[发明专利]一种非对称低温催化过滤材料及其制备方法

说明书

本发明属于催化材料领域，尤其涉及一种非对称低温催化过滤材料及其制备方法。其包括：若干层金属纤维过滤网，若干层金属纤维过滤网由不同线径的金属纤维编织而成，且依照目数由大至小或由小至大层叠设置，并通过加压烧结形成多层纤维网复合结构；所述多层纤维网复合结构在其目数最小的一侧金属纤维过滤网喷涂有合金粉末，经烧结后形成过烧结金属粉末过滤层；所述金属纤维过滤网负载有脱硝催化剂。本发明过滤材料能够提高工业烟气处理的效率和质量，具有良好的力学性能和耐腐蚀性，且相较于均相过滤催化材料，能够避免烟尘颗粒进入催化剂负载部分，避免冲刷磨损以及烟尘覆盖，提高了使用寿命，也容易进行再生和重复利用。

技术领域

本发明属于催化材料领域，尤其涉及一种非对称低温催化过滤材料及其制备方法。

背景技术

大气污染是世界上目前最突出的环境问题之一，工业废气是大气污染物的重要来源。大量工业废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害。目前采用金属纤维材料的高温气体净化除尘技术在现代节能环保工程系统中得到了推广应用。

金属纤维的材质有很多种，如316L、310S、哈氏合金、铁铬铝合金等。根据材质不同，制成的合金滤材耐温也不同，如铁铬铝合金滤材最高可达1000℃。我们知道，与烧结金属粉末过滤材料相比，金属纤维烧结毡由于具有孔隙率髙(可达85％)、透气度好、压差小和纳污量大等优点，因此在液压污染、流体污染和髙温气体过滤方面显示出极大的优势。此外,与烧结金属粉末过滤介质的另一个区别是金属纤维烧结毡过滤材料一般为深层过滤(而烧结金属粉末过滤介质为表面过滤)，由于纳污量的极大提髙，这使得过滤介质在工作时的反洗频率大大降低，提高了过滤系统的稳定性和使用寿命。基于以上优点，金属纤维烧结毡在高温气体过滤如高炉煤气、煤化工、石油催化剂过滤等方面有着广泛且不可替代的应用。

利用金属纤维网的过滤特性以及高孔隙度的优点，可以将其开发成工业烟气脱硝催化剂载体，从而实现过滤-催化的一体化。在目前工业烟气处理过程中，同时将颗粒物以及氮氧化物降低到排放标准是强制的环保要求。而目前普遍采用过滤-脱硝分级处理的方式，如电厂高温含尘烟气先进行脱硝后除尘排放，钢厂的低温烟气采用除尘后加热脱硝。这种分体式处理方式增加了环保投入，降低了处理效率。颗粒过滤和烟气脱硝一体化是行业的重大需求。此外，受限于当前如转炉烟气温度较低的特点，高温选择性催化还原(SCR)脱硝技术应用经济效益较低，市场亟需一种具有低温活性的脱硝催化剂。

然而，直接将脱硝催化剂负载在金属纤维网上进行应用时，由于工业废气中含有大量的粉尘，粉尘首先容易对纤维过滤网造成堵塞和粉尘气流冲击，导致纤维网的实际催化过滤效果下降甚至失效。为了制备一种长效的过滤-催化一体化复合纤维网材料，本发明特提出一种具有非对称高精度粉末烧结层保护方案，将粉末烧结的表层过滤和纤维网深层催化还原氮氧化物结合起来，从而获得一种长寿命高效过滤-催化复合滤料。

发明内容

为解决现有的金属纤维烧结网仅用于高温气体过滤等方面，且存在过滤精度较低以及不具备SCR除氮氧化物的能力，本发明提供了一种非对称低温SCR催化过滤材料。还进一步提供了一种非对称低温催化过滤材料的制备方法。

本发明的目的在于：

1)提供一种具有非对称分级结构的催化过滤材料；

2)确保催化材料具有良好的力学性能，具备良好的结构稳定性和使用寿命，不易受粉尘气流冲击损坏；

3)具有良好的催化效果，对氮氧化物和氨的具有较优的选择催化反应效果；

4)提高烟气处理效率，能够实现烟气粉尘和氮氧化物的联合脱除；

5)制备方法简洁高效，易于工业化的生产和使用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种非对称低温催化过滤材料，包括：