一種除塵、催化一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種除塵、催化一體化裝置，該裝置主要由出氣口、陶瓷膜管孔板、供氣裝置、點(diǎn)火裝置、進(jìn)氣口、催化陶瓷體、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔體、反吹氣體噴嘴、反吹氣布風(fēng)管、反吹氣控制閥、灰斗、卸灰閥和陶瓷膜管固定板組成。高溫含塵氣體以旋流方式進(jìn)入系統(tǒng)，與供氣裝置提供的氧氣、空氣、水蒸氣或上述氣體的混合物發(fā)生混合，經(jīng)點(diǎn)火裝置后混合氣體發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體經(jīng)過陶瓷膜管進(jìn)入到陶瓷膜管腔體中，然后在通過催化陶瓷體時(shí)，與催化劑發(fā)生催化反應(yīng)，最后通過出氣口匯集排出。負(fù)載催化劑的蜂窩陶瓷或泡沫陶瓷體位于陶瓷膜管腔體上部。該裝置集除塵、催化于一體，可以有效地處理高溫含塵氣體，達(dá)到環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的雙重效果。
【專利說明】一種除塵、催化一體化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)保設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種除塵、催化一體化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，高溫含塵氣體對環(huán)境的影響日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的除塵技術(shù)如機(jī)械式除塵技術(shù)、電除塵技術(shù)、濕式除塵技術(shù)和過濾除塵技術(shù)等對高溫含塵氣體的處理不能滿足高標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。
[0003]近些年來，高溫含塵氣體的除塵方法日益增多。專利201120341801.6公開了一種處理高溫含塵煙氣的除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括不銹鋼濾筒式除塵器，該系統(tǒng)具有設(shè)備少、運(yùn)行費(fèi)用低、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。專利201120150624.3公開了一種旋風(fēng)除塵器及復(fù)合旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的氣腔和N個(gè)旋子，復(fù)合旋風(fēng)除塵器由上述的M個(gè)旋風(fēng)除塵器連接而成，具有實(shí)用性強(qiáng)、除塵效果突出的優(yōu)點(diǎn)。但是都未能很好地降低高溫含塵氣體的毒性。而除塵、催化一體化裝置既可以很好地提高除塵效率，又可以降低氣體毒性，滿足氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)，也可以達(dá)到節(jié)約成本的目的。且陶瓷膜具有耐高溫、抗污染、能耗低、操作維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，使得裝置處理高效、操作簡便。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0004]本實(shí)用新型提供了一種集除塵、催化一體化的反應(yīng)裝置，既可滿足氣體的高標(biāo)準(zhǔn)排放要求，又可達(dá)到節(jié)約成本的目的。
[0005]本實(shí)用新型的一種除塵、催化一體化裝置，包括出氣口、陶瓷膜管孔板、供氣裝置、點(diǎn)火裝置、進(jìn)氣口、催化陶瓷體、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔體、反吹氣體噴嘴、反吹氣布風(fēng)管、反吹氣控制閥、灰斗、卸灰閥和陶瓷膜管固定板。除塵、催化一體化裝置的主體部分呈圓柱形，下方連接灰斗。在裝置的外壁面下側(cè)設(shè)有1-3個(gè)進(jìn)氣口，進(jìn)氣口的外壁沿一體化裝置的切線方向，氣體以旋流的方式進(jìn)入體系；進(jìn)氣口可與產(chǎn)生廢氣的裝置直接連接，既節(jié)省材料費(fèi)用，又可有效地利用廢熱以用于氧化或還原反應(yīng)和提供熱量于系統(tǒng)，使可冷凝的物質(zhì)處于氣態(tài)。
