CN108635983A - 一种低温除尘和脱硝一体化反应装置 - Google Patents

一种低温除尘和脱硝一体化反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低温除尘和脱硝一体化反应装置，属于大气污染控制领域。包括混合烟道、微波雾化系统、袋式除尘器、袋式除尘器内表面分层涂覆低温SCR催化剂、灰斗、排烟通道、引风机。微波雾化的氨气与压缩空气一同经过控制箱进入混合烟道，在混合烟道中与烟气混合后进入除尘和脱硝一体化反应装置，在引风机的作用下透过复合滤袋，烟气中的尘粒被滤袋过滤而在滤袋外表面堆积，由于重力作用落入灰斗中，烟气中的氮氧化物在复合滤袋内表面涂层中催化剂存在条件下与微波雾化的氨气反应，被还原为氮气和水，清洁烟气通过引风机和烟囱排放。200℃时复合滤袋的脱硝催化效率可达90％以上，除尘效率达99％以上。

Description

一种低温除尘和脱硝一体化反应装置
技术领域
本发明涉及一种低温除尘和脱硝一体化反应装置，属于大气污染控制领域。
背景技术
随着我国环境质量标准的提高，细颗粒物(PM2.5)和NOx成为国家重点控制对象，其中，冶炼、燃煤、水泥等工业炉窑均是排放控制的重点行业。袋式除尘是实现粉尘超低排放的主流技术，是利用烟气在通过纤维编制的滤袋孔隙时尘粒因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截来实现除尘，在此过程中烟气可与滤袋纤维表面充分接触。SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，是利用还原剂在固体催化材料作用下将氮氧化物还原为氮气和水，但是冶炼、燃煤、水泥等工业烟气温度较低，如果将SCR技术用于上述行业的脱硝工程，需要进行预热，能耗大，运行费用高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种低温除尘和脱硝一体化反应装置，将滤袋纤维内表面复合多层微纳米尺寸的脱硝催化材料，可实现在烟气通过滤袋除尘的同时实现脱硝。脱硝和过滤过程一体化可缩短污染物的处理流程，减少能耗，大幅降低项目建设投入和运行成本。其技术方案为：
一种低温除尘和脱硝一体化反应装置，包括混合烟道、微波雾化系统、袋式除尘器、袋式除尘器内表面分层涂覆低温SCR催化剂、灰斗、排烟通道、引风机。其特征为：氨气(3)经过微波雾化系统(2)雾化与压缩空气(4)经过控制箱(5)调节进入混合烟道(1)内与烟气混合，进入低温除尘和脱硝一体化反应装置(6)后由于引风机(10)的作用透过复合滤袋(7)达到低温除尘脱硝的效果，烟气中的颗粒粘附在复合滤袋上，在重力作用下落入灰斗(8)，烟气中的氮氧化物在复合滤袋内表面涂层中催化剂存在条件下与微波雾化的氨气反应，被还原为氮气和水，低温除尘和脱硝一体化反应装置处理后的清洁烟气经排烟通道(9)和引风机排出。
复合滤袋由笼骨(7.1)、多层催化剂涂层(7.2)和纤维基材(7.3)组成，滤袋外表面为PP处理的纤维基材，内表面为低温SCR催化剂多层涂覆层，催化剂为V2O5/TiO2或V2O5-WO3/TiO2中的一种或两种混合物，将SCR催化材料制成粉体和胶体溶液，通过胶体自组装中常用的静电作用为驱动力，通过控制胶体颗粒与固壁表面的双电层力，实现催化材料在滤料纤维表面的涂层覆盖，烟气经过复合滤袋时，尘粒被截留在滤袋外表面，烟气则通过滤袋外表面进入滤袋内表面的多层低温SCR催化剂涂覆层，在催化剂和微波雾化的氨水共同作用下，氮氧化物被氨气还原为氮气和水，同时实现除尘和脱硝的效果。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1)反应器将除尘层和脱硝层复合实现脱硝除尘一体化，缩短污染物处理流程，减少能耗，大幅降低项目建设投资和运行成本。
2)复合滤袋通过纳米自组装技术将低温催化剂装到纤维表面，覆盖率可达到90％以上，且催化剂颗粒不易脱落，降低反应器成本，增强了除尘脱硝效果。
附图说明
图1是本发明低温除尘和脱硝一体化反应装置图。
图2是复合滤袋内表面扫描电镜图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1、混合烟道，2、微波雾化系统，3、氨气，4、压缩空气，5、控制箱，6、低温除尘和脱硝一体化反应装置，7、复合滤袋，7.1、笼骨，7.2、多层催化剂涂层，7.3、纤维基材，8、灰斗，9、排烟通道，10、引风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
所述的低温除尘和脱硝一体化反应装置，包括混合烟道、微波雾化系统、袋式除尘器、袋式除尘器内表面分层涂覆低温SCR催化剂、灰斗、排烟通道、引风机。
氨气(3)经过微波雾化系统(2)雾化与压缩空气(4)经过控制箱(5)调节进入混合烟道(1)内与烟气混合，进入低温除尘和脱硝一体化反应装置(6)后由于引风机(10)的作用透过复合滤袋(7)达到低温除尘脱硝的效果，烟气中的颗粒粘附在复合滤袋上，在重力作用下落入灰斗(8)，烟气中的氮氧化物在复合滤袋内表面涂层中催化剂存在条件下与微波雾化的氨气反应，被还原为氮气和水，低温除尘和脱硝一体化反应装置处理后的清洁烟气经排烟通道(9)和引风机排出。
所述的复合滤袋由笼骨(7.1)、多层催化剂涂层(7.2)和纤维基材(7.3)组成，滤袋外表面为PP处理的纤维基材，内表面为低温SCR催化剂多层涂覆层，催化剂为V2O5/TiO2或V2O5-WO3/TiO2中的一种或两种混合物，将SCR催化材料制成粉体和胶体溶液，通过胶体自组装中常用的静电作用为驱动力，通过控制胶体颗粒与固壁表面的双电层力，实现催化材料在滤料纤维表面的涂层覆盖，烟气经过复合滤袋时，尘粒被截留在滤袋外表面，烟气则通过滤袋外表面进入滤袋内表面的多层低温SCR催化剂涂覆层，在催化剂和微波雾化的氨水共同作用下，氮氧化物被氨气还原为氮气和水，同时实现除尘和脱硝的效果。
200℃时复合滤袋的脱硝催化效率可达90％以上，除尘效率达99％以上。氮氧化物排放低于100mg/Nm3；粉尘浓度排放低于10mg/Nm3。可应用于冶炼、燃煤、水泥、建材等工业烟气除尘脱硝处理。

