Co凈化器及設(shè)有該co凈化器的燃氣熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燃氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種CO凈化器，以及設(shè)置有該CO凈化器的燃 氣熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著時代的進步及生活形態(tài)的轉(zhuǎn)變，熱水器已是目前一般居家生活不可或缺的必 要裝置，就使用的能源而言，可分為燃氣熱水器、電熱水器及太陽能熱水器等，基于使用方 便性及能源成本等因素考量，燃氣熱水器最廣為一般大眾所采用。
[0003] 可是在天冷的天氣，大家習(xí)慣把門窗緊閉以隔絕凍人的寒意，此時室內(nèi)若使用燃 氣熱水器，容易因緊閉的屋內(nèi)氧氣量不夠，使得燃氣不完全燃燒釋放出一氧化碳而造成中 毒。因為一氧化碳是一種無色、無味、無臭、無刺激性的氣體，它的產(chǎn)生并沒有特殊警示訊 號，進入人體后與血紅蛋白的親和力比氧高300倍，使血紅蛋白喪失了攜帶氧的能力和作 用，對全身的組織細胞均有毒性作用，尤其對大腦皮質(zhì)的影響最為嚴重，當(dāng)人們意識到已一 氧化碳中毒時，往往已為時已晚，因為支配人體運動的大腦皮質(zhì)最先受到麻痹損害，使人無 法實現(xiàn)有目的的自主運動，此時中毒者頭腦中仍有清醒的意識，可手腳已不聽使喚，所以， 一氧化碳中毒者往往無法進行有效的自救；每年都有因中毒太深而喪失生命或產(chǎn)生腦部永 久的損傷的新聞報導(dǎo)，另外有部分病人在恢復(fù)意識后，經(jīng)過一段時間（一周至一月），卻又 發(fā)生遲發(fā)性腦病變，而有智慧減退、大小便失禁、步態(tài)不穩(wěn)、行為退化等癥狀出現(xiàn)。發(fā)生時間 全年都有，但以每年冬天的12、1、2月、雨天或臺風(fēng)天為好發(fā)的時間。
[0004] 燃氣熱水器中一般都裝有一氧化碳凈化器，但是，熱水器在使用時CO凈化器處于 一個高溫的環(huán)境中，熱水器在高溫時發(fā)生熱脹，穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)裂紋，隨著使用時間的 增長凈化一氧化碳的效果差，另外，還存在凈化器的壽命短等問題，安全系數(shù)不夠高，尤其 在密閉的室內(nèi)環(huán)境下，當(dāng)一氧化碳的排放超標(biāo)時，用戶的生命安全完全無保障。
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的第一個目的在于提供一種CO凈化器，所述的CO凈化器具有機械強度高、 熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、凈化一氧化碳的效果好、使用壽命長等優(yōu)點。
[0007] 本發(fā)明的第二個目的在于提供一種設(shè)有所述CO凈化器的燃氣熱水器。
[0008] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0009] 一種CO凈化器，其特征在于，所述凈化器包括蜂窩陶瓷基體和附著在蜂窩陶瓷基 體表面的催化劑層，所述催化劑層包括催化劑載體和分散于載體內(nèi)的活性組分顆粒；所述 的活性組分由貴金屬中一種或多種構(gòu)成。
