-200目铁粉70% (重量)的配方，通过粉末冶金法烧结制成铝系铁铝金属间化合物多孔基体111a，测试其空气通量为368m3/m2.h.kpa，平均孔径为35 μ m，常温抗拉为90MPa，孔隙率42%。图6和图8分别为多孔基体Illa在电子显微镜下放大100倍和500倍的照片，其中可观察到多孔基体Illa的孔洞表面较为光滑。然后配置膜液，具体做法是将粉料与粘结剂溶液混合高速分散，其中粉料由粒径为5?15 μ m的铁粉70% (重量)与粒径为3?10 μ m的铝粉30% (重量)混合而成，粘结剂溶液是以PVB为溶质、酒精为溶剂按2%的质量浓度配置而成，膜液配置后粉料的重量为膜液重量的40%。在多孔基体Illa的迎风面上覆制配置好的膜液，然后对附着膜液的多孔基体11 Ia进行烧结使膜液转变为以烧结金属多孔材料为基体的膜层112，膜层112的平均孔径为25 μπι。此后配制作为中间层材料来源的由无机铝盐水解反应配制而成的溶胶，即将Al (NO3) 3溶入去离子水，配制成0.2mol/L的Al (NO 3) 3溶液，加入适量2mol/L的碳酸铵溶液作为沉淀剂，再加入适量TritonX-1OO溶液作为分散剂，制得混合液。在混合液中加入碳酸铵溶液调整PH值到6?7，得到溶胶。然后将所述溶胶浸渍到多孔基体Illa中，浸渍10?15分钟后，在80?90°C下保温老化I小时以上。重复浸渍、保温，直至出现稳定凝胶后放入焙烧炉中，在450?900 °C下烧制I小时，形成中间层11 Ib。图7和图9分别为形成中间层Illb后的多孔基体Illa在电子显微镜下放大100倍和500倍的照片，其中可观察到多孔基体Illa的孔表面附着了由Y-Al2O3纳米颗粒形成的粗糙表面。最后采用仲钨酸铵及偏钒酸铵配制催化活性物质前驱体溶液，再将所述前驱体溶液浸渍到附着中间层Illb的多孔基体Illa中，然后对附着有前驱体溶液的多孔基体在电阻炉中进行热处理，在300?450°C下保温2小时，在所述中间层Illb上形成催化活性层111c。上述方法制得的γ_Α1203中间层结构特征为:堆密度0.6?1.lg/ml，孔密度0.2?0.6ml/g，比表面积约300?400m2/g，平均粒径约为80?200nm。本发明的中间层非常适合用于多孔基体负载催化活性层，其优异的比表面积指标和孔道贯穿性，可以大大增加催化活物质的附着量和均匀性，特别适合铝系金属间化合物多孔基体构成的滤芯。
[0035]将上述金属间化合物多孔基体复合滤芯元件110装入一体化装置中，并用封闭的管道将燃煤电厂锅炉200省煤器排除的高温炉气通入一体化装置的进气口，使混合有还原剂的炉气通过金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，从而在金属间化合物多孔基体复合滤芯元件110的作用下同时进行炉气的气固过滤分离和SCR脱硝，一体化装置排出的气体中粉尘含量彡10mg/Nm3，脱硝温度390°C时，脱硝率彡85%, SO2R化率彡20Z0o
【主权项】
1.金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，是一种对待过滤物质具有过滤和反应催化双重作用的功能元件，其具有一多孔复合体，该多孔复合体包括多孔基体和催化活性层，所述多孔基体由金属间化合物材料构成，所述催化活性层附着于多孔基体孔表面并由催化活性物质构成，所述多孔复合体还包括中间层，所述中间层由附着在多孔基体上的纳米颗粒构成，所述催化活性层通过中间层附着于多孔基体上，所述中间层材料为Al2O3，所述Al2O3附着在多孔基体表面和多孔基体孔表面。
2.如权利要求1所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，其特征在于:所述Al203为 γ-Al2O3O
3.如权利要求1所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，其特征在于:是一种对工业炉气具有过滤除尘和SCR脱硝催化双重作用的功能元件，所述多孔复合体的平均孔径为I?200 μπι，且所述多孔基体由烧结金属多孔材料构成，该多孔基体中具有三维立体连通的网络孔隙。
4.如权利要求3所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，其特征在于:所述多孔基体孔表面是指多孔基体表面一定深度范围内的孔表面。
5.如权利要求1所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，其特征在于:包括位于多孔复合体迎风面上并以烧结金属多孔材料为基体的膜层，该膜层的平均孔径为I?100 μ m且小于多孔复合体的平均孔径。
6.如权利要求1所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，其特征在于:所述催化活性层由V2O5构成，或以V 205为主要成分以WO 3为辅助成分的混合物构成，或以WO 3和MoO 3为辅助成分的混合物构成。
7.金属间化合物多孔基体复合滤芯元件的制备方法，包括步骤:1)制备多孔基体；2)配置作为中间层材料来源的溶胶，再将所述溶胶浸渍到多孔基体中，然后使多孔基体中的溶胶凝胶化，再对附着所述凝胶的多孔基体进行热处理，使凝胶转变为纳米颗粒，进而形成中间层；3)配置催化活性物质前驱体溶液，再将所述前驱体溶液浸渍到附着有中间层的多孔基体中，然后对附着有前驱体溶液的多孔基体进行热处理，在所述中间层上形成催化活性层。
8.如权利要求7所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件的制备方法，其特征在于:步骤2)中所述溶胶是由无机铝盐水解反应制备而成的溶胶。
9.如权利要求8所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件的制备方法，其特征在于:所述步骤2)具体为，配制无机铝盐溶液，加入适量沉淀剂和分散剂得到混合液，将碳酸铵溶液或氨水滴加到所述混合液中调整PH到合适值得到溶胶，将溶胶浸渍到多孔基体上，然后保温老化，再浸渍，再老化重复多次操作直至在多孔基体上出现稳定凝胶，然后将多孔基体放入焙烧炉中煅烧。
10.如权利要求8所述的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件的制备方法，其特征在于:所述无机铝盐溶液为0.2mol/L的Al (NO3) 3溶液，所述沉淀剂和分散剂分别为2mol/L的碳酸铵溶液和TritonX-1OO溶液，PH值控制在6?7，浸渍时间控制在10?15分钟，保温温度控制在80?90°C，保温彡I小时，煅烧温度控制在450?900°C。
【专利摘要】本发明涉及工业炉气的除尘和脱硝。本发明公开的金属间化合物多孔基体复合滤芯元件，是一种对待过滤物质具有过滤和反应催化双重作用的功能元件，其具有一多孔复合体，该多孔复合体包括多孔基体和催化活性层，所述多孔基体由金属间化合物材料构成，所述催化活性层附着于多孔基体孔表面并由催化活性物质构成，所述多孔复合体还包括中间层，所述中间层由附着在多孔基体上的纳米颗粒构成，所述催化活性层通过中间层附着于多孔基体上，所述中间层材料为Al2O3，所述Al2O3附着在多孔基体表面和多孔基体孔表面。本发明同时公开了所述滤芯元件的制备方法。本发明可以大大增加催化活物质的附着量和均匀性，特别适合铝系金属间化合物多孔基体构成的滤芯。
【IPC分类】B01D53-90, B01D46-54, B01D53-56
【公开号】CN104826491
【申请号】CN201510184120
【发明人】高麟, 汪涛, 莫代林, 刘勇, 覃金
【申请人】成都易态科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月17日