[0006]在進(jìn)氣口管道上設(shè)有一個(gè)供氣裝置和一個(gè)點(diǎn)火裝置。供氣裝置位于進(jìn)氣口管道的正上方，離進(jìn)氣口距離近，供氣裝置提供空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物，用于氧化或還原階段以提供熱量于體系。點(diǎn)火裝置位于進(jìn)氣口管道的正下方，離裝置主體近，點(diǎn)火裝置與供氣裝置有一定的距離，以保證含塵氣體與供氣裝置所提供的氣體充分混合，便于高壓包點(diǎn)火。高溫含塵氣體首先在供氣裝置的作用下，和空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物發(fā)生混合，再在點(diǎn)火裝置的作用下發(fā)生氧化或還原反應(yīng)。
[0007]出氣口位于裝置的最上方，可與收集管道相連；出氣口與反應(yīng)裝置的連接為法蘭連接，便于根據(jù)不同的處理要求，更換不同種類的催化劑。
[0008]在進(jìn)氣口和出氣口的管路上都安裝有高溫壓力傳感器，實(shí)時(shí)測量進(jìn)出口壓差便于清灰操作。
[0009]反吹氣布風(fēng)管位于出氣口的下方，在反吹氣布風(fēng)管上設(shè)有反吹氣體噴嘴和控制閥，反吹氣控制閥設(shè)在一體化裝置的外部。反吹氣布風(fēng)管、反吹氣噴嘴和控制閥均用于陶瓷膜管的清灰。當(dāng)進(jìn)出口壓差達(dá)到限定值時(shí)，打開反吹氣控制閥，反吹氣體經(jīng)過反吹氣布風(fēng)管由反吹氣體噴嘴以高壓脈沖噴射到陶瓷膜管腔體中，并由內(nèi)向外的通過陶瓷膜管，表面積灰受到?jīng)_擊力而落入灰斗中，以達(dá)到清灰的目的。反吹氣體可以是惰性氣體，如氮?dú)?；也可以是與出氣口或進(jìn)氣口組分相同或相近的氣體，該氣體進(jìn)入所述陶瓷膜反應(yīng)裝置中，不產(chǎn)生爆燃。
[0010]陶瓷膜管固定板位于反吹氣體噴嘴的下方，在陶瓷膜管固定板下方設(shè)有陶瓷膜管孔板。陶瓷膜管固定板和孔板用于固定陶瓷膜管。
[0011]陶瓷膜管是一種孔徑大小和厚度均由內(nèi)向外依次減小且底部封口的孔梯度陶瓷膜管，位于裝置的中間位置，通過陶瓷膜管固定板固定于陶瓷膜管孔板上。孔徑范圍為0.1-15 μ m,最外層即陶瓷膜層的厚度為0.1-0.2mm,中間層的厚度為0.5_2mm,里層的厚度為8-10mm。而且對陶瓷膜管進(jìn)行分組，便于依次進(jìn)行清灰以保證工序的連續(xù)性。通過陶瓷膜管的溫度范圍是500-1200°C，且熱量是由高溫含塵氣體的余熱和裝置中發(fā)生的氧化或還原反應(yīng)所提供的。
[0012]陶瓷膜管腔體是陶瓷膜管的中空部位，催化陶瓷體位于陶瓷膜管腔體的上部，由蜂窩陶瓷或者泡沫陶瓷體負(fù)載催化劑構(gòu)成。在發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)，可以通入空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物等用于催化反應(yīng)。而且催化陶瓷體中負(fù)載的催化劑根據(jù)不同的處理目的采用不同的催化劑，對于氣化、熱解、焚燒氣體等各類高溫含塵氣體，可以采用v205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5, Fe2O3> N1、Κ0Η、堿金屬、堿土金屬鹽等催化劑或上述物質(zhì)的復(fù)合物為活性組分的催化劑負(fù)載在蜂窩陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷體上，以實(shí)現(xiàn)對氣體的重整。氣體首先通過陶瓷膜管由外向內(nèi)到達(dá)陶瓷膜管腔體中，然后在穿過催化陶瓷體時(shí)，與其中的催化劑發(fā)生催化反應(yīng)。催化陶瓷體對粉塵具有除塵作用，可以達(dá)到除塵、催化的雙重目的。
[0013]灰斗位于裝置主體的下方，設(shè)有卸灰閥，用于定期清除積灰；灰斗的連接方式為法蘭連接，便于更換灰斗。
[0014]在除塵、催化一體化裝置中，氧化還原作用、除塵作用、催化作用共同作用于高溫含塵氣體，以減少對環(huán)境的污染。
[0015]其中，氧化還原作用:高溫含塵氣體在進(jìn)氣管道中，首先與供氣裝置提供的空氣，氧氣等含氧氣體或其混合物充分混合，然后在點(diǎn)火裝置的高壓包的點(diǎn)火下，發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，放出大量熱量。既可降低氣體中可氧化還原組分的含量，也可利用產(chǎn)生的熱量加熱可冷凝的物質(zhì)以降低對陶瓷膜管的損耗。
