一种除尘、催化一体化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种除尘、催化一体化装置，该装置主要由出气口、陶瓷膜管孔板、供气装置、点火装置、进气口、催化陶瓷体、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔体、反吹气体喷嘴、反吹气布风管、反吹气控制阀、灰斗、卸灰阀和陶瓷膜管固定板组成。高温含尘气体以旋流方式进入系统，与供气装置提供的氧气、空气、水蒸气或上述气体的混合物发生混合，经点火装置后混合气体发生反应。反应后的气体经过陶瓷膜管进入到陶瓷膜管腔体中，然后在通过催化陶瓷体时，与催化剂发生催化反应，最后通过出气口汇集排出。负载催化剂的蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷体位于陶瓷膜管腔体上部。该装置集除尘、催化于一体，可以有效地处理高温含尘气体，达到环保和经济的双重效果。
【专利说明】一种除尘、催化一体化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于环保设备【技术领域】，涉及一种除尘、催化一体化装置。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，高温含尘气体对环境的影响日益严重。传统的除尘技术如机械式除尘技术、电除尘技术、湿式除尘技术和过滤除尘技术等对高温含尘气体的处理不能满足高标准的排放要求。
[0003]近些年来，高温含尘气体的除尘方法日益增多。专利201120341801.6公开了一种处理高温含尘烟气的除尘系统，系统主要包括不锈钢滤筒式除尘器，该系统具有设备少、运行费用低、操作维护方便等优点。专利201120150624.3公开了一种旋风除尘器及复合旋风除尘器，旋风除尘器包括外壳、设置在外壳内的气腔和N个旋子，复合旋风除尘器由上述的M个旋风除尘器连接而成，具有实用性强、除尘效果突出的优点。但是都未能很好地降低高温含尘气体的毒性。而除尘、催化一体化装置既可以很好地提高除尘效率，又可以降低气体毒性，满足气体的排放标准，也可以达到节约成本的目的。且陶瓷膜具有耐高温、抗污染、能耗低、操作维护简单等优点，使得装置处理高效、操作简便。
实用新型内容:
[0004]本实用新型提供了一种集除尘、催化一体化的反应装置，既可满足气体的高标准排放要求，又可达到节约成本的目的。
[0005]本实用新型的一种除尘、催化一体化装置，包括出气口、陶瓷膜管孔板、供气装置、点火装置、进气口、催化陶瓷体、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔体、反吹气体喷嘴、反吹气布风管、反吹气控制阀、灰斗、卸灰阀和陶瓷膜管固定板。除尘、催化一体化装置的主体部分呈圆柱形，下方连接灰斗。在装置的外壁面下侧设有1-3个进气口，进气口的外壁沿一体化装置的切线方向，气体以旋流的方式进入体系；进气口可与产生废气的装置直接连接，既节省材料费用，又可有效地利用废热以用于氧化或还原反应和提供热量于系统，使可冷凝的物质处于气态。
[0006]在进气口管道上设有一个供气装置和一个点火装置。供气装置位于进气口管道的正上方，离进气口距离近，供气装置提供空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物，用于氧化或还原阶段以提供热量于体系。点火装置位于进气口管道的正下方，离装置主体近，点火装置与供气装置有一定的距离，以保证含尘气体与供气装置所提供的气体充分混合，便于高压包点火。高温含尘气体首先在供气装置的作用下，和空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物发生混合，再在点火装置的作用下发生氧化或还原反应。
[0007]出气口位于装置的最上方，可与收集管道相连；出气口与反应装置的连接为法兰连接，便于根据不同的处理要求，更换不同种类的催化剂。
[0008]在进气口和出气口的管路上都安装有高温压力传感器，实时测量进出口压差便于清灰操作。
[0009]反吹气布风管位于出气口的下方，在反吹气布风管上设有反吹气体喷嘴和控制阀，反吹气控制阀设在一体化装置的外部。反吹气布风管、反吹气喷嘴和控制阀均用于陶瓷膜管的清灰。当进出口压差达到限定值时，打开反吹气控制阀，反吹气体经过反吹气布风管由反吹气体喷嘴以高压脉冲喷射到陶瓷膜管腔体中，并由内向外的通过陶瓷膜管，表面积灰受到冲击力而落入灰斗中，以达到清灰的目的。反吹气体可以是惰性气体，如氮气；也可以是与出气口或进气口组分相同或相近的气体，该气体进入所述陶瓷膜反应装置中，不产生爆燃。
