Co净化器及设有该co净化器的燃气热水器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于燃气净化领域，具体涉及一种CO净化器，以及设置有该CO净化器的燃 气热水器。
【背景技术】
[0002] 随着时代的进步及生活形态的转变，热水器已是目前一般居家生活不可或缺的必 要装置，就使用的能源而言，可分为燃气热水器、电热水器及太阳能热水器等，基于使用方 便性及能源成本等因素考量，燃气热水器最广为一般大众所采用。
[0003] 可是在天冷的天气，大家习惯把门窗紧闭以隔绝冻人的寒意，此时室内若使用燃 气热水器，容易因紧闭的屋内氧气量不够，使得燃气不完全燃烧释放出一氧化碳而造成中 毒。因为一氧化碳是一种无色、无味、无臭、无刺激性的气体，它的产生并没有特殊警示讯 号，进入人体后与血红蛋白的亲和力比氧高300倍，使血红蛋白丧失了携带氧的能力和作 用，对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重，当人们意识到已一 氧化碳中毒时，往往已为时已晚，因为支配人体运动的大脑皮质最先受到麻痹损害，使人无 法实现有目的的自主运动，此时中毒者头脑中仍有清醒的意识，可手脚已不听使唤，所以， 一氧化碳中毒者往往无法进行有效的自救；每年都有因中毒太深而丧失生命或产生脑部永 久的损伤的新闻报导，另外有部分病人在恢复意识后，经过一段时间（一周至一月），却又 发生迟发性脑病变，而有智慧减退、大小便失禁、步态不稳、行为退化等症状出现。发生时间 全年都有，但以每年冬天的12、1、2月、雨天或台风天为好发的时间。
[0004] 燃气热水器中一般都装有一氧化碳净化器，但是，热水器在使用时CO净化器处于 一个高温的环境中，热水器在高温时发生热胀，稳定性差，容易出现裂纹，随着使用时间的 增长净化一氧化碳的效果差，另外，还存在净化器的寿命短等问题，安全系数不够高，尤其 在密闭的室内环境下，当一氧化碳的排放超标时，用户的生命安全完全无保障。
[0005] 为了克服现有技术的不足，特提出本发明。
【发明内容】
[0006] 本发明的第一个目的在于提供一种CO净化器，所述的CO净化器具有机械强度高、 热膨胀系数小、耐高温、热稳定性好、净化一氧化碳的效果好、使用寿命长等优点。
[0007] 本发明的第二个目的在于提供一种设有所述CO净化器的燃气热水器。
[0008] 为了实现本发明的目的，特采用以下技术方案：
[0009] 一种CO净化器，其特征在于，所述净化器包括蜂窝陶瓷基体和附着在蜂窝陶瓷基 体表面的催化剂层，所述催化剂层包括催化剂载体和分散于载体内的活性组分颗粒；所述 的活性组分由贵金属中一种或多种构成。
[0010] 本发明提供的CO净化器由蜂窝陶瓷基体和附着在蜂窝陶瓷基体表面的催化剂层 构成，蜂窝陶瓷基体作为CO净化器的骨架，赋予了CO净化器优良的抗压强度和耐高温性 能，并且蜂窝陶瓷基体的热膨胀系数小，在高温的环境中稳定性强，极大地提高了CO净化 器的使用寿命；另外，燃气在不完全燃烧释的过程中放出一氧化碳，一氧化碳在通过CO净 化器的过程中在活性成分贵金属的作用下与O2发生氧化还原反应，生成CO2并释放出热量， 从而达到净化CO的目的，本发明采用贵金属为催化剂的活性成分，具有使用温度低，脱除 率高的特点，本发明提供的CO净化器出口处CO浓度小于50ppm，净化一氧化碳的效果非常 好。
[0011] 所述的蜂窝陶瓷基体的原料组分包括堇青石、Al2O3、尖晶石、和富铝红柱石和粘 结剂。优选的，按重量份计，所述的蜂窝陶瓷基体的原料组分包括85-95份堇青石、1-5份 A1203、1-5份的尖晶石、1-5份的富铝红柱石、3-10份粘结剂。
[0012] 所述的粘合剂为本领域制备蜂窝陶瓷中常用的粘合剂，其选用不需要付出创造性 的劳动。
[0013] 本发明提供的蜂窝陶瓷基体以堇青石为主要组分，以Al2O3、尖晶石、富铝红柱石为 辅加组分，该陶瓷的基本配方为以堇青石为主的Al2O3-MgO-SiO2体系，并含有微量的Na、K、 Ca、Fe、Mn元素，该体系具有较低的烧结温度，并能赋予陶瓷材料优异的烧结性能和显微结 构，使得该蜂窝陶瓷基体具有优良的抗热震性能、良好的吸附性能、较高的耐火度和理想的 机械强度，特别是热膨胀吸收小，是一种性能优异的一氧化碳净化气基体材料。
[0014] 优选的，所述的蜂窝陶瓷基体的原料组分还包括氧化钠、氧化钾、和氧化钙。更优 选的，按重量份计，所述的蜂窝陶瓷基体的原料组分包括85-95份堇青石、1-5份A1203、1-5 份的尖晶石、1-5份的富铝红柱石、3-10份粘结剂、0. 1-0. 5份氧化钠、0. 1-0. 5份氧化钾、和 0. 1-0. 5份氧化隹丐。
[0015] 本发明提供的陶瓷的配方中添加了氧化钠、氧化钾、和氧化钙，氧化钠、氧化钾、和 氧化钙一是能降低烧结温度，二是能赋予陶瓷材料优异的烧结性能和显微结构，使蜂窝陶 瓷基体具有优异的理化综合性能。
[0016] 所述蜂窝陶瓷基体的孔洞为1. 3?I. 8mmX1. 3?I. 8mm方孔或边长为I. 3-1. 8mm 的六边形孔。
