[发明专利]用于尾气或废气净化的含催化剂的陶瓷过滤器的制备方法

说明书

本发明涉及用于尾气或废气净化的含催化剂的陶瓷灰尘过滤器，其通过包括以下步骤的方法来制备：制备包含催化有效量的至少一种催化活性的金属和氧化物载体的基于水的浸渍浆料以形成催化活性的金属氧化物载体，用浸渍浆料浸渍过滤器基底，从内侧喷淋以控制液体的量，同时使过滤器壁的外部几毫米保持干燥，干燥经浸渍的过滤器。优选通过使用微波能量来干燥经浸渍的过滤器。

发明背景

本发明涉及一种制备用于尾气或废气净化的含催化剂的陶瓷过滤器的新型方法。更具体地，本发明提供了一种用于去除工艺尾气或发动机废气中的灰尘和颗粒物质的催化陶瓷过滤器。催化陶瓷过滤器特别适用于净化来自工业过程(包括燃烧，如矿物质、玻璃、水泥的生产、垃圾焚烧)或来自燃煤锅炉和发动机的工艺气体或未净化气体。

滤烛形状的陶瓷过滤器在许多工业中用于从工艺气体中去除颗粒物质。它们构成可用的最有效的集尘器类型之一，并且它们可以实现对于颗粒物大于99％的收集效率。过滤器可由各种各样的陶瓷材料制成，该陶瓷材料包含由碱金属和碱土硅酸盐或铝硅酸盐制成的陶瓷纤维。

过滤来自工业工艺如城市垃圾焚烧炉的废气以去除如二噁英、呋喃、氮氧化物、灰尘、烟灰的污染物以及其他有毒和有害物质，从而能使废气更安全地释放到大气中。传统上，已通过气体洗涤过程通过将反应物颗粒材料注入废气中而除去气态污染物，所述材料与气态污染物发生化学和/或物理反应以产生颗粒反应产物。然后，将含有反应产物的废气通过屏障过滤器如织物、金属或陶瓷介质进行过滤，其中反应产物和任何固体污染物以粉尘饼形式保留在过滤器表面上。这具有如下缺点：它涉及处理和注入粉末或浆料反应物材料以及随后从过滤器表面除去粉尘饼。通常通过在压力下经由过滤器反吹清洁空气来去除粉尘饼，这导致对于清洁和过滤的能量需求增加，因为粉尘饼由于它为气流提供更不可渗透的层而产生压降损失，从而需要额外的能量来使清洁气体通过滤饼和过滤器。此外，在清洁之后，在过滤器的表面没有积聚反应物材料，其在使用中将提供用于去除污染物的反应物床。这能使污染物更容易未经处理地通过过滤器，直到反应物层可以再次建立。

含颗粒的工艺气体通常含有多种污染物，例如以根据当地法规必须减少的浓度存在的NOx、挥发性有机化合物(VOC)、SO2、CO和NH3。为此目的，可以使用几种常规方法。

气态污染物如NOx、VOC、CO和NH3的减少可以通过与催化剂接触而有效地进行。具体地，基于氧化钒的催化剂通常用作在静止和汽车应用中通过用NH3选择性还原NOx的NOx还原催化剂。

这种催化剂通过组合与NH3的氧化和选择性催化还原(SCR)反应对于烃类(VOC)和NOx两者的去除都呈活性。

众所周知，氧化钒是一种活性氧化催化剂。与贵金属催化剂例如Pd催化剂相比，氧化钒催化剂在CO2形成中的选择性较低，并且在氧化反应过程中产生一些量的CO。CO不能通过与氧化钒催化剂接触而以可行的反应速率被氧化成CO2。相反，它需要存在不同的催化剂，例如贵金属催化剂如Pd或Pt，或普通金属催化剂如Cu-Mn催化剂。因此，已经证实，当为过滤器提供氧化钒催化剂和非常少量的钯时，不会观察到由VOC的不完全催化燃烧所产生的CO的排放。

发明详述

通常，过滤器基底具有空心圆柱体的形式。通常通过用包含负载在无机氧化物载体上的催化金属的浆料浸渍过滤器基底，例如通过将过滤器浸入浆料中或通过从过滤器的外侧和/或内侧将浆料喷淋在过滤器上，来将催化剂负载到陶瓷过滤器基底上。一旦施加浆料，就将所得的过滤器干燥。浸渍和干燥过程相当具有挑战性，因为一旦潮湿，陶瓷过滤器基底就失去其大部分机械性能并变得相当难以处理。