CN112892110B - 一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 - Google Patents
一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112892110B CN112892110B CN202110095966.8A CN202110095966A CN112892110B CN 112892110 B CN112892110 B CN 112892110B CN 202110095966 A CN202110095966 A CN 202110095966A CN 112892110 B CN112892110 B CN 112892110B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ceramic fiber
- coating
- pipe
- organic pollutants
- filter tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 29
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 3
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 9
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2411—Filter cartridges
- B01D46/2414—End caps including additional functions or special forms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
- B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
- B01D46/71—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with pressurised gas, e.g. pulsed air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
- B01D50/20—Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8966—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/898—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with vanadium, tantalum, niobium or polonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器，包括陶瓷纤维管、催化剂涂层和蜂窝载体。其中，所述的陶瓷纤维管为顶部开口的管体结构；所述蜂窝载体填充于陶瓷纤维管的顶部开口处；所述催化剂涂层涂覆在陶瓷纤维管的内壁以及蜂窝载体上。本发明陶瓷纤维管的主要成份为Al2O3、SiO2和TiO2，添加了TiO2，有利于吸附尾气中的有机污染物；催化剂涂层分别涂于陶瓷纤维管和V2O5载体上，能够有效催化和氧化尾气中的有机污染物生成无害气体CO2、H2O等，从而达到排放法规要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器，属于催化剂制备与除尘材料制备交叉领域。
背景技术
随着土壤热脱附技的应用与推广，污染土壤在热脱附反应器中被高温烟气间接加热，土壤中的水分和有机物受热后挥发成为气态，从而与固态土壤分离，这部分气体被称为“热脱附气”，它的主要成分是过热水蒸气、有机物蒸汽，并携带有大量粉尘，具有高温、高尘、高湿、有机物浓度大等特点。
现有热脱附装备通常采用循环水喷淋冷却+活性炭吸附的热脱附气处理方法。这种处理方法中，由于大量粉尘进入喷淋水变成悬浮颗粒物SS，而且喷淋水循环使用，导致悬浮颗粒物SS不断累积，很容易导致管道堵塞。并且这些悬浮颗粒物SS在循环水深度净化处理时，会变成10-20倍重量的次生危废污泥，造成二次污染。由于循环水中有机物与悬浮颗粒物SS混合在一起，导致有机物不能有效分离，对于有价值的有机物无法实现回收。另外，传统的处理工艺不仅产废水量高，且废水处理成本高，工艺复杂，正逐渐由高温除尘技术与间壁冷凝处理工艺所替代。
高温除尘工艺为高温旋风除尘和高温陶瓷纤维滤管工艺，工作温度在300～550℃之间，为催化剂活性高的温度区间，但目前市场上的高温陶瓷纤维滤管的功能为单一的过滤功能，不具备催化氧化的功能。
催化氧化法是指将尾气中的有机污染物在催化剂的作用下发生氧化反应，实现有机污染物的降解过程，在催化剂的作用下，实现有机污染物在低于500℃条件氧化和降解。
