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CN117567143A - 一种高炉煤气红外辐射燃烧兼co氧化催化格子砖及其制备方法 - Google Patents

一种高炉煤气红外辐射燃烧兼co氧化催化格子砖及其制备方法 Download PDF

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CN117567143A
CN117567143A CN202311348582.8A CN202311348582A CN117567143A CN 117567143 A CN117567143 A CN 117567143A CN 202311348582 A CN202311348582 A CN 202311348582A CN 117567143 A CN117567143 A CN 117567143A
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infrared radiation
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李军营
皮镜
林勇
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Hubei Qunyouchangwu Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Hubei Qunyouchangwu Environmental Protection Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法，包括格子砖基体及活性组分，所述格子砖基体由莫来石刚玉耐火材料制成，所述活性组分包括CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4，其中，按照重量份计，包括以下组分：CuOx为10‑12份，CrOx为8‑10份，MnOx为5‑7份，FeOx为6‑8份，NiOx为4‑6份，Pt为1‑2份，ZrOx为2‑4份，Pd为5‑7份，Fe12O19Sr为3‑5份，CoFe2O4为2‑4份，所述活性组分通过浸渍或沉淀方法负载在所述格子砖基体上。本发明不仅在保持格子砖原有的高炉煤气红外辐射燃烧的同时，还具有具备CO氧化催化功能，而且可以在烧结烟气温度下（180‑300℃)将烟气中的CO氧化催化脱除和减排。

Description

一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备 方法
技术领域
本发明涉及有害气体催化剂技术领域，尤其是涉及一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法。
背景技术
烧结工序作为钢铁冶炼生产的重要环节，能耗约占总能耗8-10%，碳排放量占总流程11-15%左右，粉尘、SO2、NOx、CO等大气污染物排放占到20-70%。推动现有钢铁企业超低排放改造，到2025年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80%以上产能完成改造。烧结机机头、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10、35、50毫克/立方米”。选择性催化还原（SCR）脱硝工艺在燃煤电厂超低排放改造中发挥了巨大作用，但烧结机烟气温度低，制约了该工艺在钢铁行业的应用。烧结机烟气将加热系统和回转式GGH换热器与SCR工艺相结合，成功实现了SCR工艺在烧结烟气脱硝中的工程化应用，NOx脱除率≥90%。
但是目前商业化NH3-SCR脱硝技术适用温度为200-350℃，而烧结工艺实际待脱硝的烟气温度偏低，通常为130-160℃，目前脱硝时加装脱硝热风炉或直燃炉对烟气进行加热到反应所需温度。另外烧结烟气中含有大量的CO，其质量浓度为4000-12000 mg/Nm3。CO由于其化学性质较为稳定，水中溶解度低等特点，对脱硫、除尘、脱硝处理过程的干扰较少，在当前的烟气净化系统中无法得到有效去除。作为一种重要的燃料和有毒气体,CO经氧化后为CO2可以释放大量热量。如果将全部或部分CO进行热力燃烧或催化氧化 (1molCO完全转化释放热能282.98 kJ/mol），CO的化学反应放热造成烧结烟气温升(理论计算)约10-60℃。由于CO着火着火温度大于650℃，传统的燃烧器火与烧结烟气焰接触体积和比例小，CO很难点燃使其化学反应放热。因此，若能充分利用烧结烟气中CO,既可以利用CO潜在化学能从而减少额外能源的使用，还可以实现CO的减排和脱除，经济效益和环保效益潜力巨大。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法，不仅在保持格子砖原有的高炉煤气红外辐射燃烧的同时，还具有具备CO氧化催化功能，而且可以在烧结烟气温度下（180-300℃)将烟气中的CO氧化催化脱除和减排。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下：
一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，包括格子砖基体及活性组分，所述格子砖基体由莫来石刚玉耐火材料制成，所述活性组分包括CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4，其中，按照重量份计，包括以下组分：CuOx为10-12份，CrOx为8-10份，MnOx为5-7份，FeOx为6-8份，NiOx为4-6份，Pt为1-2份，ZrOx为2-4份，Pd为5-7份，Fe12O19Sr为3-5份，CoFe2O4为2-4份，所述活性组分通过浸渍或沉淀方法负载在所述格子砖基体上。