[0010] 本發(fā)明提供的CO凈化器由蜂窩陶瓷基體和附著在蜂窩陶瓷基體表面的催化劑層 構(gòu)成，蜂窩陶瓷基體作為CO凈化器的骨架，賦予了CO凈化器優(yōu)良的抗壓強度和耐高溫性 能，并且蜂窩陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)小，在高溫的環(huán)境中穩(wěn)定性強，極大地提高了CO凈化 器的使用壽命；另外，燃氣在不完全燃燒釋的過程中放出一氧化碳，一氧化碳在通過CO凈 化器的過程中在活性成分貴金屬的作用下與O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO2并釋放出熱量， 從而達到凈化CO的目的，本發(fā)明采用貴金屬為催化劑的活性成分，具有使用溫度低，脫除 率高的特點，本發(fā)明提供的CO凈化器出口處CO濃度小于50ppm，凈化一氧化碳的效果非常 好。
[0011] 所述的蜂窩陶瓷基體的原料組分包括堇青石、Al2O3、尖晶石、和富鋁紅柱石和粘 結(jié)劑。優(yōu)選的，按重量份計，所述的蜂窩陶瓷基體的原料組分包括85-95份堇青石、1-5份 A1203、1-5份的尖晶石、1-5份的富鋁紅柱石、3-10份粘結(jié)劑。
[0012] 所述的粘合劑為本領(lǐng)域制備蜂窩陶瓷中常用的粘合劑，其選用不需要付出創(chuàng)造性 的勞動。
[0013] 本發(fā)明提供的蜂窩陶瓷基體以堇青石為主要組分，以Al2O3、尖晶石、富鋁紅柱石為 輔加組分，該陶瓷的基本配方為以堇青石為主的Al2O3-MgO-SiO2體系，并含有微量的Na、K、 Ca、Fe、Mn元素，該體系具有較低的燒結(jié)溫度，并能賦予陶瓷材料優(yōu)異的燒結(jié)性能和顯微結(jié) 構(gòu)，使得該蜂窩陶瓷基體具有優(yōu)良的抗熱震性能、良好的吸附性能、較高的耐火度和理想的 機械強度，特別是熱膨脹吸收小，是一種性能優(yōu)異的一氧化碳凈化氣基體材料。
[0014] 優(yōu)選的，所述的蜂窩陶瓷基體的原料組分還包括氧化鈉、氧化鉀、和氧化鈣。更優(yōu) 選的，按重量份計，所述的蜂窩陶瓷基體的原料組分包括85-95份堇青石、1-5份A1203、1-5 份的尖晶石、1-5份的富鋁紅柱石、3-10份粘結(jié)劑、0. 1-0. 5份氧化鈉、0. 1-0. 5份氧化鉀、和 0. 1-0. 5份氧化隹丐。
[0015] 本發(fā)明提供的陶瓷的配方中添加了氧化鈉、氧化鉀、和氧化鈣，氧化鈉、氧化鉀、和 氧化鈣一是能降低燒結(jié)溫度，二是能賦予陶瓷材料優(yōu)異的燒結(jié)性能和顯微結(jié)構(gòu)，使蜂窩陶 瓷基體具有優(yōu)異的理化綜合性能。
[0016] 所述蜂窩陶瓷基體的孔洞為1. 3?I. 8mmX1. 3?I. 8mm方孔或邊長為I. 3-1. 8mm 的六邊形孔。
[0017] 所述蜂窩陶瓷基體的壁厚為0.2-0. 8mm，優(yōu)選的，所述蜂窩陶瓷基體的壁厚為 0. 3_0. 4mm。
[0018] 所述催化劑載體的組分包括Y-Al2O3和稀土氧化物。優(yōu)選的，按重量份計，所述催 化劑載體的組分包括90-99份的Y-Al2O3和1-10份的稀土氧化物。Y-Al2O3具有高比表 面、耐高溫的惰性，高活性、和多孔性，并且硬度高、尺寸穩(wěn)定性好，吸附能力強，能夠牢固地 負載更多的活性組分，提高催化一氧化碳的效率，提高催化劑層的耐磨性能和使用壽命。催 化劑載體Y-Al2O3中摻雜稀土氧化物，起提高活性組分分散度以及助催化的作用，使活性 組分分布均勻，催化效率更高。
[0019] 優(yōu)選的，所述的稀土氧化物包括Ce02、Zr02、Ga203、Y203、La203、Nd203、Sm203 中的一種 或多種混合。
[0020] 優(yōu)選的，所述的稀土氧化物的粒徑不超過50ym，優(yōu)選不超過20ym。當(dāng)稀土氧化 物的粒徑不超過50ym時，稀土氧化物的表面效應(yīng)增強了其分散作用和助催化作用，制備 的催化劑層活性成分分布非常均勻，凈化效率顯著提高。
[0021] 所述的貴金屬為金、銀或鉬族金屬中的一種或多種混合，所述的鉬族金屬為釕、 銠、鈀、鋨、銥或鉬；優(yōu)選的，所述的貴金屬為鉬和鈀中的一種或多種混合。
