TW201834543A - 過濾袋裝配 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種供用於清潔處理氣體之過濾袋裝配，其包含一外部過濾袋及單獨地配置於該外部過濾袋內之一或多個內部過濾袋，且該一或多個內部過濾袋亦單獨地配置於彼此內，該一或多個內部過濾袋及該外部過濾袋配備有催化活性材料。

Description

過濾袋裝配
本發明係關於一種包含在外部過濾袋內同軸配置之多個織物過濾袋之過濾袋裝配。更特定言之，本發明提供一種包含外部過濾袋之過濾器裝配，在外部過濾袋內，一或多個內部過濾袋單獨地安裝於外部過濾袋及彼此內，以用於移除處理氣體中之粉塵及微粒物質。過濾袋中之至少一者係催化過濾袋以用於移除含於處理氣體中之有害組分。過濾袋裝配尤其適用於清潔來自涉及燃燒之工業製程(如生產礦物、水泥、垃圾焚燒)或來自煤燃燒鍋爐之處理或原料氣體。
呈過濾袋形式之織物過濾器在許多行業中廣泛用於自處理氣體移除微粒物質。其係可獲得的最有效類型之粉塵收集器之一，且可達成關於微粒之大於99%之收集效率。過濾袋可由包含天然纖維、合成纖維或其他纖維(諸如玻璃、陶瓷或金屬纖維)之各種編織或氈製材料或其混合物製成。
織物過濾器之高微粒移除效率部分歸因於形成於過濾袋表面上之粉塵濾餅，且部分歸因於過濾袋組成及生產品質以及織物過濾器構造本身之品質。織物提供在其上收集粉塵微粒之表面。歸因於構成過濾袋之纖維之組成，此等過濾袋通常在溫度低於250℃下操作。
含粒子之處理氣體經常含有濃度必須視當地法規而降低之複數種污染物，例如NOX、揮發性有機化合物(VOC)、SO2、CO、Hg、NH3、戴奧辛及呋喃。出於此目的，若干習知方法係可獲得的。在所有情況下，必須安裝且操作織物過濾袋上游/下游之額外單元。
如NOx、VOC、戴奧辛及呋喃之氣態污染物的減輕可藉由與催化劑接觸而有效進行。特定言之，氧化釩類SCR催化劑係用於NOX還原之常用催化劑，其藉由在固定及自動應用中用NH3選擇性還原NOX。
本發明之一般目標係組合粉塵及微粒物質之機械移除與氣態污染物之催化性移除，氣態污染物藉助於織物過濾袋裝配產品含於工業處理氣體中。
為了有效地減輕一氧化碳及所選VOC(例如，丙烷、乙烯)，催化性系統需要包括鉑族金屬。出於在以下描述中進一步論述之原因，鈀係較佳鉑族金屬。
SCR催化劑僅在還原劑存在於待清潔之氣體中的情況下起作用。最常見還原劑係作為本身引入至氣體中之氨氣抑或作為其前驅物引入至氣體中之尿素或氯化銨。
當鈀催化劑上方的氨氣濃度高於某一限制時，會發生問題，鈀催化劑會被NH3去活化。因此，配置於鈀催化劑上游之SCR催化劑必須藉由與NOx之已知SCR反應移除氨氣，直至小於按體積計10ppm之濃度以防止鈀催化劑之去活化。
然而，此僅在氧化釩類SCR催化劑處於其中SCR催化劑保持活性之溫度範圍(溫度T>190℃)時係可能的。
此在具有催化織物過濾袋之過濾房中發生停機及低溫時間段期間成為問題。
可藉由配置包含受載於二氧化鈦上之錳氧化物、鈰氧化物及鐵氧化物中之至少一者的低溫SCR催化劑來有效地解決以上問題。此SCR催化劑在遠低於190℃之溫度(例如，130℃)下仍具有充分催化活性，如圖式之圖1中所展示。藉此，有可能移除或充分地減少氨氣在低溫下自SCR催化劑之下滑，並保護下游鈀免於去活化。另外，使用低溫與高溫氧化釩類SCR催化劑之組合有力地增大SCR製程之總溫度範圍。
因此，本發明提供一種供用於清潔處理氣體之過濾袋裝配，其包含一外部過濾袋及至少一第一及第二內部過濾袋，該第一內袋配置於該外部過濾袋內，且該第二內袋配置於該第一內袋內，該等至少第一及第二內部過濾袋及該外部過濾袋具有一開放端及一封閉端，其中該第一內袋以一第一SCR催化劑組成物催化，該第一SCR催化劑組成物包含受載於二氧化鈦上之錳氧化物、鐵氧化物及鈰氧化物中的至少一者，且其中該第二內袋以包含呈金屬及/或氧化形式之鈀的一第二催化劑組成物催化。
如在上文中所提及，當組合第一低溫催化劑(LT-SCR)與包含在施加於該第一內袋上之第一催化劑中的高溫SCR氧化釩類SCR催化 劑(V-SCR)時，該過濾袋裝配中之SCR製程的溫度範圍經較多增大，如圖1中所展示。
因此，在本發明之一較佳具體實例中，第一SCR催化劑組成物進一步包含氧化釩及二氧化鈦。
此具體實例之另一優點係當在低溫第一催化劑組成物之存在下使氮氧化物與氨氣反應時，能減少形成或不形成笑氣(N2O)，該第一催化劑組成物包含受載於二氧化鈦上之錳氧化物、鐵氧化物及鈰氧化物中的至少一者，且進一步包含氧化釩及二氧化鈦。
替代地或結合以上較佳具體實例，包含呈金屬及/或氧化形式之鈀的第二催化劑組成物可較佳地進一步包含氧化釩及二氧化鈦。
此催化劑組成物出於以下原因係較佳的。Pd/V/Ti催化劑具有i)雙功能性(移除NOx及移除VOC(揮發性有機化合物))；ii)S容許度；及iii)相比於其他催化劑組成物(例如，Pt類催化劑)的較低SO2氧化活性。
另外，當使用Pd/V/Ti催化劑時，催化過濾袋係耐硫的，亦即，不經受硫去活化。Pd/V/Ti催化劑另外減小由SO2之氧化形成的SO3之量。若H2S亦存在於進入過濾袋裝配之處理氣體中，則其將在V/Ti及Pd/V/Ti催化劑兩者上氧化成SO2。
在本發明之單獨或與以上具體實例組合的另一具體實例中，外部過濾袋係以不含鈀且包含氧化釩及二氧化鈦之第三催化劑組成物催化。
在本發明之另一具體實例中，該第一催化劑組成物包含受載 於二氧化鈦上之錳氧化物、鐵氧化物及鈰氧化物的混合物。
該第一、第二及第三催化劑組成物中之至少一者可進一步包含鎢氧化物及/或鉬氧化物。
此具體實例之優點在於氧化鎢及/或氧化鉬之穩定化效果，且另外在於經改良之SCR活性。
如本文之前及以下描述及隨附申請專利範圍中所使用之術語「外袋」指代處理氣體首先通過之過濾袋，且術語「內袋」指代處理氣體在通過外袋之後隨後通過之過濾袋。
術語「氧化釩(a vanadium oxide/vanadium oxide)」指代：氧化釩(II)(一氧化釩)，VO；或氧化釩(III)(三氧化二釩或三氧化釩)，V2O3；或氧化釩(IV)(二氧化釩)，VO2；或氧化釩(V)(五氧化二釩)，V2O5。
較佳地，用於本發明之氧化釩包含或由氧化釩(V)(五氧化二釩)，V2O5組成。
術語「二氧化鈦(titania)」指代二氧化鈦(titanium dioxide)(TiO2)。
外部過濾袋及後續系列的內部過濾袋由適用於不同製程條件之多孔過濾材料介質製成。袋材料係縫合或焊接入過濾袋中。
較佳地，外部過濾袋及一或多個內部過濾袋由個別有機或無機纖維之編織物或針刺毛氈製成。
催化活性材料受載於編織物或針刺毛氈上。
用於例如水泥窯應用中之最常見過濾袋材料係玻璃纖維材料，其視情況在面向處理氣體之外袋的外部具有薄聚合物膜。
較佳地，聚合膜由聚四氟乙烯製成。
膜保護催化劑不受含於特定物質中之催化劑毒物污染。