进一步的，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为8份，MnOx为5份，FeOx为6份，NiOx为4份，Pt为1份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为2份。
进一步的，所述活性组分包括以下组分：CuOx为11份，CrOx为9份，MnOx为6份，FeOx为7份，NiOx为5份，Pt为2份，ZrOx为3份，Pd为6份，Fe12O19Sr为4份，CoFe2O4为3份。
进一步的，所述活性组分包括以下组分：CuOx为12份，CrOx为10份，MnOx为7份，FeOx为8份，NiOx为6份，Pt为2份，ZrOx为4份，Pd为7份，Fe12O19Sr为5份，CoFe2O4为4份。
进一步的，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为9份，MnOx为5份，FeOx为8份，NiOx为4份，Pt为2份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为4份。
进一步的，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料10-12份，板状刚玉骨料8-10份，烧结莫来石细粉6-8份，板状刚玉细粉6-8份，铝酸盐水泥2-4份，硅溶胶2-4份，三氧化二铝微粉3-5份，二氧化硅微粉5-7份，三聚磷酸钠2-3份，氢氧化锂1-2份。
进一步的，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料11份，板状刚玉骨料9份，烧结莫来石细粉7份，板状刚玉细粉7份，铝酸盐水泥3份，硅溶胶3份，三氧化二铝微粉4份，二氧化硅微粉6份，三聚磷酸钠2份，氢氧化锂1份，所述格子砖基体的成分按重量百分比为A1203：SiO2=50%-80%：30%-50%，所述格子砖基体成型后在1350-1450℃温度下烧制。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
进一步的，在步骤S4中，所述含有活性组分的前驱体溶液为按照一定组分将CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4加入到去离子水中进行充分搅拌和混合得到溶液。
进一步的，所述活性组分中CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4的混合比例为3：3：2：3：2：1：1：2：1：1。
本发明具有以下积极效果：
1.本发明利用烧结烟气中CO,既可以利用CO潜在化学能从而减少额外能源的使用，还可以实现CO的减排和脱除，氧化催化格子砖可以使用低热值燃料如高炉煤气为燃料进行烟气加热，通过红外辐射使得燃烧充分，可以避免燃烧温度低造成的熄火和燃烧不稳定的问题，同时氧化催化格子砖具备CO氧化催化功能，可以在烧结烟气温度下（180-300℃)将烟气中的CO氧化催化脱除和减排。
2.本发明高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，可以实现高炉煤气红外辐射燃烧和烟气中的CO的表面催化燃烧同时进行，这种燃烧现象是二者燃烧方式的结合，氧化催化格子砖具有在180℃的烟气温度下，CO 转化效率达到75%以上，且性能可靠，同时氧化催化格子砖材料机械强度高，化学寿命长，可以实现烧结烟气CO脱除和高炉煤气的红外辐射燃烧，应用在烧结烟气加热的直燃炉燃烧器上，使用低热值燃料如高炉煤气为燃料进行烟气加热，同时将烟气中CO进行氧化催化脱除和减排。
3.本发明以CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx等金属氧化物为催化剂的活性组分的浸渍氧化催化格子砖，解决了目前高炉煤气红外辐射燃烧和烟气中的CO的表面催化燃烧可以同时在具有氧化催化功能的格子砖上同时进行问题。通过将CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx等金属氧化物催化材料负载于格子砖基体上，使得催化材料具有CO高活性、静态储氧能力、强热震性能好、使用寿命长等特点。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为本发明格子砖结构示意图（一）；
图3为本发明格子砖结构示意图（二）；
图4为本发明格子砖结构示意图（三）；
图5为本发明格子砖结构示意图（四）。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例1：如图1或图2或图3或图4或图5所示，一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，包括格子砖基体及活性组分，所述格子砖基体由莫来石刚玉耐火材料制成，所述活性组分包括CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4，其中，按照重量份计，包括以下组分：CuOx为10-12份，CrOx为8-10份，MnOx为5-7份，FeOx为6-8份，NiOx为4-6份，Pt为1-2份，ZrOx为2-4份，Pd为5-7份，Fe12O19Sr为3-5份，CoFe2O4为2-4份，所述活性组分通过浸渍或沉淀方法负载在所述格子砖基体上。
在本实施例中，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为8份，MnOx为5份，FeOx为6份，NiOx为4份，Pt为1份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为2份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料10-12份，板状刚玉骨料8-10份，烧结莫来石细粉6-8份，板状刚玉细粉6-8份，铝酸盐水泥2-4份，硅溶胶2-4份，三氧化二铝微粉3-5份，二氧化硅微粉5-7份，三聚磷酸钠2-3份，氢氧化锂1-2份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料11份，板状刚玉骨料9份，烧结莫来石细粉7份，板状刚玉细粉7份，铝酸盐水泥3份，硅溶胶3份，三氧化二铝微粉4份，二氧化硅微粉6份，三聚磷酸钠2份，氢氧化锂1份。
