廢氣脫硝催化劑用金屬基材的制造方法技術

本發明專利技術提供提高價格低、容易穩定供給的SUS430基材的耐腐蝕性，能夠與SUS304同樣地不會腐蝕地使用的廢氣脫硝催化劑用金屬基材。廢氣脫硝催化劑用金屬基材的制造方法，對于對鐵素體系不銹鋼帶狀鋼板進行了金屬板網加工的帶狀金屬板網基材，連續進行（1）對附著于該基材的加工油進行脫脂的工序、（2）使基材潛入含磷酸和表面活性劑的溶液內而負載該溶液的工序、（3）對剩余的前述溶液進行除液的工序和（4）將負載了前述溶液的基材干燥和加熱而使磷酸與基材反應的工序，在前述基材表面形成耐腐蝕性的磷酸化合物被膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，特別是在用于負載有催化劑成分的板狀催化劑的金屬制網狀基材表面以低價、適合大量生產的方法形成能夠防止硫氧化物(SO3)引起的腐蝕的被膜的前述基材的制造方法和使用了該基材的排煙脫硝催化劑的制造方法。
技術介紹
將氨或尿素用于還原劑并用氧化鈦系催化劑對氮氧化物進行無害化的所謂排煙脫硝裝置以鍋爐廢氣的處理為中心，在世界中廣泛地使用。其催化劑形狀有在金屬或陶瓷制的網狀物負載催化劑而制成板狀的形狀、將催化劑成分形成為蜂窩狀的形狀、粒狀等，但在排煙脫硝的領域中，存在前兩者將市場平分的狀況。對于用于該板狀催化劑的基材，使用不銹鋼(SUS)，一般進行將其帶板進行金屬板網加工為網狀而使用。作為不銹鋼，具體地，鐵素體系不銹鋼板(SUS430)和奧氏體系不銹鋼板(SUS304)等根據用途來區分使用。
技術實現思路
專利技術要解決的課題對于上述現有技術，作為廢氣脫硝用催化劑的基材，價格高的SUS304在腐蝕顯著的用途中使用，而且SUS430在比較平穩的腐蝕環境中使用的用途中使用等，實現了區分使用，但近年來，以稀土金屬為首的金屬材料的需求高漲，與其相伴，SUS材高漲，上述的區分使用變得困難。特別是SUS304容易受金屬材料的高漲的影響，存在對催化劑價格的影響大的問題。另一方面，在美國，以高S碳為燃料的鍋爐多，廢氣中的硫氧化物(SO3)達到 50-100ppm也不少，產生了不能忽視用于廢氣脫硝用的催化劑的SUS430基材的腐蝕的情形。本專利技術要解決的課題在于，鑒于上述狀況，提供廢氣脫硝催化劑用金屬基材，其能夠提高價格低、容易穩定供給的SUS430基材的耐腐蝕性，能夠與SUS304同樣地不會腐蝕地使用。用于解決課題的手段為了實現上述課題，本申請請求專利保護的專利技術如下所述。I.，其特征在于，對于對鐵素體系不銹鋼帶狀鋼板進行了金屬板網加工的帶狀金屬板網基材，連續進行下述工序(1)對附著于該基材的加工油進行脫脂的工序、(2)使基材潛入含磷酸和表面活性劑的溶液內而負載該溶液的工序、(3)對剩余的前述溶液進行除液的工序和(4)對負載有前述溶液的基材進行干燥和加熱而使磷酸與基材反應的工序，從而在前述基材表面形成耐腐蝕性的磷酸化合物被膜。2.，其特征在于，對于對鐵素體系不銹鋼帶狀鋼板進行了金屬板網加工的帶狀金屬板網基材，(I)進行了對附著于該基材的加工油進行脫脂的工序后，(2)將該基材卷取為卷狀，(3)將得到的卷材浸潰于含磷酸和表面活性劑的溶液而負載溶液，(4)通過吹氣或離心力對前述溶液進行除液，(5)接下來仍以卷狀進行干燥、加熱，從而在該基材表面形成由磷酸與基材的反應產生的耐腐蝕性被膜。3.上述I或2所述的方法，其中，前述鐵素體系不銹鋼帶狀鋼板為SUS430不銹鋼帶狀鋼板。4.上述I 3的任一項所述的方法，其中，前述加熱的溫度為300°C以上。5.上述I 4的任一項所述的方法，其中，前述耐腐蝕性的磷酸化合物被膜的厚度為I μ m以上。6.排煙脫硝催化劑的制造方法，其特征在于，在采用上述I 4的任一項所述的方法得到的基材上放置以氧化鈦為主成分的催化劑成分的糊劑，在上下一對的輥間通過，由此以催化劑糊劑將前述金屬板網基材的開口部和表面填埋的方式涂布后，干燥、燒成。如果將鐵素體系不銹鋼板(SUS430)制金屬板網用于催化劑基材的催化劑用于SO3 濃度高的廢氣的處理，則廢氣中的SO3與SUS430如下式所示反應，將基材表面慢慢地氧化。 