目前，市场上并未有具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管等相关产品。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具备土壤热脱附等工艺尾气中有机污染物的除尘和降解功能的陶瓷纤维催化滤管。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管，包括陶瓷纤维管、催化剂涂层和蜂窝载体。
其中，所述的陶瓷纤维管为顶部开口的管体结构；所述蜂窝载体填充于陶瓷纤维管的顶部开口处；所述催化剂涂层涂覆在陶瓷纤维管的内壁以及蜂窝载体上。
具体地，所述催化剂涂层通过如下步骤制备：
(1)合成Cu-Pb-Zr复合氧化物：
称取20～60重量份CuSO4·7H2O、10～50重量份Pb(NO3)2和20～40重量份Zr(NO3)4·5H2O混合，然后加入150～200重量份柠檬酸搅拌得到混合液，缓慢加入15～25重量份聚乙二醇或聚丙三醇，充分搅拌后静置，抽滤后取固体粉末烘干，在于350～500℃下锻烧获得Cu-Pb-Zr复合氧化物；
(2)配置涂层混合液
将纳米TiO2、Cu-Pb-Zr复合氧化物和ZrO2溶胶按重量比为(0.2～0.5):(0.5～0.8):(0.02～0.05)加入去离子水中，获得混合液；将混合液经研磨到颗粒度D90为10～30um后；混合液中加入Pt(NO3)2：乙醇为1:2的溶液，即得。
具体地，所述陶瓷纤维管的制备方法为将质量百分比为35％～50％Al2O3、50％～60％SiO2和0～10％TiO2混合，制作成型后在1600℃～2200℃的温度下进行煅烧形成气孔率大于80％以上的陶瓷纤维管。
具体地，所述的蜂窝载体为蜂窝状的V2O5载体。
优选地，所述催化剂涂层按照涂覆量100～300kg/m3涂于陶瓷纤维管内壁，分层涂覆，每涂覆一层后进行烘干处理，涂覆完成后放于450～550℃焙烧1～5h，然后冷却至室温。
优选地，所述催化剂涂层按照涂覆量100～300kg/m3涂于蜂窝载体的两面，涂覆完成后放于450～550℃焙烧1～5h，冷却后安装于陶瓷纤维管顶部管口处。
优选地，步骤(1)合成Cu-Pb-Zr复合氧化物过程中，先在350℃锻烧1h，然后在500℃下锻烧5h，升温速率控制在30℃/min。步骤(2)配置涂层混合液过程中，Pt(NO3)2:乙醇为1:2的溶液中，Pt(NO3)2用量按照涂覆面积计算，为0.2～4kg/m3。
进一步地，本发明还要求保护上述具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管在除尘器中的应用。
更进一步地，本发明还要求保护一种含有上述具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管的除尘器。
具体地，该除尘器包括除尘器箱体以及设置于除尘器箱体内部的一组具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管；所述陶瓷纤维催化滤管纵向的架设在除尘器的隔板上，陶瓷纤维催化滤管的顶部开口位于隔板上方，陶瓷纤维催化滤管的下方管身位于隔板的下方；
除尘器通过隔板将内部分为上下两个风室，隔板下方的风室侧面设有进风口，顶部通过料斗与下方的排灰口连接；
隔板上方的风室顶部设有出风口，内部设有反吹系统；所述反吹系统包括空气存储罐以及空气管线，所述空气存储罐固定于除尘器的侧面，所述空气管线一端通过总管连接至空气存储罐，另一端通过各分管从陶瓷纤维催化滤管顶部管口穿过蜂窝载体后伸入陶瓷纤维催化滤管内部。
有益效果：
1、本发明陶瓷纤维管的主要成份为Al2O3、SiO2和TiO2，添加了TiO2，有利于吸附尾气中的有机污染物；催化剂涂层分别涂于陶瓷纤维管和V2O5载体上，能够有效催化和氧化尾气中的有机污染物生成无害气体CO2、H2O等，从而达到排放法规要求。
2、本发明催化剂涂层结合纳米TiO2，既有利形成优势孔洞，同时有利于吸附气体中的有机污染物，提高催化剂表面的有机物的浓度。Cu-Pb-Zr复合活性氧化物，在较低温度下，具有良好的催化活性，与陶瓷纤维管组合，实现过滤与催化过滤同时进行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明陶瓷纤维催化滤管的结构示意图。
图2为本发明含有该陶瓷纤维催化滤管的除尘器结构示意图。
其中，各附图标记分别代表：1陶瓷纤维催化滤管；101陶瓷纤维管；102催化剂涂层；103蜂窝载体；2除尘器箱体；3空气存储罐；4空气管线；5隔板；6排灰口；7进风口；8出风口。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管1包括陶瓷纤维管101、催化剂涂层102和蜂窝载体103。其中，所述的陶瓷纤维管101为顶部开口的管体结构；所述蜂窝载体103填充于陶瓷纤维管101的顶部开口处；所述催化剂涂层102涂覆在陶瓷纤维管101的内壁以及蜂窝载体103上。
陶瓷纤维催化滤管1通过如下方法制备：