Claims (11)

  1. 一種供用於清潔處理氣體之過濾袋裝配，其包含一外部過濾袋及至少一第一及第二內部過濾袋，該第一內袋配置於該外部過濾袋內，且該第二內袋配置於該第一內袋內，該等至少第一及第二內部過濾袋及該外部過濾袋具有一開放端及一封閉端，其中該第一內袋以一第一SCR催化劑組成物催化，該第一SCR催化劑組成物包含受載於二氧化鈦上之錳氧化物、鐵氧化物及鈰氧化物中的至少一者，且其中該第二內袋以包含呈金屬及/或氧化形式之鈀的一第二催化劑組成物催化。
  2. 如申請專利範圍第1項之過濾袋裝配，其中該第一SCR催化劑組成物進一步包含一氧化釩及二氧化鈦。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾袋裝配，其中該第二催化劑組成物進一步包含一氧化釩及二氧化鈦。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之過濾袋裝配，其中該外部過濾袋以不含鈀且包含一氧化釩及二氧化鈦之一第三催化劑組成物催化。
  5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項之過濾袋裝配，其中該氧化釩包含氧化釩(V)。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之過濾袋裝配，其中該外部過濾袋及至少第一及第二過濾袋由個別有機或無機纖維之編織物或針刺毛氈製成。
  7. 如申請專利範圍第6項之過濾袋裝配，其中該等有機或無機纖維包含玻璃纖維材料。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之過濾袋裝配，其中外部管配備有在面向該處理氣體之該外袋之外部上的一聚合膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之過濾袋裝配，其中該聚合膜由聚四氟乙烯組成。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之過濾袋裝配，其中該第一催化劑及/或該第二催化劑及/或該第三催化劑組成物進一步包含鎢之氧化物及鉬之氧化物中的至少一者。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之過濾袋裝配，其中該第一催化劑組成物包含受載於二氧化鈦上之錳氧化物、鐵氧化物及鈰氧化物的混合物。
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