进一步的，所述格子砖基体的成分按重量百分比为A1203：SiO2=50%-80%：30%-50%，所述格子砖基体成型后在1350-1450℃温度下烧制。
本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
在本实施例中，在步骤S4中，所述含有活性组分的前驱体溶液为按照一定组分将CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4加入到去离子水中进行充分搅拌和混合得到溶液。
在本实施例中，所述活性组分中CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4的混合比例为3：3：2：3：2：1：1：2：1：1。
实施例2：在实施例1的一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法的基础上，下面对本发明作进一步的说明和描述。
如图1或图2或图3或图4或图5所示，本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
在本实施例中，所述活性组分包括以下组分：CuOx为11份，CrOx为9份，MnOx为6份，FeOx为7份，NiOx为5份，Pt为2份，ZrOx为3份，Pd为6份，Fe12O19Sr为4份，CoFe2O4为3份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料10份，板状刚玉骨料8份，烧结莫来石细粉6份，板状刚玉细粉6份，铝酸盐水泥2份，硅溶胶2份，三氧化二铝微粉3份，二氧化硅微粉5份，三聚磷酸钠2份，氢氧化锂1份。
实施例3：在实施例1的一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法的基础上，下面对本发明作进一步的说明和描述。
如图1或图2或图3或图4或图5所示，本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
在本实施例中，所述活性组分包括以下组分：CuOx为12份，CrOx为10份，MnOx为7份，FeOx为8份，NiOx为6份，Pt为2份，ZrOx为4份，Pd为7份，Fe12O19Sr为5份，CoFe2O4为4份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料12份，板状刚玉骨料10份，烧结莫来石细粉8份，板状刚玉细粉8份，铝酸盐水泥4份，硅溶胶4份，三氧化二铝微粉5份，二氧化硅微粉7份，三聚磷酸钠3份，氢氧化锂2份。
实施例4：在实施例1的一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法的基础上，下面对本发明作进一步的说明和描述。
如图1或图2或图3或图4或图5所示，本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
在本实施例中，进一步的，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为9份，MnOx为5份，FeOx为8份，NiOx为4份，Pt为2份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为4份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料12份，板状刚玉骨料8份，烧结莫来石细粉8份，板状刚玉细粉6份，铝酸盐水泥2份，硅溶胶3份，三氧化二铝微粉5份，二氧化硅微粉5份，三聚磷酸钠3份，氢氧化锂1份。
实施例5：在实施例1的一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖及其制备方法的基础上，下面对本发明作进一步的说明和描述。
如图1或图2或图3或图4或图5所示，本发明提供了一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
在本实施例中，所述活性组分包括以下组分：CuOx为12份，CrOx为8份，MnOx为6份，FeOx为6份，NiOx为5份，Pt为2份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为4份。
在本实施例中，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料11份，板状刚玉骨料8份，烧结莫来石细粉8份，板状刚玉细粉7份，铝酸盐水泥3份，硅溶胶2份，三氧化二铝微粉4份，二氧化硅微粉7份，三聚磷酸钠2份，氢氧化锂2份。
对比例1：是将贵金属活性组分沉积到含有助剂的尖晶石结构氧化物载体上形成的负载型贵金属催化剂，所述的尖晶石结构氧化物载体为铁酸镁、铁酸钙、铁酸锶、铁酸钡、铁酸钴、铁酸镍、铁酸铜、铁酸锌、铁酸锰中的一种或两种，所述的贵金属活性组分为铂单质或者铂氧化物，铂氧化物为PtO2或PtO4，贵金属活性组分占催化剂总质量的5％；所述助剂为钠的氧化物Na2O，以钠元素计，助剂占催化剂总质量的0.25％。
对比例2：是将贵金属活性组分沉积到含有助剂的尖晶石结构氧化物载体上形成的负载型贵金属催化剂，所述的尖晶石结构氧化物载体为铁酸镁、铁酸钙、铁酸锶、铁酸钡、铁酸钴、铁酸镍、铁酸铜、铁酸锌、铁酸锰中的一种或两种，所述的贵金属活性组分为铂单质或者铂氧化物，铂氧化物为PtO2或PtO4，贵金属活性组分占催化剂总质量的0.1％；所述助剂为钠的氧化物Na2O，以钠元素计，助剂占催化剂总质量的0.01％。
