[发明专利]一种烟气除尘脱硝用陶瓷过滤元件及其制备方法和应用

说明书

一种烟气除尘脱硝用陶瓷过滤元件及其制备方法和应用，属于烟气处理技术领域。所述方法包括步骤如下：按重量份计，取莫来石40~50份、碳化硅10~20份、氧化铝20~30份、粘土8~10份、粘结剂3~5份、造孔剂10~15份和脱模剂2~4份，将上述原料混合均匀后倒入模具中，在20~30 MPa的压力下等静压成型，成型后脱模烘干，最后焙烧得到所述支撑体；按重量份计，取莫来石10~15份、二氧化钛5~10份、粘土5~10份、分散剂15~20份和石墨3~5份，将上述原料混合均匀后喷涂在支撑体表面得到所述分离膜，再经过干燥后焙烧得到陶瓷载体；将脱硝催化剂通过浸渍方式负载在陶瓷载体上，得到所述陶瓷过滤元件。本发明能够实现烟气脱硝除尘一体化，缩短工艺流程，降低工艺成本。

技术领域

本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气除尘脱硝用陶瓷过滤元件及其制备方法和应用。

背景技术

在煤电行业实行“超低排放”的背景下，目前水泥窑炉烟气污染物也面临趋严的排放压力。随着我国经济的高速发展，作为国民经济的重要基础产业，水泥工业已经成为国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。与此同时，水泥工业氮氧化物的排放总量也呈逐年上升之势，已是居火电工业、汽车尾气排放之后的第三大氮氧化物排放大户。就水泥工业而言，在大气污染方面的污染物除了水泥窑炉烟气中的氮氧化物之外，还包括粉尘污染，其粉尘排放量占全国工业行业粉尘排放总量的40％左右。因此，对水泥窑炉烟气进行脱硝除尘一体化的综合治理，降低水泥工业氮氧化物和粉尘的排放，缓解由此引发的一系列环境问题，已经成为亟待解决的环保任务。

传统的烟气治理技术主要采用电除尘技术、电袋复合除尘技术和袋式除尘技术，处理步骤多，设备大且数量多、占地面积大、企业投资，后期运行的成本高；比如由于采用高温电除尘，电极经常被灰尘覆盖，需要经常清理。同时电除尘和袋式除尘设备很难在高温条件下工作，仅能安装在脱硝装置之后。因此，脱硝催化剂必须在高尘环境下工作，而催化剂的活性组分是以多孔材料为负载体，粉尘对催化剂的冲刷将造成催化剂表面堵塞与磨蚀，催化剂的使用寿命明显缩短。

基于上述背景，如何将烟气脱硝除尘一体化，缩短工艺流程，降低工艺成本，是当前本领域发展的一个重要方向。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种烟气除尘脱硝用陶瓷过滤元件及其制备方法和应用，能够实现烟气脱硝除尘一体化，缩短工艺流程，降低工艺成本。

技术方案：一种烟气除尘脱硝用陶瓷过滤元件的制备方法，所述方法包括步骤如下：

S1、支撑体制备：按重量份计，取莫来石40～50份、碳化硅10～20份、氧化铝20～30份、粘土8～10份、粘结剂3～5份、造孔剂10～15份和脱模剂2～4份，将上述原料混合均匀后倒入模具中，在20～30MPa的压力下等静压成型，成型后脱模烘干，最后焙烧得到所述支撑体；

S2、分离膜制备：按重量份计，取莫来石10～15份、二氧化钛5～10份、粘土5～10份、分散剂15～20份和石墨3～5份，将上述原料混合均匀后喷涂在支撑体表面得到所述分离膜，再经过干燥后焙烧得到陶瓷载体；

S3、催化剂的负载：将脱硝催化剂通过浸渍方式负载在陶瓷载体上，得到所述陶瓷过滤元件。

以莫来石、碳化硅和氧化铝为陶瓷支撑体的骨料，能够改善陶瓷支撑体的机械强度，提升其耐高温稳定性。由于造孔剂的增加可以提升坯体的孔隙率，但会导致坯体的抗压强度降低，成本升高。因此本发明通过合理的造孔剂用量在支撑体的孔隙率和机械强度之间取得了平衡。通过适宜的粘合剂和粘土配比也有利于促进成孔的均匀性。

以莫来石作为分离膜的主要原料，增加了膜层的透气性能和高温稳定性能，结合适宜用量的分散剂，可以形成适宜粘度的陶瓷浆料，喷涂于支撑体后可以最大限度的保证陶瓷膜的强度、分离精度和透气性能。

优选的，所述粘结剂为钾长石、锂辉石、滑石、氧化锌和氧化钙中的一种或几种。