[0010]陶瓷膜管固定板位于反吹气体喷嘴的下方，在陶瓷膜管固定板下方设有陶瓷膜管孔板。陶瓷膜管固定板和孔板用于固定陶瓷膜管。
[0011]陶瓷膜管是一种孔径大小和厚度均由内向外依次减小且底部封口的孔梯度陶瓷膜管，位于装置的中间位置，通过陶瓷膜管固定板固定于陶瓷膜管孔板上。孔径范围为0.1-15 μ m,最外层即陶瓷膜层的厚度为0.1-0.2mm,中间层的厚度为0.5_2mm,里层的厚度为8-10mm。而且对陶瓷膜管进行分组，便于依次进行清灰以保证工序的连续性。通过陶瓷膜管的温度范围是500-1200°C，且热量是由高温含尘气体的余热和装置中发生的氧化或还原反应所提供的。
[0012]陶瓷膜管腔体是陶瓷膜管的中空部位，催化陶瓷体位于陶瓷膜管腔体的上部，由蜂窝陶瓷或者泡沫陶瓷体负载催化剂构成。在发生催化反应时，可以通入空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物等用于催化反应。而且催化陶瓷体中负载的催化剂根据不同的处理目的采用不同的催化剂，对于气化、热解、焚烧气体等各类高温含尘气体，可以采用v205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5, Fe2O3> N1、Κ0Η、碱金属、碱土金属盐等催化剂或上述物质的复合物为活性组分的催化剂负载在蜂窝陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷体上，以实现对气体的重整。气体首先通过陶瓷膜管由外向内到达陶瓷膜管腔体中，然后在穿过催化陶瓷体时，与其中的催化剂发生催化反应。催化陶瓷体对粉尘具有除尘作用，可以达到除尘、催化的双重目的。
[0013]灰斗位于装置主体的下方，设有卸灰阀，用于定期清除积灰；灰斗的连接方式为法兰连接，便于更换灰斗。
[0014]在除尘、催化一体化装置中，氧化还原作用、除尘作用、催化作用共同作用于高温含尘气体，以减少对环境的污染。
[0015]其中，氧化还原作用:高温含尘气体在进气管道中，首先与供气装置提供的空气，氧气等含氧气体或其混合物充分混合，然后在点火装置的高压包的点火下，发生氧化或还原反应，放出大量热量。既可降低气体中可氧化还原组分的含量，也可利用产生的热量加热可冷凝的物质以降低对陶瓷膜管的损耗。
[0016]除尘作用:首先是气体从进气口以旋流的方式进入装置，在旋转过程中，所产生的向心力可将密度较大的粉尘甩向器壁，因而颗粒物失去惯性力，依靠入口速度的动量和自身重力而落入灰斗，达到一定的除尘效果；其次，在装置中，反应后的混合气体经过陶瓷膜管时被陶瓷膜所阻隔，使得粉尘附着在陶瓷膜上以达到除尘的目的。
[0017]催化作用:经过陶瓷膜管除尘净化的混合气体穿过催化陶瓷体时，与催化剂发生催化反应。在催化反应过程中，也可以由反吹气布风管通入空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物等用于催化反应，而且催化剂可以更换以适用于不同气体的处理。
[0018]在除尘、催化一体化装置中，清灰的方式是高压脉冲除灰:在装置运行期间，当进出口压差达到限定值时，打开相应的反吹气控制阀，通过反吹气布风管和反吹气体喷嘴以高压脉冲喷射大量反吹气体到陶瓷膜管腔体中，反吹气体由内向外的通过陶瓷膜管，使粉尘从陶瓷膜上脱落下来，再依靠重力作用落入灰斗中。
[0019]在除尘、催化一体化装置中，催化部分的催化剂可以通过浸溃的方式负载在普通陶瓷上，也可以是催化剂与骨料以一定比例混合，再加入其他组分烧制而成。
[0020]在除尘、催化一体化装置中，陶瓷膜进行多管排列，既可以提高气体处理量，又可以降低设备制造成本，达到了经济、高效的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是除尘、催化一体化装置的结构示意图。
[0022]图2是除尘、催化一体化装置的A-A剖面图。
[0023]图中:1出气口；2陶瓷膜管孔板；3供气装置；4点火装置；5进气口 ；6催化陶瓷体；7陶瓷膜管；8陶瓷膜管腔体；9陶瓷膜管固定板；10反吹气体喷嘴；11反吹气布风管；12反吹气控制阀；13灰斗；14卸灰阀。
【具体实施方式】
[0024]如图所示，本实用新型的除尘、催化一体化装置，主要由出气口 1、陶瓷膜管孔板2、供气装置3、点火装置4、进气口 5、催化陶瓷体6、陶瓷膜管7、陶瓷膜管腔体8、陶瓷膜管固定板9、反吹气体喷嘴10、反吹气布风管11、反吹气控制阀12、灰斗13和卸灰阀14组成。