本申请的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5所得到的格子砖与对比例1和对比例2的对比，如表1：CO转化率所示。
表1
通过表1我们可知，本申请相对于对比例1和对比例2，在同等温度条件下，对CO转化率高，且本申请性能可靠，同时氧化催化格子砖材料机械强度高，化学寿命长，可以实现烧结烟气CO脱除和高炉煤气的红外辐射燃烧。
综上所述，本发明不仅在保持格子砖原有的高炉煤气红外辐射燃烧的同时，还具有具备CO氧化催化功能，而且可以在烧结烟气温度下（180-300℃)将烟气中的CO氧化催化脱除和减排。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，包括格子砖基体及活性组分，所述格子砖基体由莫来石刚玉耐火材料制成，所述活性组分包括CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4，其中，按照重量份计，包括以下组分：CuOx为10-12份，CrOx为8-10份，MnOx为5-7份，FeOx为6-8份，NiOx为4-6份，Pt为1-2份，ZrOx为2-4份，Pd为5-7份，Fe12O19Sr为3-5份，CoFe2O4为2-4份，所述活性组分通过浸渍或沉淀方法负载在所述格子砖基体上。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为8份，MnOx为5份，FeOx为6份，NiOx为4份，Pt为1份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为2份。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述活性组分包括以下组分：CuOx为11份，CrOx为9份，MnOx为6份，FeOx为7份，NiOx为5份，Pt为2份，ZrOx为3份，Pd为6份，Fe12O19Sr为4份，CoFe2O4为3份。
4.根据权利要求1所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述活性组分包括以下组分：CuOx为12份，CrOx为10份，MnOx为7份，FeOx为8份，NiOx为6份，Pt为2份，ZrOx为4份，Pd为7份，Fe12O19Sr为5份，CoFe2O4为4份。
5.根据权利要求1所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述活性组分包括以下组分：CuOx为10份，CrOx为9份，MnOx为5份，FeOx为8份，NiOx为4份，Pt为2份，ZrOx为2份，Pd为5份，Fe12O19Sr为3份，CoFe2O4为4份。
6.根据权利要求1所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料10-12份，板状刚玉骨料8-10份，烧结莫来石细粉6-8份，板状刚玉细粉6-8份，铝酸盐水泥2-4份，硅溶胶2-4份，三氧化二铝微粉3-5份，二氧化硅微粉5-7份，三聚磷酸钠2-3份，氢氧化锂1-2份。
7.根据权利要求6所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖，其特征在于，所述格子砖基体，按照重量份计，包括以下组分：烧结莫来石骨料11份，板状刚玉骨料9份，烧结莫来石细粉7份，板状刚玉细粉7份，铝酸盐水泥3份，硅溶胶3份，三氧化二铝微粉4份，二氧化硅微粉6份，三聚磷酸钠2份，氢氧化锂1份，所述格子砖基体的成分按重量百分比为A1203：SiO2=50%-80%：30%-50%，所述格子砖基体成型后在1350-1450℃温度下烧制。
8.一种高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
S1.制备格子砖基体，将烧结莫来石骨料、板状刚玉骨料、烧结莫来石细粉、板状刚玉细粉、铝酸盐水泥、硅溶胶、三氧化二铝微粉、二氧化硅微粉、三聚磷酸钠和氢氧化锂材料按照3：3：2：1：1：2：3：1：2：1的比例一起搅拌均匀，通过干混、湿混、浇注成型和脱模，经80-110摄氏度干燥后，置于高温炉1350-1450℃烧成，即可得到格子砖基体；
S2.格子砖基体在负载活性组分之前,先用压缩空气进行预处理,清除格子砖基体表面灰尘，并用草酸对格子砖表面进行均匀腐蚀，提高活性组分与格子砖基体的结合牢度，得到预处理后的格子砖基体；
S3.将所述预处理后的格子砖基体在120-150℃温度下干燥6-10h，干燥后浸没在草酸溶液中,70-80℃温度下保温6-12h，再用去离子水清洗格子砖基体表面附着的酸液,在120-150℃温度下干燥6-10h后备用，得到处理好的格子砖基体；
S4.将含有活性组分的前驱体溶液负载在所述处理好的格子砖基体上，浸渍或沉淀时间为12h以上，然后在40-60℃温度下干燥2h以上；
S5.重复步骤S4，反复浸渍、干燥3次以上,然后将负载后的格子砖放入马弗炉中，在400-450℃温度下煅烧活化2h以上，最终制得高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖。
9.根据权利要求8所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述含有活性组分的前驱体溶液为按照一定组分将CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4加入到去离子水中进行充分搅拌和混合得到溶液。
10.根据权利要求9所述的高炉煤气红外辐射燃烧兼CO氧化催化格子砖的制备方法，其特征在于：所述活性组分中CuOx、CrOx、MnOx、FeOx、NiOx、Pt、ZrOx、Pd、Fe12O19Sr和CoFe2O4的混合比例为3：3：2：3：2：1：1：2：1：1。
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