陶瓷纤维管101的制备：Al2O3、SiO2和TiO2按照质量比为9：10：1混合后，制作成型后在1600℃～2200℃的温度下进行煅烧形成气孔率大于80％以上的陶瓷纤维管1。
催化剂涂层102通过如下步骤制备：
(1)合成Cu-Pb-Zr复合氧化物：
称取60重量份CuSO4·7H2O、25重量份Pb(NO3)2和20重量份Zr(NO3)4·5H2O混合，然后加入200重量份柠檬酸搅拌2.5h得到混合液，缓慢加入20重量份分子量为500～700聚乙二醇，搅拌16h，静置24h，抽滤后取固体粉末于105℃下烘干12h，再于分别于350℃和500℃下锻烧1h和5h，控制升温速率为30℃/min；获得Cu-Pb-Zr复合氧化物。
(2)配置涂层混合液：
将纳米TiO2、Cu-Pb-Zr复合氧化物和ZrO2溶胶按重量比为0.35:0.6:0.05加入去离子水中，获得混合液；将混合液经研磨到颗粒度D90为10～30um后；40重量份混合液中加入3重量份Pt(NO3)2：乙醇为1:2的溶液，即得。其中，Pt(NO3)2:乙醇为1:2的溶液中，Pt(NO3)2用量按照涂覆面积计算，为0.5kg/m3。
将配置的催化剂涂层102按照涂覆量200kg/m3涂于陶瓷纤维管101内壁，分层涂覆，每涂一层后于105℃烘干12h，涂覆完成后于550℃焙烧5h，然后冷却至室温。将配置的催化剂涂层102按照涂覆量200kg/m3涂于V2O5的蜂窝载体上，于550℃焙烧5h后，冷却后安装于玻璃纤维管顶部，最终得到具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管1。
如图2所示，将制备得到的具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管1纵向的架设在除尘器的隔板5上，陶瓷纤维催化滤管的顶部开口位于隔板5上方，陶瓷纤维催化滤管的下方管身位于隔板5的下方；除尘器通过隔板5将内部分为上下两个风室，隔板5下方的风室侧面设有进风口7，顶部通过料斗与下方的排灰口6连接；隔板5上方的风室顶部设有出风口8，内部设有反吹系统；所述反吹系统包括空气存储罐3以及空气管线4，所述空气存储罐3固定于除尘器的侧面，所述空气管线4一端通过总管连接至空气存储罐3，另一端通过各分管从陶瓷纤维催化滤管顶部管口穿过蜂窝载体103后伸入陶瓷纤维催化滤管内部。
该除尘器的除尘原理为：热脱附的气体挟带着大量粉尘，经过高温旋风除尘器后的热气体，由进风口7进入除尘器内部，粉尘被陶瓷纤维管101过滤后，部分有机污染物通过陶瓷纤维管的孔隙进入到催化剂涂层102后，被吸附和氧化降解。未被降解的有机污染物被蜂窝载体103氧化降解后由出风口8排放。被阻挡在陶瓷纤维管101外的粉尘，通过空气储气罐3中加压空气通过空气管线4进行脉冲吹落，吹落的粉尘由排灰口6排出除尘器，吹灰的同时为除尘器中提供足够氧气用于氧化有机污染物并降解。
将该除尘器应用于南京某项目间接热脱附气中颗粒与有机污染物的脱除。实验对照组为没有涂覆催化剂涂层的陶瓷纤维滤管，其他条件完全相同，结果对比如表1所示：
实验通入的气体成分为：粉尘深度443.4±62.2mg/m3；苯42.1±8.1mg/m3；C10～C40134.35±12.2mg/m3。
表1
从表1可以看出：该除尘器对粉尘的脱除效率可达到99％以上，同时结合脉冲吹灰与补充氧气，防止陶瓷纤维催化滤管堵塞的同时，对苯的氧化效率为23～31％，对C10～C40的氧化效率为31～64％，实现除尘与氧化污染物的效果。
本发明提供了一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管，其特征在于，包括陶瓷纤维管（101）、催化剂涂层（102）和蜂窝载体（103）；
所述的陶瓷纤维管（101）为顶部开口的管体结构；所述蜂窝载体（103）填充于陶瓷纤维管（101）的顶部开口处；所述催化剂涂层（102）涂覆在陶瓷纤维管（101）的内壁以及蜂窝载体（103）上；
所述催化剂涂层（102）通过如下步骤制备：
（1）合成Cu-Pb-Zr复合氧化物：
称取20~60重量份CuSO4·7H2O、10~50重量份Pb(NO3)2和20~40重量份Zr(NO3)4·5H2O混合，然后加入150~200重量份柠檬酸搅拌得到混合液，缓慢加入15~25重量份聚乙二醇或聚丙三醇，充分搅拌后静置，抽滤后取固体粉末烘干，在于350~500℃下锻烧获得Cu-Pb-Zr复合氧化物；
（2）配置涂层混合液：
将纳米TiO2、Cu-Pb-Zr复合氧化物和ZrO2溶胶按重量比为（0.2~0.5）:（0.5~0.8）:（0.02~0.05）加入去离子水中，获得混合液；将混合液经研磨到颗粒度D90为10~30um后；混合液中加入Pt(NO3)2:乙醇为1:2的溶液，即得；
所述陶瓷纤维管的制备方法为将质量百分比为35%~50% Al2O3、50%~60% SiO2和 0~10%TiO2混合，制作成型后在1600℃~2200℃的温度下进行煅烧形成气孔率大于80%以上的陶瓷纤维管；
所述的蜂窝载体（103）为蜂窝状的V2O5载体；