[0022] 所述貴金屬顆粒的粒徑不超過50i!m，優(yōu)選為不超過lOym，更優(yōu)選為不超過 Iym。當(dāng)貴金屬顆粒的粒徑不超過50iim時，CO凈化器出口出的CO濃度小于30ppm，當(dāng)貴 金屬顆粒的粒徑不超過10Um時，CO凈化器出口出的CO濃度小于15ppm，當(dāng)貴金屬顆粒的 粒徑為不超過IUm時，CO凈化器出口出的CO濃度小于8ppm，凈化一氧化碳的效果非常好。
[0023] 所述活性組分的含量占催化劑層總質(zhì)量的1-15%，優(yōu)選為5-10%。
[0024] 所述的蜂窩陶瓷基體的耐熱溫度高于1450°C、孔壁密度高于I. 6g/cm3 ;熱膨脹 系數(shù)為1.0?1. 2X10-6 /°C(室溫-KKKTC)、縱向抗壓強度為L2?I. 44XIO7N/m2、橫 向抗壓強度為1. 3?3. 87XIO6N/m2、阻力降不超過600Pa。
[0025] 所述的催化基層的耐熱溫度高于1500°C、熱膨脹系數(shù)為1. 0?I. 2X1(T6 / °C(室 溫-1000。。）。
[0026] 本發(fā)明提供的CO凈化器，其蜂窩陶瓷基體和附著在蜂窩陶瓷基體表面的催化劑 層的熱膨脹系數(shù)均較小，隨著溫度的大范圍變化其體積變化非常微小，在使用過程中不會 出現(xiàn)裂紋等情況，穩(wěn)定性好，另外二者的熱膨脹系數(shù)非常接近，即隨著溫度的變化，二者的 膨脹幅度幾乎相同，這就保證了催化劑層可以牢固地附著在蜂窩陶瓷基體表面，二者的結(jié) 合度高，并且在溫度的變化過程中不會出現(xiàn)裂紋、剝離、脫落等現(xiàn)象，熱穩(wěn)定性好，極大地提 高了CO凈化器的使用壽命。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種燃氣熱水器，所述的燃氣熱水器設(shè)置有所述的CO凈化器。
[0028] 本發(fā)明提供的燃氣熱水器排放的一氧化碳濃度非常低、穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，可 在密閉的家庭環(huán)境中使用。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的CO凈化器及設(shè)置該CO凈化器的熱水器的優(yōu)勢 為：
[0030] (1)所述CO凈化器具有機械強度高、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、凈化一 氧化碳的效果好、使用壽命長等優(yōu)點。
[0031] (2)燃氣熱水器的一氧化碳排放濃度非常低、穩(wěn)定性好、極大地提高了用戶的使用 安全。
【具體實施方式】
[0032] 下面的實施例將對本發(fā)明作更具體的解釋，但本發(fā)明并不僅僅局限于這些實施 例，同樣這些實施例也不以任何方式限制本發(fā)明。
[0033] 實施例1
[0034] 將堇青石、Al203、尖晶石、富鋁紅柱石、粘結(jié)劑分別打磨，過篩，備用。
[0035] 取85份堇青石、5份A1203、1份的尖晶石、5份的富鋁紅柱石、3份羧甲基纖維素粘 結(jié)劑，加入適量的水，混合均勻，得到混合的泥料，將泥料放入真空煉泥機中進行煉泥后，再 放入擠壓成型機中擠壓成型，干燥成干坯，將蜂窩陶瓷體干坯裝入鍛燒爐中，升溫至1500°C 溫度下并保溫4小時進行鍛燒，空冷至常溫出爐，得蜂窩陶瓷基體。蜂窩陶瓷基體的孔洞為 I. 3_X1. 3_的方孔，壁厚為0. 2_。蜂窩陶瓷基體的耐熱溫度高于1450°C、孔壁密度高于 1.6g/cm3;熱膨脹系數(shù)為1.2X10_6 /°C(室溫-KKKTC)、縱向抗壓強度為1.2XIO7N/ m2、橫向抗壓強度為1.3X106N/m2、阻力降不超過600Pa。
[0036] 取Y-Al20390 份、Ga2O3IO份、Au粉L01 份，