[0016]除塵作用:首先是氣體從進(jìn)氣口以旋流的方式進(jìn)入裝置，在旋轉(zhuǎn)過程中，所產(chǎn)生的向心力可將密度較大的粉塵甩向器壁，因而顆粒物失去慣性力，依靠入口速度的動(dòng)量和自身重力而落入灰斗，達(dá)到一定的除塵效果；其次，在裝置中，反應(yīng)后的混合氣體經(jīng)過陶瓷膜管時(shí)被陶瓷膜所阻隔，使得粉塵附著在陶瓷膜上以達(dá)到除塵的目的。
[0017]催化作用:經(jīng)過陶瓷膜管除塵凈化的混合氣體穿過催化陶瓷體時(shí)，與催化劑發(fā)生催化反應(yīng)。在催化反應(yīng)過程中，也可以由反吹氣布風(fēng)管通入空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物等用于催化反應(yīng)，而且催化劑可以更換以適用于不同氣體的處理。
[0018]在除塵、催化一體化裝置中，清灰的方式是高壓脈沖除灰:在裝置運(yùn)行期間，當(dāng)進(jìn)出口壓差達(dá)到限定值時(shí)，打開相應(yīng)的反吹氣控制閥，通過反吹氣布風(fēng)管和反吹氣體噴嘴以高壓脈沖噴射大量反吹氣體到陶瓷膜管腔體中，反吹氣體由內(nèi)向外的通過陶瓷膜管，使粉塵從陶瓷膜上脫落下來，再依靠重力作用落入灰斗中。
[0019]在除塵、催化一體化裝置中，催化部分的催化劑可以通過浸潰的方式負(fù)載在普通陶瓷上，也可以是催化劑與骨料以一定比例混合，再加入其他組分燒制而成。
[0020]在除塵、催化一體化裝置中，陶瓷膜進(jìn)行多管排列，既可以提高氣體處理量，又可以降低設(shè)備制造成本，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、高效的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是除塵、催化一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是除塵、催化一體化裝置的A-A剖面圖。
[0023]圖中:1出氣口；2陶瓷膜管孔板；3供氣裝置；4點(diǎn)火裝置；5進(jìn)氣口 ；6催化陶瓷體；7陶瓷膜管；8陶瓷膜管腔體；9陶瓷膜管固定板；10反吹氣體噴嘴；11反吹氣布風(fēng)管；12反吹氣控制閥；13灰斗；14卸灰閥。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖所示，本實(shí)用新型的除塵、催化一體化裝置，主要由出氣口 1、陶瓷膜管孔板2、供氣裝置3、點(diǎn)火裝置4、進(jìn)氣口 5、催化陶瓷體6、陶瓷膜管7、陶瓷膜管腔體8、陶瓷膜管固定板9、反吹氣體噴嘴10、反吹氣布風(fēng)管11、反吹氣控制閥12、灰斗13和卸灰閥14組成。
[0025]高溫含塵氣體從位于反應(yīng)裝置下部的進(jìn)氣口 5以旋流的方式進(jìn)入，在進(jìn)氣管道中，與供氣裝置3提供的氧氣、空氣等含氧氣體發(fā)生混合，再在點(diǎn)火裝置4提供的高壓包點(diǎn)火下，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，然后混合氣體在旋轉(zhuǎn)過程中，依靠向心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體的粉塵甩向器壁，當(dāng)粉塵與器壁接觸時(shí)，失去慣性力而依靠入口速度的動(dòng)量和自身重力落入灰斗14中；以此同時(shí)，在由高溫含塵氣體提供的余熱和氧化還原反應(yīng)提供的熱量所產(chǎn)生的高溫環(huán)境下，混合氣體通過陶瓷膜管7進(jìn)入到陶瓷膜管腔體8中，以除去粉塵，然后經(jīng)過陶瓷膜管7除塵的氣體通過催化陶瓷體6時(shí)，與催化劑充分接觸，并發(fā)生催化反應(yīng)，也可以通過反吹氣布風(fēng)管向催化陶瓷體6中通入空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物等用于催化反應(yīng)；最后通過出氣口 I匯集排出。
[0026]高壓脈沖清灰是通過控制反吹氣體噴嘴10、反吹氣布風(fēng)管11、反吹氣控制閥12依次對陶瓷膜管清灰。首先觀察位于進(jìn)出口管道上的高溫壓力傳感器，當(dāng)其壓差達(dá)到限定值時(shí)，打開相應(yīng)的反吹氣控制閥12，利用反吹氣布風(fēng)管11和反吹氣體噴嘴10以高壓脈沖噴射大量反吹氣體于陶瓷膜管腔體8中，反吹氣體由內(nèi)向外沖出，以氣體壓強(qiáng)吹落附著于陶瓷膜管7上的積灰，并落入灰斗13中，然后依次清除不同組的陶瓷膜管7，最后通過卸灰閥14定期排灰。
【權(quán)利要求】