所述催化剂涂层（102）按照涂覆量100~300kg/m3涂于陶瓷纤维管（101）内壁，分层涂覆，每涂覆一层后进行烘干处理，涂覆完成后于450~550℃焙烧1~5h，然后冷却至室温；
所述催化剂涂层（102）按照涂覆量100~300 kg/m3涂于蜂窝载体（103）的两面，涂覆完成后于450~550℃焙烧1~5h，冷却后安装于陶瓷纤维管（101）顶部管口处。
2.根据权利要求1所述的具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管，其特征在于，步骤（1）合成Cu-Pb-Zr复合氧化物过程中，先在350℃锻烧1h，然后在500℃下锻烧5h，升温速率控制在30℃/min；
步骤（2）配置涂层混合液过程中，Pt(NO3)2:乙醇为1:2的溶液中，Pt(NO3)2用量按照涂覆面积计算，为0.2~4kg/m3。
3.权利要求1所述的具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管在除尘器中的应用。
4.一种除尘器，其特征在于，含有权利要求1所述的具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管。
5.根据权利要求4所述的除尘器，其特征在于，所述具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管（1）为一组，纵向的架设在除尘器的隔板（5）上，陶瓷纤维催化滤管（1）的顶部开口位于隔板（5）上方，陶瓷纤维催化滤管（1）的下方管身位于隔板（5）的下方；
除尘器通过隔板（5）将内部分为上下两个风室，隔板（5）下方的风室侧面设有进风口（7），顶部通过料斗与下方的排灰口（6）连接；
隔板（5）上方的风室顶部设有出风口（8），内部设有反吹系统；所述反吹系统包括空气存储罐（3）以及空气管线（4），所述空气存储罐（3）固定于除尘器的侧面，所述空气管线（4）一端通过总管连接至空气存储罐（3），另一端通过各分管从陶瓷纤维催化滤管（1）顶部管口穿过蜂窝载体（103）后伸入陶瓷纤维催化滤管（1）内部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110095966.8A CN112892110B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110095966.8A CN112892110B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112892110A CN112892110A (zh) | 2021-06-04 |
| CN112892110B true CN112892110B (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=76118776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110095966.8A Active CN112892110B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112892110B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114632419A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-06-17 | 深圳市凯盛科技工程有限公司 | 一种可回收的催化剂滤管及烟气处理系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101323528A (zh) * | 2008-07-15 | 2008-12-17 | 南京工业大学 | 一种连续孔梯度陶瓷管的制备方法 |
| CN104275063A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-14 | 大连理工大学 | 一种除尘、催化一体化装置 |
| CN104602809A (zh) * | 2012-06-20 | 2015-05-06 | 丰田自动车株式会社 | 用于净化废气的催化剂载体、使用该催化剂载体的用于净化废气的催化剂及生产该用于净化废气的催化剂载体的方法 |
| CN107789941A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-13 | 姜兴茂 | 微波诱导吸附‑原位催化氧化降解有机污染物的方法 |
| CN111760436A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-13 | 上海电气电站环保工程有限公司 | 一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统 |
-
2021