[0017] 所述蜂窝陶瓷基体的壁厚为0.2-0. 8mm，优选的，所述蜂窝陶瓷基体的壁厚为 0. 3_0. 4mm。
[0018] 所述催化剂载体的组分包括Y-Al2O3和稀土氧化物。优选的，按重量份计，所述催 化剂载体的组分包括90-99份的Y-Al2O3和1-10份的稀土氧化物。Y-Al2O3具有高比表 面、耐高温的惰性，高活性、和多孔性，并且硬度高、尺寸稳定性好，吸附能力强，能够牢固地 负载更多的活性组分，提高催化一氧化碳的效率，提高催化剂层的耐磨性能和使用寿命。催 化剂载体Y-Al2O3中掺杂稀土氧化物，起提高活性组分分散度以及助催化的作用，使活性 组分分布均匀，催化效率更高。
[0019] 优选的，所述的稀土氧化物包括Ce02、Zr02、Ga203、Y203、La203、Nd203、Sm203 中的一种 或多种混合。
[0020] 优选的，所述的稀土氧化物的粒径不超过50ym，优选不超过20ym。当稀土氧化 物的粒径不超过50ym时，稀土氧化物的表面效应增强了其分散作用和助催化作用，制备 的催化剂层活性成分分布非常均匀，净化效率显著提高。
[0021] 所述的贵金属为金、银或钼族金属中的一种或多种混合，所述的钼族金属为钌、 铑、钯、锇、铱或钼；优选的，所述的贵金属为钼和钯中的一种或多种混合。
[0022] 所述贵金属颗粒的粒径不超过50i!m，优选为不超过lOym，更优选为不超过 Iym。当贵金属颗粒的粒径不超过50iim时，CO净化器出口出的CO浓度小于30ppm，当贵 金属颗粒的粒径不超过10Um时，CO净化器出口出的CO浓度小于15ppm，当贵金属颗粒的 粒径为不超过IUm时，CO净化器出口出的CO浓度小于8ppm，净化一氧化碳的效果非常好。
[0023] 所述活性组分的含量占催化剂层总质量的1-15%，优选为5-10%。
[0024] 所述的蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450°C、孔壁密度高于I. 6g/cm3 ;热膨胀 系数为1.0?1. 2X10-6 /°C(室温-KKKTC)、纵向抗压强度为L2?I. 44XIO7N/m2、横 向抗压强度为1. 3?3. 87XIO6N/m2、阻力降不超过600Pa。
[0025] 所述的催化基层的耐热温度高于1500°C、热膨胀系数为1. 0?I. 2X1(T6 / °C(室 温-1000。。）。
[0026] 本发明提供的CO净化器，其蜂窝陶瓷基体和附着在蜂窝陶瓷基体表面的催化剂 层的热膨胀系数均较小，随着温度的大范围变化其体积变化非常微小，在使用过程中不会 出现裂纹等情况，稳定性好，另外二者的热膨胀系数非常接近，即随着温度的变化，二者的 膨胀幅度几乎相同，这就保证了催化剂层可以牢固地附着在蜂窝陶瓷基体表面，二者的结 合度高，并且在温度的变化过程中不会出现裂纹、剥离、脱落等现象，热稳定性好，极大地提 高了CO净化器的使用寿命。
[0027] 本发明还提供了一种燃气热水器，所述的燃气热水器设置有所述的CO净化器。
[0028] 本发明提供的燃气热水器排放的一氧化碳浓度非常低、稳定性好、安全系数高，可 在密闭的家庭环境中使用。
[0029] 与现有技术相比，本发明提供的CO净化器及设置该CO净化器的热水器的优势 为：
[0030] (1)所述CO净化器具有机械强度高、热膨胀系数小、耐高温、热稳定性好、净化一 氧化碳的效果好、使用寿命长等优点。
[0031] (2)燃气热水器的一氧化碳排放浓度非常低、稳定性好、极大地提高了用户的使用 安全。
【具体实施方式】
[0032] 下面的实施例将对本发明作更具体的解释，但本发明并不仅仅局限于这些实施 例，同样这些实施例也不以任何方式限制本发明。
[0033] 实施例1
[0034] 将堇青石、Al203、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂分别打磨，过筛，备用。
[0035] 取85份堇青石、5份A1203、1份的尖晶石、5份的富铝红柱石、3份羧甲基纤维素粘 结剂，加入适量的水，混合均匀，得到混合的泥料，将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后，再 放入挤压成型机中挤压成型，干燥成干坯，将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中，升温至1500°C 温度下并保温4小时进行锻烧，空冷至常温出炉，得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为 I. 3_X1. 3_的方孔，壁厚为0. 2_。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450°C、孔壁密度高于 1.6g/cm3;热膨胀系数为1.2X10_6 /°C(室温-KKKTC)、纵向抗压强度为1.2XIO7N/ m2、横向抗压强度为1.3X106N/m2、阻力降不超过600Pa。
[0036] 取Y-Al20390 份、Ga2O3IO份、Au粉L01 份，