1.一種除塵、催化一體化裝置，包括出氣口、陶瓷膜管孔板、供氣裝置、點(diǎn)火裝置、進(jìn)氣口、催化陶瓷體、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔體、反吹氣體噴嘴、反吹氣布風(fēng)管、反吹氣控制閥、灰斗、卸灰閥和陶瓷膜管固定板；除塵、催化一體化裝置的主體部分呈圓柱形，下方連接灰斗；在裝置的外壁面下側(cè)設(shè)有1-3個(gè)進(jìn)氣口，進(jìn)氣口的外壁沿一體化裝置的切線方向，氣體以旋流的方式進(jìn)入體系；進(jìn)氣口與產(chǎn)生廢氣的裝置直接連接； 在進(jìn)氣口管道上設(shè)有一個(gè)供氣裝置和一個(gè)點(diǎn)火裝置；供氣裝置位于進(jìn)氣口管道的正上方，離進(jìn)氣口距離近，供氣裝置提供空氣、氧氣、水蒸氣或上述氣體的混合物，用于氧化或還原階段以提供熱量于體系；點(diǎn)火裝置位于進(jìn)氣口管道的正下方，離裝置主體近，點(diǎn)火裝置與供氣裝置有一定的距離，以保證含塵氣體與供氣裝置所提供的氣體充分混合，便于高壓包點(diǎn)火； 出氣口位于裝置的最上方，與收集管道相連；出氣口與反應(yīng)裝置的連接為法蘭連接； 在進(jìn)氣口和出氣口的管路上都安裝有高溫壓力傳感器，實(shí)時(shí)測量進(jìn)出口壓差便于清灰操作； 反吹氣布風(fēng)管位于出氣口的下方，在反吹氣布風(fēng)管上設(shè)有反吹氣體噴嘴和控制閥，反吹氣控制閥設(shè)在一體化裝置的外部；反吹氣布風(fēng)管、反吹氣噴嘴和控制閥均用于陶瓷膜管的清灰； 陶瓷膜管固定板位于反吹氣體噴嘴的下方，在陶瓷膜管固定板下方設(shè)有陶瓷膜管孔板，陶瓷膜管固定板和孔板用于固定陶瓷膜管； 陶瓷膜管是一種孔徑大小和厚度均由內(nèi)向外依次減小且底部封口的孔梯度陶瓷膜管，位于裝置的中間位置，通過陶瓷膜管固定板固定于陶瓷膜管孔板上； 陶瓷膜管腔體是陶瓷膜管的中空部位，催化陶瓷體位于陶瓷膜管腔體的上部，由蜂窩陶瓷或者泡沫陶瓷體負(fù)載催化劑構(gòu)成； 灰斗位于裝置主體的下方，設(shè)有卸灰閥，用于定期清除積灰；灰斗的連接方式為法蘭連接，便于更換灰斗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種除塵、催化一體化裝置，其特征在于，陶瓷膜管孔徑范圍為0.1-15 μ m,最外層即陶瓷膜層的厚度為0.1-0.2mm,中間層的厚度為0.5_2mm,里層的厚度為8-10mm ;陶瓷膜管的溫度范圍是500-1200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種除塵、催化一體化裝置，其特征在于，反吹氣體是惰性氣體，或是與出氣口 /進(jìn)氣口組分相同或相近的氣體，該氣體進(jìn)入所述陶瓷膜反應(yīng)裝置中，不產(chǎn)生爆燃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種除塵、催化一體化裝置，其特征在于，催化陶瓷體中負(fù)載的催化劑根據(jù)不同的處理目的采用不同的催化劑，對于氣化、熱解、焚燒氣體等各類高溫含塵氣體，采用V205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5, Fe2O3> N1、Κ0Η、堿金屬、堿土金屬鹽等催化劑或上述物質(zhì)的復(fù)合物為活性組分的催化劑負(fù)載在蜂窩陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷體上，以實(shí)現(xiàn)對氣體的重整；催化劑通過浸潰的方式負(fù)載在普通陶瓷上，或采用催化劑與骨料以一定比例混合，再加入其他組分燒制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種除塵、催化一體化裝置，其特征在于，催化陶瓷體中負(fù)載的催化劑根據(jù)不同的處理目的采用不同的催化劑，對于氣化、熱解、焚燒氣體等各類高溫含塵氣體，采用v205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5> Fe2O3> N1、Κ0Η、堿金屬、堿土金屬鹽等催化劑或上述物質(zhì)的復(fù)合物為活性組分的催化劑負(fù)載在蜂窩陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷體上，以實(shí)現(xiàn)對氣體的重整；催化劑通過浸潰的方式負(fù)載在普通陶瓷上，或采用催化劑與骨料以一定比例混合，再加入其他組分燒制而成。
【文檔編號】B01D53/86GK204121928SQ201420553276
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】李愛民, 高寧博 申請人:大連理工大學(xué)