- 2021-01-25 CN CN202110095966.8A patent/CN112892110B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101323528A (zh) * | 2008-07-15 | 2008-12-17 | 南京工业大学 | 一种连续孔梯度陶瓷管的制备方法 |
| CN104602809A (zh) * | 2012-06-20 | 2015-05-06 | 丰田自动车株式会社 | 用于净化废气的催化剂载体、使用该催化剂载体的用于净化废气的催化剂及生产该用于净化废气的催化剂载体的方法 |
| CN104275063A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-14 | 大连理工大学 | 一种除尘、催化一体化装置 |
| CN107789941A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-13 | 姜兴茂 | 微波诱导吸附‑原位催化氧化降解有机污染物的方法 |
| CN111760436A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-13 | 上海电气电站环保工程有限公司 | 一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Cu-Mn-Zr复合催化剂的制备及其降解乙酸乙酯特性研究;张菊茹;《工程科技I辑》;20180615;第13-16、26页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112892110A (zh) | 2021-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018032806A1 (zh) | 河湖泊涌底泥碳化制陶尾气多级净化处理系统 | |
| CN104492189B (zh) | 工业炉气除尘脱硝一体化处理方法及专用设备 | |
| CN106512715B (zh) | 一种飞机机舱内除臭氧、气体净化的方法及系统 | |
| CN113426438B (zh) | 涂覆型催化剂组合物和催化滤管及其制备方法 | |
| CN204469531U (zh) | 膜分离循环流化床脱硫除尘装置 | |
| CN112892110B (zh) | 一种具备催化氧化有机污染物的陶瓷纤维催化滤管及除尘器 | |
| CN106237754A (zh) | 气液多级分离离心雾化超重力旋转床 | |
| CN104437069A (zh) | 膜分离循环流化床脱硫除尘装置及方法 | |
| CN109482065B (zh) | 一种乙烯裂解炉排放烟气的脱硝处理方法 | |
| CN115141660B (zh) | 一种高炉煤气干式精脱硫系统及精脱硫方法 | |
| CN217746480U (zh) | 一种有机废气处理系统 | |
| CN104874241B (zh) | 一种基于TiO2/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置及净化方法 | |
| CN110639364B (zh) | 一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元及其烟气净化的方法 | |
| CN107008240A (zh) | 氧化铝开孔泡沫陶瓷负载Si掺杂的纳米晶二氧化钛光催化剂及其制备方法 | |
| CN1962036A (zh) | 一种高效光催化反应器及其制造方法 | |
| KR100518957B1 (ko) | 배기가스의 정화방법 | |
| KR100992115B1 (ko) | 공기정화용 세라믹필터 제조방법 및 그 세라믹필터 모듈 | |
| CN111252884A (zh) | 一体化催化膜臭氧气体分布器、制备方法与应用 | |
| CN101322903B (zh) | 一种气体脱硫和脱硝的方法 | |
| CN110038425B (zh) | 一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器 | |
| CN204699532U (zh) | 一种基于TiO2/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置 | |
| CN217119430U (zh) | 一种脱硫脱硝硫铵溶液净化装置 | |
| CN209952596U (zh) | 一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器 | |
| CN108612579A (zh) | 降噪型尾气净化装置 | |
| CN210131534U (zh) | VOCs废气净化设备及VOCs废气净化系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |