一种除尘催化耦合管组件、采用其的处理方法及包括其的除尘催化耦合装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种除尘催化耦合管组件、采用其的处理方法及包括其的除尘催化耦合装置，所述的除尘催化耦合管组件包括底部封口的陶瓷管以及轴向设置于陶瓷管内部的金属丝网管，所述的陶瓷管与金属丝网管之间的柱状环隙中填充有催化剂颗粒。本发明专利技术提供的除尘催化耦合装置利用现有的催化剂颗粒和简单的圆柱形金属丝网管内构件成功实现了催化功能在陶瓷管内部的耦合，同时由于小球状颗粒催化剂层的压降很小，不会对陶瓷管的反吹再生产生显著影响，可以成功实现催化和除尘的耦合。

【技术实现步骤摘要】
一种除尘催化耦合管组件、采用其的处理方法及包括其的除尘催化耦合装置
本专利技术属于废气处理
，涉及一种含尘废气处理组件、采用其的处理方法及包括其的处理装置，尤其涉及一种除尘催化耦合管组件、采用其的处理方法及包括其的除尘催化耦合装置。
技术介绍
高效除尘是冶金、能源、化工、垃圾焚烧等诸多工业领域中非常常见基本工业操作，电除尘、布袋除尘和电袋复合除尘是目前大规模工业除尘的常见技术方案。电除尘是利用电场力的作用将荷电后的粉尘捕捉于收尘极板上，该技术方案具有压降很低，动力消耗小，可在高温下除尘的一系列优点，然而，该技术方案在针对PM2.5甚至更低粒径颗粒的去除时效率不高，原因在于当粉尘粒径小于2微米时，其荷电机理向扩散荷电转变，导致荷载反相电荷的颗粒增多，除尘效率下降。布袋除尘是利用袋装纤维织物进行过滤收尘的技术方案，其过滤精度很高，对PM2.5甚至更细小的颗粒物捕捉效果良好，但由于纤维织物难以耐受高温(低于250～280℃)，布袋收尘当用于高温烟气时不得不先进行降温然后才能完成收尘，因此当烟气中含有易冷凝成分时，布袋收尘有发生糊袋的危险，此外当烟气中含有阴燃颗粒(如热煤灰、焦炭等)时，常常发生烧袋事故，因此布袋收尘难以应对烟气温度高或烟气成份复杂的除尘场合。电袋复合除尘结合了电除尘和布袋除尘的优点，具有操作稳定、除尘效率高等优点，但同样由于布袋的耐温限制无法用于高温烟气的收尘。多孔无机陶瓷管作为一种新型除尘介质目前已经有了长足的进步，当前纤维基陶瓷管的空隙率可达70％，自重小于1g/mL，空载压降仅100～200Pa，抗折强度大于8MPa，耐温高达600℃，过滤精度极高，出口粉尘浓度低于5mg/m3。同时由于粉尘荷电技术的耦合，陶瓷管在除尘过程中的孔道堵塞问题也得到了解决。CN103961962A公开了一种静电与无机多孔陶瓷管复合的含尘气体净化装置，包括含尘气流入口、高压静电荷电模块、除尘箱、洁净气箱、多孔SiC陶瓷过滤管、电极导架、集灰仓、高压空气反吹口和洁净气体出口；在设备进口处设有含尘气流入口，将含尘气流引入高压静电荷电模块中，在高压静电模块内含尘气流当中的颗粒被荷载与高压静电荷电模块中的电晕极相同的电荷，然后含尘气流进入除尘箱中，除尘箱内安置有多孔SiC陶瓷过滤管，多孔SiC陶瓷过滤管和高压静电荷电模块中的电晕极通过电极导架相连接，含尘气流中的颗粒因为多孔SiC陶瓷过滤管的强烈静电推斥力而驻留在多孔SiC陶瓷过滤管表面，形成疏松的粉饼层，气体穿过多孔SiC陶瓷过滤管管壁上的微细孔道从多孔SiC陶瓷过滤管内部进入洁净气箱，洁净气箱设置在除尘箱上部，洁净气箱和除尘箱之间由花板分隔，花板对多孔SiC陶瓷过滤管管束进行固定，花板和多孔SiC陶瓷过滤管管束之间垫有绝缘密封圈，在洁净气箱侧面设有洁净气流出口，在洁净气箱一侧还设有高压空气反吹口，用于对多孔SiC陶瓷过滤管管束进行反吹再生，高压静电荷电模块和除尘箱下部设置有集灰仓，用于收集高压静电荷电模块和多孔SiC陶瓷管所捕集的粉尘颗粒。CN105327578A公开了一种含尘气体净化方法，该装置采用预荷电器对气流中的粉尘进行荷电，而后将荷电后的含尘气体导入除尘箱中，除尘箱中设置多组导电多孔陶瓷过滤管，各个导电多孔陶瓷过滤管互相连接，其上荷载与粉尘所带电荷电性相同的高压电，导电多孔陶瓷管过滤的导电性能通过涂覆含有导电介质的多孔陶瓷涂层来实现，导电多孔陶瓷管和花板之间通过绝缘密封垫圈实现气体密封和电绝缘，气体中的荷电粉尘无法进入导电多孔陶瓷过滤管壁面的微细孔道，容易清灰。前端的预荷电器在较高电压下工作，以实现粉尘充分荷电，后端导电多孔陶瓷过滤管通过另一电源荷载较低的电压，容易实现导电多孔陶瓷过滤管和设备花板及外筒体之间的电绝缘。因此陶瓷管除尘已经成为目前高温深度除尘领域的重要技术方案，然而随着我国目前环保意识的提高和废气排放限值的不断降低，粉尘、NOx和VOCs等多种污染物都面临日益严苛的排放要求，而原来各个污染物分别处理的技术方案已经表现出过高的初始投资和低下的操作效能，故此，工业尾气治理领域急需可以同时去除两种甚至多种污染物的技术方案，例如生物质锅炉常常需要同时去除VOCs和PM，而燃煤锅炉、垃圾焚烧、水泥和玻璃烟气则常常需要同时去除NOx和PM。在这些方面国内外已经出现了很多技术方案，台湾福利康公司将陶瓷纤维和SCR催化剂混合打浆后抽真空成型，再利用蒸汽养护得到具有除尘和脱硝功能的陶瓷管，已经在玻璃工业烟气治理方面取得了大量的工业应用，然而由于陶瓷管没有经过灼烧，其强度较低。丹麦托普索公司在陶瓷管内部利用特殊的装置制备一层催化剂层，实现了催化剂组分和粉尘颗粒的分隔，也获得了性能良好的除尘脱硝一体化陶瓷管，然而其管内催化剂层的制备过程比较繁琐、且需要特殊装置来辅助，因此工业化有一定难度，其陶瓷管产品价格昂贵。另外，将催化剂颗粒分散在液相中制浆、然后将陶瓷管浸泡在浆液中使催化剂颗粒负载于陶瓷管管壁的孔道内也是一种制作具有催化剂性能陶瓷管的可行方法，但经过研究发现，由于陶瓷管的孔道为蜿蜒曲折的粒间孔，催化剂颗粒在其中渗透阻力极大，往往在陶瓷管表面1～2mm内范围聚集，在很小的催化剂负载量下便导致巨大的气体阻力，这不但大大损失了多孔陶瓷管的透气性，也由于较低的催化剂负载量而无法耐受较高的气流空速。因此如何使用简单的方法获得具有催化性能的陶瓷管材料，进而获得除尘/催化一体化的陶瓷管介质具有迫切的技术需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种除尘催化耦合管组件、采用其的处理方法及包括其的除尘催化耦合装置，本专利技术提供的除尘催化耦合装置利用现有的催化剂颗粒和简单的圆柱形金属丝网管内构件成功实现了催化功能在陶瓷管内部的耦合，同时由于小球状颗粒催化剂层的压降很小，不会对陶瓷管的反吹再生产生显著影响，可以成功实现催化和除尘的耦合。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种除尘催化耦合管组件，所述的除尘催化耦合管组件包括底部封口的陶瓷管以及轴向设置于陶瓷管内部的金属丝网管，所述的陶瓷管与金属丝网管之间的柱状环隙中填充有催化剂颗粒。本专利技术提供的除尘催化耦合装置利用现有的催化剂颗粒和简单的圆柱形金属丝网管内构件成功实现了催化功能在陶瓷管内部的耦合，同时由于小球状颗粒催化剂层的压降很小，不会对陶瓷管的反吹再生产生显著影响，可以成功实现催化和除尘的耦合。