該氧化鐵的一部分與廢氣中的SOX反應而形成硫酸鹽，在裝置停止時等濕潤環境下潮解并移動到催化劑成分中，使催化劑的SO2氧化活性上升。Fe + SO3 — FeO + SO2 (I 式)本專利技術人為了防止SUS430的SO3引起的上述氧化腐蝕，對于采用粒子狀的穩定氧化物的涂布的被膜形成、SUS表面的采用磷酸的鈍化膜的形成等進行了研究，但尚未達到防止氣體狀的SO3與金屬的直接反應。推測這是因為，被膜為多孔質，未能完全地防止SO3分子的擴散，或者對于防止與SO3的反應，膜的厚度過薄。因此，對于能夠防止SO3的擴散的、致密且厚、與金屬的密合性優異的被膜的形成方法進行了深入研究，結果完成了本專利技術方法。本專利技術方法的處理并不是一般所說的形成在金屬表面形成的吸附了磷酸離子的薄的鈍化膜，而是要使基材金屬的O. I-幾％與磷酸反應、在基材表面形成足以防止氣體的擴散、致密且厚的磷酸鐵或磷酸鉻的層。具體地，將進行了金屬板網加工的SUS430基材浸入含磷酸和表面活性劑的水溶液中后，采用吹氣等將液體除去，在基材表面形成溶液的液膜后，邊通氣邊干燥后，優選在300°C以上的溫度下進行熱處理。這樣，利用表面活性劑的作用，即使在干燥過程中液膜也得到保持，在金屬表面形成磷酸的被膜。如果將該被膜進一步加熱，超過300°C，則成為反應性極高的強磷酸，與 SUS430的Fe或Cr反應，形成對應的鹽類的致密的被膜。由于使金屬的O. I-幾％與磷酸反應，因此其厚度為厚Iym以上，優選2 μπι 幾μ m，能夠高效率地防止SO3氣與金屬的接觸。可稱為本專利技術方法的專利技術點的方面在于以下方面在水溶液的階段，利用表面活性劑的作用，形成均一的液膜，在干燥過程中，向粘稠的磷酸、進而向粘稠的強磷酸過渡，原樣地使強磷酸與SUS430材料反應，因此能夠形成即使幾μ m大的膜厚也無裂紋、均一的磷酸鹽的被膜。專利技術的效果如上所示，根據本專利技術方法，能夠保護SUS430制催化劑基材免受SO3引起的腐蝕， 其結果，能夠將價格低的SUS430基材用作在SO3濃度高的腐蝕環境下使用的脫硝催化劑基材，能夠實現適于使用了價格高漲嚴重的SUS304基材的用途的催化劑的成本降低。附圖說明圖I是表示用于實施本專利技術的配置了必要的最小限度的設備的催化劑基材的制造流程的說明圖。圖2是表示本專利技術的另一實施例的催化劑基材的制造方法的說明圖。圖3是表示由采用本專利技術方法處理過的金屬板網基材制造催化劑基材的工藝的說明圖。具體實施方式圖I是表示用于實施本專利技術的配置了必要的最小限度的設備的催化劑基材的制造流程的說明圖。將厚O. 1-0. 3mm的SUS430帶鋼I用金屬板網加工機2加工為具有數mm的開口徑的金屬板網3，接著輸送到脫脂裝置4，將加工油通過加熱或洗滌而除去(脫脂)。將前述處理過的金屬板網潛入含磷酸和表面活性劑的液體5中，接下來，采用吹氣裝置6噴射壓縮空氣，將剩余的溶液除去，在金屬板網表面形成表面張力平衡的、均一的磷酸的液膜。然后，將金屬板網輸送到干燥 熱處理爐7進行干燥，接著加熱到300°C以上，經過從磷酸到強磷酸、 進而強磷酸與金屬的反應的過程，在表面形成了牢固的磷酸鹽被膜后，作為卷材13卷取。 圖中，12表不夾棍。含磷酸和表面活性劑的溶液5中的磷酸的濃度也因形成的膜的必要厚度而異，大于I且50重量％以下、優選I 20重量％容易產生好結果。此外，使用的表面活性劑，優選選擇即使在磷酸中這樣的強酸性下也不失效力的非離子系的表面活性劑，優選使用例如烷基苯氧基聚乙二醇型非離子性表面活性劑(口社制、商品名卜'J卜>χ-ιοο)等通常在強酸性下使用的表面活性劑。對其添加量并無特別限定，通常優選O. 01重量％以上、O. I重量％以下。如果小于O. 01重量％,作為表面活性劑的作用不充分，如果過多，則容易起泡。再有本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加藤泰良，今田尚美，甲斐啟一郎，松山琴衣，
申請(專利權)人：巴布考克日立株式會社，
類型：
國別省市：