本发明属于工业节能、减排设备技术领域，具体涉及到一种用于玻璃窑炉的耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
大气中的氮氧化物（nox）一种常见大气污染物，它不仅能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境的一系列问题，同时也会危及人类健康。因此，控制大气中nox的排放引起了全球的关注，我国也将其列为目前大气环境保护中的重点。
研究发现燃料燃烧时nox的产生：一是燃烧时空气中的氮在高温下被氧化而生成氮氧化物，二是燃料中的含氮化合物在高温下分解出的氮被氧化为氮氧化物，玻璃制品生产过程中排放的烟气含有3000-7000ppm的氮氧化物。它的排放量仅次于火力发电厂，列入大气污染源之一，我国玻璃窑炉在促进经济发展的同时也产生了大量的nox。
减少nox排放有燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝两条途径。实际生产中，低nox燃烧技术效率低，而主要采用烟气脱硝技术。目前，烟气脱硝技术中的scr脱硝技术具有脱硝率高(可大于90%)，选择性好，技术成熟可靠等优点，成为玻璃窑炉脱硝的主流。
scr脱硝系统中最关键的部分是催化剂，玻璃窑炉烟气粉尘含量较高，烟气中的飞灰颗粒急速撞击催化剂孔道，长时间工作下烟气中飞灰对催化剂的磨损主要发生催化剂模块的端头部分，相应的端部磨损最为严重，且随着时间的增长，催化剂模块会越来越短，使得催化剂的使用寿命大幅降低进一步会出现空洞和坍塌，降低脱硝效率。
传统的蜂窝式脱硝催化剂虽然采用浸渍磷酸二氢铝的端头硬化液处理（公开号：cn103316717a），但在高含尘的烟气下使用磨损也较严重，严重影响使用寿命；或者在材料配方中加入抗磨剂sic（公开号：cn106311301a），但由于sic粉体材料与在催化剂煅烧温度下无法结合牢固，依然存在耐压强度不高，高含尘的烟气下使用，脱硝催化剂也会逐渐被磨损。
磨损与烟气流速和粉尘浓度、催化剂磨损部位等都有一定的关系。因此，发明一种玻璃窑炉用耐磨损复合脱硝催化剂是本领域现阶段急需解决的技术难题，本发明由此产生。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于玻璃窑炉的耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂及其制备方法。用以解决现有脱硝催化剂耐磨性能、耐腐蚀性能不高，使用过程中易积灰堵塞、比表面积小换热效率低、使用寿命短等技术问题。在玻璃窑炉脱硝设备中，用一种耐磨损陶瓷复合材料可以代替现有脱硝催化剂端头硬化部位，通过不返厂的简单清洗再生，能够实现失活脱硝催化剂的高效低廉清洗再生。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种用于玻璃窑炉的耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂及其制备方法，耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂包括端头部位、主体部位、粘接硬化泥浆层、不锈钢壳连接组合而成；所述的端头部位为耐磨蜂窝陶瓷材料，下端有定位凸条；所述的主体部位为耐磨蜂窝式催化剂，上端有定位凹槽；所述端头部位的下端和主体部位的上端通过粘接硬化泥浆层粘连一体，所述粘接硬化泥浆层四周套置有不锈钢壳。
作为优选，所述粘接硬化泥浆层使用磷酸二氢铝、稀土混合物活性成分浸泡混合形成。
作为优选，所述端头部位使用耐磨蜂窝陶瓷材料，包括如下生产步骤：
1）耐磨蜂窝陶瓷材料包括无机粉料和添加剂，所述添加剂包括有固态粘结剂、润滑剂，有机增塑保湿剂；
所述无机粉料按各原料所占重量百分数为：红柱石10~50%、堇青石10~30%、锂辉石10~30%、白刚玉5~10%、钾长石1~10%、高岭土1~10%、焦宝石5~35%；上述无机粉料的重量以100份计，加入固态粘结剂为3~7份、润滑剂2~6份、有机增塑保湿剂0.5~2份。
2）耐磨蜂窝陶瓷材料的制备：将球磨、捏合、陈腐制得的泥料通过挤出机成型，得到蜂窝体坯体；经过微波定型后放在热风窑炉干燥定型；经过1300~1350℃烧成，得到端头部位的蜂窝陶瓷蓄热体材料。
作为优选，所述的耐磨蜂窝陶瓷材料放在热风干燥窑内定型和干燥，初始定型温度65℃，干燥时间6~12h；微波定型微波炉炉的功率为5~10kw，频率为2450mhz±50mhz。
耐磨蜂窝陶瓷材料的制备：将球磨、捏合、陈腐制得的泥料通过挤出机成型，得到蜂窝体坯体；经过微波定型后放在热风窑炉干燥定型；经过1300~1350℃烧成，得到端头部位的蜂窝陶瓷蓄热体材料。
