用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置，属烟气处理设备领域。包括：反应器、烟气进口、氨气进口、气体出口和催化剂模块盒；其中，反应器内部为中空结构，两端分别设开口作为进、出口；烟气进口和氨气进口设在反应器的一端进口上并均与反应器内连通，烟气进口和氨气进口与反应器的进口之间密封；气体出口设在反应器的另一端出口上并与反应器内连通，气体出口与反应器的出口之间密封；催化剂模块盒设在反应器内，催化剂模块盒设在远离烟气进口和氨气进口的气体出口处。该装置通过其内设有催化剂模块盒的反应器与烟气进口、氨气进口、气体出口配合，可对烟气中的POPs进行催化降解；模块化及标准化程度高，便于使用和运输。
【专利说明】用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烟气处理设备领域，特别是涉及一种用于处理烟气的持久性有机污染物(POPs)催化降解装置。
【背景技术】
[0002]POPs (Persistent Organic Pollutants,持久性有机污染物)是一类非常难以降解的有机物，以PCDD/Fs为例，气相条件下若要破坏其化学分子结构，通常需要800°C以上的高温。为了降低降解过程的操作温度，通常利用负载型金属催化剂来降低反应条件。目前催化剂中采用的金属材料主要包括贵金属和过渡金属氧化物。
[0003]贵金属是最早用于POPs等含氯挥发性有机物(Cl-VOC)催化降解的催化剂，常见的贵金属催化剂为第VIII畐Ij族金属Pd、Pt、Rh、N1、Au、Ir等负载到A1203、Ti02、CeO2> ZrO2等金属氧化物以及活性碳、硅石、沸石、陶瓷、红泥、聚合物等材料上，采用浸溃法制备而成。近年来，许多学者研究了不同负载型贵金属降解PCDD/Fs或其指示化合物的催化活性，如:氯酚、氯苯以及多氯联苯(PCBs)等。
[0004]贵金属型催化剂的成本非常高，工业上大规模使用在国内还处于空白，随着科学技术的发展，近年来已开发出造价便宜，性能良好的催化剂。而如何将催化剂在工业化应用中发挥出最佳的降解效率，成为目前需要解决的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置，使得烟气中的POPs能与催化剂发生充分反应，从而解决目前没有一种装置可有效利用催化剂以去除POPs的问题。
[0006]解决上述技术问题的技术方案如下:
[0007]本实用新型一种用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置，其特征在于，包括:
[0008]反应器、烟气进口、氨气进口、气体出口和催化剂模块盒；其中，
[0009]所述反应器内部为中空结构，两端分别设有开口作为进、出口 ；
[0010]所述烟气进口和氨气进口设置在所述反应器的一端进口上并均与所述反应器内连通，烟气进口和氨气进口与所述反应器的进口之间密封；
[0011]所述气体出口设置在所述反应器的另一端出口上并与所述反应器内连通，气体出口与所述反应器的出口之间密封；
[0012]所述催化剂模块盒设置在所述反应器内，催化剂模块盒设置在远离所述烟气进口和氨气进口的所述气体出口处。
[0013]本实用新型的有益效果为:通过其内设有催化剂模块盒的反应器与烟气进口、氨气进口、气体出口配合，可对进入烟气中的POPs进行催化降解。该装置的模块化、标准化程度高，可适用于现有的催化剂模块，且便于运输、安装、起吊。【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0015]图1为本实用新型实施例提供的POPs催化降解装置的示意图；
[0016]图2为图1的A — A向剖面图。
【具体实施方式】
[0017]下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0018]下面对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0019]本实用新型实施例提供一种用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置，SP一种POPs催化降解装置，如图1所示，该装置包括:反应器5、烟气进口 1、氨气进口 2、气体出口 7和催化剂模块盒6 ；
[0020]其中，反应器5内部为中空结构，两端分别设有开口作为进、出口 ；
[0021]烟气进口 I和氨气进口 2设置在反应器的一端进口上并均与反应器内连通，烟气进口 I和氨气进口 2与反应器的进口之间密封；
[0022]气体出口 7设置在反应器5的另一端出口上并与反应器5内连通，气体出口 7与所述反应器的出口之间密封；
[0023]催化剂模块盒6设置在反应器内，催化剂模块盒6设置在远离烟气进口 I和氨气进口 2的气体出口 7处。
[0024]上述装置中通过设置氨气进口，与催化剂模块盒中的催化剂发生接触并反应，可以在降解POPs的同时降解烟气中含有的NOx。
[0025]上述装置中，反应器5为不锈钢制成的方形长筒结构，其筒体的长度满足:烟气在反应器中与催化剂模块盒6中催化剂模块的接触时间> 0.3秒。一般反应器中部的长度为300_，催化剂最高装填高度0.22m，在进入烟气流速为2.2m/s时，可保证烟气在反应器中与催化剂模块盒6中催化剂模块的接触时间> 0.3秒。
[0026]上述装置中，烟气进口 I和氨气进口 2通过第一法兰3设置在所述反应器5的一端进口上，可在第一法兰3与反应器5的开口接触处设置与开口边沿突起部位对应的凹槽，并在凹槽内设置石墨密封垫9，这样可以使第一法兰3与开口之间保持更好的密封。
[0027]上述装置中，烟气进口 I设置在所述法兰3的中心部位；