此外，本专利技术提供的除尘催化耦合装置也有效实现了陶瓷管和催化剂颗粒之间的相互分离，这对催化剂的回收和处理具有重要意义，目前SCR催化剂已经被国家列为危废，而本技术方案在催化剂失活后可以倒出作为危废进行回收处理，而陶瓷管则可以继续使用或者作为普通固废进行处理。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的金属丝网管底部封口。优选地，所述的金属丝网管与陶瓷管同轴设置。优选地，所述的陶瓷管包括管体，所述管体一端设置有陶瓷管法兰。优选地，靠近陶瓷管法兰的除尘催化耦合管组件一端设置有密封件，所述的密封件用于封堵柱状环隙的开口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除尘催化耦合管组件，其特征在于，所述的除尘催化耦合管组件包括底部封口的陶瓷管以及轴向设置于陶瓷管内部的金属丝网管，所述的陶瓷管与金属丝网管之间的柱状环隙中填充有催化剂颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种除尘催化耦合管组件，其特征在于，所述的除尘催化耦合管组件包括底部封口的陶瓷管以及轴向设置于陶瓷管内部的金属丝网管，所述的陶瓷管与金属丝网管之间的柱状环隙中填充有催化剂颗粒。


2.根据权利要求1所述的除尘催化耦合管组件，其特征在于，所述的金属丝网管底部封口；
优选地，所述的金属丝网管与陶瓷管同轴设置；
优选地，所述的陶瓷管包括管体，所述管体一端设置有陶瓷管法兰；
优选地，靠近陶瓷管法兰的除尘催化耦合管组件一端设置有密封件，所述的密封件用于封堵柱状环隙的开口防止其内部填充的催化剂颗粒泄露；
优选地，所述的密封件包括短管以及位于短管一端的周向外沿，所述的短管管径与金属丝网管管径相配合，短管插入金属丝网管后其一端设置的周向外延紧贴陶瓷管法兰从而封堵柱状环隙的开口。


3.根据权利要求1或2所述的除尘催化耦合管组件，其特征在于，所述的陶瓷管的内径为2～25cm；
优选地，所述的陶瓷管的外径为5～30cm；
优选地，所述的陶瓷管的厚度为2～5cm；
优选地，所述的金属丝网管的直径为3～20cm；
优选地，所述的陶瓷管与金属丝网管之间形成的柱状环隙的宽度为1～3cm；
优选地，所述的陶瓷管的长度大于等于金属丝网管的长度；
优选地，所述的陶瓷管的长度为150～250cm；
优选地，所述的金属丝网管的长度为160～200cm；
优选地，所述的陶瓷管的孔隙率为60～80％；
优选地，所述的陶瓷管的孔径为10～25μm；
优选地，所述的陶瓷管的视密度为0.8～1.0g/mL；
优选地，所述的金属丝网管的网孔尺寸小于等于催化剂颗粒的粒径；
优选地，所述的金属丝网管的网孔尺寸为0.1～3mm；
优选地，所述的催化剂颗粒的粒径为0.5～5mm；
优选地，所述的陶瓷管的材质为堇青石、莫来石、SiC或陶瓷纤维中的任意一种；
优选地，所述的金属丝网管的材质为不锈钢、铝合金、铝、铜或铁中的任意一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的除尘催化耦合管组件，其特征在于，所述的催化剂颗粒包括催化剂载体和负载于催化剂载体表面的活性组分；
优选地，所述的活性组分的质量占催化剂颗粒质量的5～10wt％；
优选地，所述的活性组分为低温SCR催化剂或VOCs降解催化剂；
优选地，所述的低温SCR催化剂中含有铜元素、铁元素或锰元素中的一种或至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈运法，刘海弟，李伟曼，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11