Claims (2)

1.一种低温除尘和脱硝一体化反应装置，包括混合烟道、微波雾化系统、袋式除尘器、袋式除尘器内表面分层涂覆低温SCR催化剂、灰斗、排烟通道、引风机，其特征在于：氨气(3)经过微波雾化系统(2)雾化与压缩空气(4)经过控制箱(5)调节进入混合烟道(1)内与烟气混合，进入低温除尘和脱硝一体化反应装置(6)后由于引风机(10)的作用透过复合滤袋(7)达到低温除尘脱硝的效果，烟气中的颗粒粘附在复合滤袋上，在重力作用下落入灰斗(8)，烟气中的氮氧化物在复合滤袋内表面涂层中催化剂存在条件下与微波雾化的氨气反应，被还原为氮气和水，低温除尘和脱硝一体化反应装置处理后的清洁烟气经排烟通道(9)和引风机排出。
2.如权利要求1所述的低温除尘和脱硝一体化反应装置，其特征在于：复合滤袋由笼骨(7.1)、多层催化剂涂层(7.2)和纤维基材(7.3)组成，滤袋外表面为PP处理的纤维基材，内表面为低温SCR催化剂多层涂覆层，催化剂为V2O5/TiO2或V2O5-WO3/TiO2中的一种或两种混合物，将SCR催化材料制成粉体和胶体溶液，通过胶体自组装中常用的静电作用为驱动力，通过控制胶体颗粒与固壁表面的双电层力，实现催化材料在滤料纤维表面的涂层覆盖，烟气经过复合滤袋时，尘粒被截留在滤袋外表面，烟气则通过滤袋外表面进入滤袋内表面的多层低温SCR催化剂涂覆层，在催化剂和微波雾化的氨水共同作用下，氮氧化物被氨气还原为氮气和水，同时实现除尘和脱硝的效果。
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