[0028]氨气进口 2为两个，分别设置在所述烟气进口 I的两侧；
[0029]烟气进口 I的内径大于所述氨气进口 2的内径。
[0030]上述装置中，所述气体出口 7通过第二法兰8设置在所述反应器5的另一端出口上。[0031]上述装置中，所述第二法兰8与所述反应器5的出口之间设置石墨密封垫4。可在第二法兰8与反应器5的出口接触处设置与出口边沿突起部位对应的凹槽，并在凹槽内设置石墨密封垫4，这样可以使第一法兰3与出口之间保持更好的密封。
[0032]上述装置中，所述催化剂模块盒6的几何比表面积> 410m2/m3,空隙率为75%，抗压强度轴向> 1.5MPa，径向> 0.8MPa，催化剂模块盒6内分层设置多块催化剂模块，每一层的催化剂模块数量按4 X 5陈列。
[0033]上述装置中，所述催化剂模块盒6内的催化剂模块形状为:蜂窝状、波纹状、板状、片状或颗粒状。
[0034]上述装置中，所述烟气进口 I上设有加热器。当烟气温度低于催化剂反应温度时，可以通过调节烟气进口I的加热器升温。
[0035]上述装置中，烟气在进入所述催化剂模块盒6的第一层催化剂模块时速度最大偏差为速度平均值的±15%，温度最大偏差为速度平均值的±10°C，烟气入射到第一层催化剂模块的方向与垂直方向的最大夹角为±10°。
[0036]上述装置中，各部件均可以采用不锈钢材料制成，密封效果好，能满足烟气温度不高于430°C的情况下长期运行，而不产生任何损坏；当POPs类的烟气进入装置后，烟气在气流的作用与直接与催化剂模块盒中的催化剂发生接触并反应达到降解POPs的效果。
[0037]下面结合具体实施例对上述降解装置作进一步说明。
[0038]该装置适用于使用催化剂模块的规格为220mmx60mmx60mm,孔径3mm,内壁0.5mm,外壁1.5mm，可使该催化剂模块的催化剂发挥最佳效果。
[0039]烟气在反应器中的流速为2.2m/s，催化剂最高装填高度0.22m，反应器中部的长度300mm。为避免烟气与混合后在反应器上部(无催化剂部分)停留时间过长，设计反应器上、下部有效(加热部分)长200mm。在反应器的停留时间为0.3s ；
[0040]因此，反应器设计为外圆内方型，口径为62 X 62mm，高度820mm，符合催化剂的尺寸设计，催化剂最高装填高度220_，反应器中部的长度300_ ;为避免烟气与混合后在反应器上部(无催化剂部分)停留时间过长，设计反应器上、下部有效(加热部分)长200mm ;催化剂采用过渡金属氧化物型催化剂V205-W03/Ti02最佳反应温度350°C，在该装置设计温度以内。
[0041]本实用新型的降解装置，充分考虑POPs与催化剂反应的关键参数，温度，停留时间和接触方式等，使得烟气中的POPS在该装置下与催化剂发生充分反应，可有效降解烟气中二噁英等持久性有机污染物。
[0042]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置，其特征在于，包括: 反应器(5)、烟气进口(I)、氨气进口(2)、气体出口(7)和催化剂模块盒(6);其中， 所述反应器(5)内部为中空结构，两端分别设有开口作为进、出口 ； 所述烟气进口(I)和氨气进口(2)设置在所述反应器(5)的一端进口上并均与所述反应器(5)内连通，烟气进口(I)和氨气进口(2)与所述反应器(5)的进口之间密封； 所述气体出口(7)设置在所述反应器(5)的另一端出口上并与所述反应器(5)内连通，气体出口(7)与所述反应器(5)的出口之间密封； 所述催化剂模块盒(6 )设置在所述反应器(5 )内，催化剂模块盒(6 )设置在远离所述烟气进口(I)和氨气进口(2)的所述气体出口(7)处。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(5)为不锈钢制成的方形长筒结构。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述烟气进口(I)和氨气进口( 2 )通过第一法兰(3)设置在所述反应器(5)的一端进口上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟气进口(I)设置在所述第一法兰(3)的中心部位； 所述氨气进口(2)为两个，分别设置在所述烟气进口(I)的两侧； 所述烟气进口(I)的内径大于所述氨气进口(2)的内径。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气体出口(7)通过第二法兰(8)设置在所述反应器(5 )的另一端出口上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二法兰(8)与所述反应器(5)的出口之间设置石墨密封垫(4)。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述催化剂模块盒(6)的几何比表面积≥410m2/m3，空隙率为75%，抗压强度轴向> 1.5MPa，径向> 0.8MPa，催化剂模块盒(6)内分层设置多块催化剂模块，每一层的催化剂模块数量按4X5陈列。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述催化剂模块盒(6)内的催化剂模块形状为:蜂窝状、波纹状、板状、片状或颗粒状。
9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述烟气进口(I)上设有加热器。
【文档编号】B01D53/86GK203400631SQ201320503601
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】盛守祥, 吴昌敏, 陆勇 申请人:中持（北京）科技发展有限公司