[发明专利]一种3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体的制备方法

说明书

本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体的制备方法，以高岭土、氧化铝粉为原料，经球磨、抽滤、混炼制备供3D打印设备使用铝硅质打印泥料，通过3D打印技术制备冶金烟气脱硝催化剂载体素坯，经干燥、烧成后获得冶金烟气脱硝催化剂载体成品。本发明所涉及的3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体具有催化剂载体制品表面积可控的特点，可以处理排放量巨大的冶金高温烟气，催化效果好；同时素坯通过高温烧成，催化剂载体常温强度大，结构致密度高；催化剂载体采用铝硅质耐火材料，具有热稳定性强的优点。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体的制备方法。

背景技术

在钢铁生产过程中也会产生大量的含有NO_x的污染物，其中NO为其主要污染物占NO_x总量的95%以上，其余主要为NO₂。NO是一种无色无味的气体，可以影响人体的神经系统和呼吸系统，引起慢性呼吸道炎症，浓度过高时可导致高铁血红蛋白败血症等疾病。NO在空气中会被缓慢氧化成NO₂， NO₂对肺组织会产生更加剧烈的刺激作用，引起支气管炎、肺炎、肺气肿等一系列疾病。同时，大气中的NO_x会引起一系列的环境问题：NO_x与空气中的水分产生化学反应生成硝酸和硝酸盐，最终形成酸雨；另外可与空气中的碳氢化合物在光照的条件下发生反应形成光化学烟雾，严重的危害人类的健康以及生态环境。

目前，对于去除冶金烟气中含NO_x大气污染物的方法，效率较高的方法是选择性催化还原技术（Selective catalytic reduction, SCR）。SCR技术是在400℃-500℃的温度区间内，以NH₃为还原剂，在催化剂存在的条件下将NO_x选择性地还原成N₂和H₂O。SCR技术的NO_x脱除率能达到90%以上。而SCR技术所使用的催化剂则需负载到催化剂载体上，催化剂载体的性能很大程度决定了催化的效果。

目前最常采使用的催化剂载体是采用挤出法制备的管型陶瓷催化剂载体。但是该种载体存在在着较为明显的缺点，即内部结构简单—内部为直通孔隙，比表面积小，尤其是在面对冶金高温烟气排放量巨大的前提下，催化效果较差。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体的制备方法，以高岭土、氧化铝粉为原料，经球磨、抽滤、混合制备供3D打印设备使用铝硅质打印泥料，通过3D打印技术制备冶金烟气脱硝催化剂载体素坯，经干燥、烧成后获得冶金烟气脱硝催化剂载体。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种3D打印铝硅质冶金烟气脱硝催化剂载体的制备方法，以高岭土、氧化铝粉为原料，经球磨、抽滤、混合制备供3D打印设备使用铝硅质打印泥料，通过3D打印技术制备冶金烟气脱硝催化剂载体素坯，经干燥、烧成后获得冶金烟气脱硝催化剂载体成品，具体工艺步骤如下：

（1）以重量份计，将30-40份高岭土与60-70份氧化铝粉置于球磨罐中，以水为球磨介质，球磨6-12小时；将球磨所得悬浊液倒入抽滤漏斗中，打开真空泵抽滤4-6小时；将抽滤所得混合泥料放入双旋叶真空混炼机中，混合1-3小时，获得供3D打印设备使用的铝硅质打印泥料；

（2）使用SolidWorks软件创建冶金烟气脱硝催化剂载体的三维模型；

（3）使用Simplify 3D软件对创建后的冶金烟气脱硝催化剂载体三维模型进行切片处理，设置层高0.5-1mm、壁厚0.6-1.2mm、挤出头移动速度3000-4000mm/分钟；