作为优选，所述耐磨蜂窝陶瓷材料中固态粘结剂为hpmc、cmc的一种或多种混合物。有机润滑剂为植物油、硬脂酸、合成机油的一种或多种混合物。有机增塑保湿剂为peo、pva的一种或多种混合物。
作为优选，所述耐磨蜂窝式催化剂，其生产步骤如下：
1）耐磨蜂窝式催化剂包括无机粉料和添加剂，所述添加剂包括有固态粘结剂、润滑剂，有机增塑保湿剂；
所述无机粉料按各原料所占重量百分数为：二氧化钛70-90％、蒙脱石1-15％、稀土混合物1-10％、玻璃纤维1-5％，木浆棉1-5％；上述无机粉料的重量以100份计，加入固态粘结剂为0.5~5份、润滑剂0.5~5份、有机增塑保湿剂0.5~2份。
2）耐磨蜂窝式催化剂的制备：将搅拌捏合、陈腐、预过滤经过装有成型模具的真空挤出机成型挤出，制得催化剂湿坯；其中陈腐24h以上；预过滤采用规格1×4mm或0.8×3mm的不锈钢滤网；经过热风窑炉干燥定型，再经过600℃煅烧，得到主体部位的耐磨蜂窝式催化剂。
作为优选，所述真空挤出机的挤出压力为3~6mpa，挤出温度＜35℃，挤出真空度-0.09mpa。
作为优选，所述固态粘结剂为cmc，所述有机润滑剂为硬脂酸，所述有机增塑保湿剂为peo。
本发明的耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂，主要用于玻璃窑炉的脱硝装置中，可适用于250~400℃宽温度高粉尘烟气的脱硝，端头部位蜂窝陶瓷材料耐磨损性能大大优于传统的蜂窝式催化剂，且整体的脱硝性能不下降。由于端头部位耐磨损性能好，通过不返厂的简单清洗再生，能够实现失活脱硝催化剂的高效低廉清洗再生。本发明陶瓷复合脱硝催化剂具有成本低、使用寿命长、催化活性高、耐磨性好等优点。还可用于电力、冶金、石化等行业烟气脱硝，应用范围广泛，环保意义重大。
附图说明
图1所示是本发明垂直定位时的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，一种用于玻璃窑炉的耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂及其制备方法，耐磨损陶瓷复合脱硝催化剂包括端头部位1、主体部位2、粘接硬化泥浆层3、不锈钢壳4连接组合而成，其外形尺寸为150mm×150mm，总高度700~800mm，端头部位高度45mm。端头部位1为耐磨蜂窝陶瓷材料，下端有定位凸条11。主体部位2为耐磨蜂窝式催化剂，其上端有定位凹槽21。两者可以定位准确，防止端头部位1和主体部位2之间气流孔错位现象发生，通过粘接硬化泥浆层3粘连一体，并在四周使用不锈钢壳4嵌套复合在一起。
端头部位1使用耐磨蜂窝陶瓷材料生产步骤如下：
1）耐磨蜂窝陶瓷材料中无机粉料按各原料所占重量百分数为：红柱石15%、堇青石15%、锂辉石15%、白刚玉15%、钾长石10%、高岭土10%、焦宝石20%；上述无机粉料的重量以100份计，加入固态粘结剂为3.5份、润滑剂5份、有机增塑保湿剂1份。
2）耐磨蜂窝陶瓷材料的制备：将球磨、捏合、陈腐制得的泥料通过挤出机成型，得到蜂窝体坯体；经过微波定型后放在热风窑炉干燥定型；经过1300~1350℃烧成，得到端头部位的蜂窝陶瓷蓄热体材料。所述的蜂窝陶瓷生产步骤：放在热风干燥窑内定型和干燥，初始定型温度65℃，干燥时间6~12h；微波定型微波炉炉的功率为5kw，频率为2450mhz±50mhz；固态粘结剂hpmc为3.5份；有机润滑剂植物油为4份；有机增塑保湿剂peo为1份。经测试，蜂窝陶瓷蓄热体的抗压强度为26～29mpa、体积密度为2.1～2.2g/cm3、耐磨性为7.6cm3，满足玻璃窑炉用耐磨损复合脱硝催化剂端头部位的性能要求。
主体部位2使用耐磨蜂窝式催化剂生产步骤如下：
1）耐磨蜂窝式催化剂包括无机粉料和添加剂，所述添加剂包括有固态粘结剂、润滑剂，有机增塑保湿剂；
所述无机粉料按各原料所占重量百分数为：二氧化钛75％、蒙脱石10％、稀土混合物10％、玻璃纤维2.5％，木浆棉2.5％；上述无机粉料的重量以100份计，加入固态粘结剂为1份、润滑剂1份、有机增塑保湿剂1份。固态粘结剂为cmc，有机润滑剂为硬脂酸，有机增塑保湿剂为peo。
2）耐磨蜂窝式催化剂的制备：将搅拌捏合、陈腐、预过滤通过装有成型模具的真空挤出机成型挤出，制得催化剂湿坯；经过热风窑炉干燥定型；经过600℃煅烧，得到主体部位的耐磨蜂窝式催化剂。陈腐时间为24h以上；预过滤采用规格1×4mm或0.8×3mm的不锈钢滤网；真空挤出机的挤出压力为3~6mpa，挤出温度＜35℃，挤出真空度-0.09mpa。经测试，耐磨蜂窝式催化剂的抗压强度为4～5mpa，硬化磨损0.05~0.10%/kg，预计催化剂的寿在2~3年，满足玻璃窑炉用耐磨损复合脱硝催化剂主体部位的性能要求。
最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。