的一種稀土基低溫催化脫硝、蓄熱一體復合陶瓷材料，其特征在于：步驟（4）成型擠出，擠出機控制條件為，擠出壓力7MPa，擠出溫度＜35℃，真空度-0.094MPa左右。