[發明專利]一種3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體的制備方法

在審

• 申請號: 202010122873.5
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111167429A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 羅旭東;滿奕然;侯慶冬
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: B01J21/16
• 分類號: B01J21/16;B01J21/14;B01J35/02;B01J35/10;B01J32/00;B01J37/04;B01J37/08
• 代理公司: 鞍山順程商標專利代理事務所(普通合伙) 21246
• 代理人: 范偉琪

本發明屬于鋼鐵冶金領域，涉及一種3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體的制備方法，以高嶺土、氧化鋁粉為原料，經球磨、抽濾、混煉制備供3D打印設備使用鋁硅質打印泥料，通過3D打印技術制備冶金煙氣脫硝催化劑載體素坯，經干燥、燒成后獲得冶金煙氣脫硝催化劑載體成品。本發明所涉及的3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體具有催化劑載體制品表面積可控的特點，可以處理排放量巨大的冶金高溫煙氣，催化效果好；同時素坯通過高溫燒成，催化劑載體常溫強度大，結構致密度高；催化劑載體采用鋁硅質耐火材料，具有熱穩定性強的優點。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，具體涉及一種3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體的制備方法。

背景技術

在鋼鐵生產過程中也會產生大量的含有NO_x的污染物，其中NO為其主要污染物占NO_x總量的95%以上，其余主要為NO₂。NO是一種無色無味的氣體，可以影響人體的神經系統和呼吸系統，引起慢性呼吸道炎癥，濃度過高時可導致高鐵血紅蛋白敗血癥等疾病。NO在空氣中會被緩慢氧化成NO₂， NO₂對肺組織會產生更加劇烈的刺激作用，引起支氣管炎、肺炎、肺氣腫等一系列疾病。同時，大氣中的NO_x會引起一系列的環境問題：NO_x與空氣中的水分產生化學反應生成硝酸和硝酸鹽，最終形成酸雨；另外可與空氣中的碳氫化合物在光照的條件下發生反應形成光化學煙霧，嚴重的危害人類的健康以及生態環境。

目前，對于去除冶金煙氣中含NO_x大氣污染物的方法，效率較高的方法是選擇性催化還原技術（Selective catalytic reduction, SCR）。SCR技術是在400℃-500℃的溫度區間內，以NH₃為還原劑，在催化劑存在的條件下將NO_x選擇性地還原成N₂和H₂O。SCR技術的NO_x脫除率能達到90%以上。而SCR技術所使用的催化劑則需負載到催化劑載體上，催化劑載體的性能很大程度決定了催化的效果。

目前最常采使用的催化劑載體是采用擠出法制備的管型陶瓷催化劑載體。但是該種載體存在在著較為明顯的缺點，即內部結構簡單—內部為直通孔隙，比表面積小，尤其是在面對冶金高溫煙氣排放量巨大的前提下，催化效果較差。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體的制備方法，以高嶺土、氧化鋁粉為原料，經球磨、抽濾、混合制備供3D打印設備使用鋁硅質打印泥料，通過3D打印技術制備冶金煙氣脫硝催化劑載體素坯，經干燥、燒成后獲得冶金煙氣脫硝催化劑載體。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種3D打印鋁硅質冶金煙氣脫硝催化劑載體的制備方法，以高嶺土、氧化鋁粉為原料，經球磨、抽濾、混合制備供3D打印設備使用鋁硅質打印泥料，通過3D打印技術制備冶金煙氣脫硝催化劑載體素坯，經干燥、燒成后獲得冶金煙氣脫硝催化劑載體成品，具體工藝步驟如下：

（1）以重量份計，將30-40份高嶺土與60-70份氧化鋁粉置于球磨罐中，以水為球磨介質，球磨6-12小時；將球磨所得懸濁液倒入抽濾漏斗中，打開真空泵抽濾4-6小時；將抽濾所得混合泥料放入雙旋葉真空混煉機中，混合1-3小時，獲得供3D打印設備使用的鋁硅質打印泥料；

（2）使用SolidWorks軟件創建冶金煙氣脫硝催化劑載體的三維模型；

（3）使用Simplify 3D軟件對創建后的冶金煙氣脫硝催化劑載體三維模型進行切片處理，設置層高0.5-1mm、壁厚0.6-1.2mm、擠出頭移動速度3000-4000mm/分鐘；