[0025]高温含尘气体从位于反应装置下部的进气口 5以旋流的方式进入，在进气管道中，与供气装置3提供的氧气、空气等含氧气体发生混合，再在点火装置4提供的高压包点火下，发生氧化还原反应，然后混合气体在旋转过程中，依靠向心力将密度远远大于气体的粉尘甩向器壁，当粉尘与器壁接触时，失去惯性力而依靠入口速度的动量和自身重力落入灰斗14中；以此同时，在由高温含尘气体提供的余热和氧化还原反应提供的热量所产生的高温环境下，混合气体通过陶瓷膜管7进入到陶瓷膜管腔体8中，以除去粉尘，然后经过陶瓷膜管7除尘的气体通过催化陶瓷体6时，与催化剂充分接触，并发生催化反应，也可以通过反吹气布风管向催化陶瓷体6中通入空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物等用于催化反应；最后通过出气口 I汇集排出。
[0026]高压脉冲清灰是通过控制反吹气体喷嘴10、反吹气布风管11、反吹气控制阀12依次对陶瓷膜管清灰。首先观察位于进出口管道上的高温压力传感器，当其压差达到限定值时，打开相应的反吹气控制阀12，利用反吹气布风管11和反吹气体喷嘴10以高压脉冲喷射大量反吹气体于陶瓷膜管腔体8中，反吹气体由内向外冲出，以气体压强吹落附着于陶瓷膜管7上的积灰，并落入灰斗13中，然后依次清除不同组的陶瓷膜管7，最后通过卸灰阀14定期排灰。
【权利要求】
1.一种除尘、催化一体化装置，包括出气口、陶瓷膜管孔板、供气装置、点火装置、进气口、催化陶瓷体、陶瓷膜管、陶瓷膜管腔体、反吹气体喷嘴、反吹气布风管、反吹气控制阀、灰斗、卸灰阀和陶瓷膜管固定板；除尘、催化一体化装置的主体部分呈圆柱形，下方连接灰斗；在装置的外壁面下侧设有1-3个进气口，进气口的外壁沿一体化装置的切线方向，气体以旋流的方式进入体系；进气口与产生废气的装置直接连接； 在进气口管道上设有一个供气装置和一个点火装置；供气装置位于进气口管道的正上方，离进气口距离近，供气装置提供空气、氧气、水蒸气或上述气体的混合物，用于氧化或还原阶段以提供热量于体系；点火装置位于进气口管道的正下方，离装置主体近，点火装置与供气装置有一定的距离，以保证含尘气体与供气装置所提供的气体充分混合，便于高压包点火； 出气口位于装置的最上方，与收集管道相连；出气口与反应装置的连接为法兰连接； 在进气口和出气口的管路上都安装有高温压力传感器，实时测量进出口压差便于清灰操作； 反吹气布风管位于出气口的下方，在反吹气布风管上设有反吹气体喷嘴和控制阀，反吹气控制阀设在一体化装置的外部；反吹气布风管、反吹气喷嘴和控制阀均用于陶瓷膜管的清灰； 陶瓷膜管固定板位于反吹气体喷嘴的下方，在陶瓷膜管固定板下方设有陶瓷膜管孔板，陶瓷膜管固定板和孔板用于固定陶瓷膜管； 陶瓷膜管是一种孔径大小和厚度均由内向外依次减小且底部封口的孔梯度陶瓷膜管，位于装置的中间位置，通过陶瓷膜管固定板固定于陶瓷膜管孔板上； 陶瓷膜管腔体是陶瓷膜管的中空部位，催化陶瓷体位于陶瓷膜管腔体的上部，由蜂窝陶瓷或者泡沫陶瓷体负载催化剂构成； 灰斗位于装置主体的下方，设有卸灰阀，用于定期清除积灰；灰斗的连接方式为法兰连接，便于更换灰斗。
2.根据权利要求1所述的一种除尘、催化一体化装置，其特征在于，陶瓷膜管孔径范围为0.1-15 μ m,最外层即陶瓷膜层的厚度为0.1-0.2mm,中间层的厚度为0.5_2mm,里层的厚度为8-10mm ;陶瓷膜管的温度范围是500-1200°C。
3.根据权利要求1或2所述的一种除尘、催化一体化装置，其特征在于，反吹气体是惰性气体，或是与出气口 /进气口组分相同或相近的气体，该气体进入所述陶瓷膜反应装置中，不产生爆燃。
4.根据权利要求1或2所述的一种除尘、催化一体化装置，其特征在于，催化陶瓷体中负载的催化剂根据不同的处理目的采用不同的催化剂，对于气化、热解、焚烧气体等各类高温含尘气体，采用V205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5, Fe2O3> N1、Κ0Η、碱金属、碱土金属盐等催化剂或上述物质的复合物为活性组分的催化剂负载在蜂窝陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷体上，以实现对气体的重整；催化剂通过浸溃的方式负载在普通陶瓷上，或采用催化剂与骨料以一定比例混合，再加入其他组分烧制而成。
5.根据权利要求3所述的一种除尘、催化一体化装置，其特征在于，催化陶瓷体中负载的催化剂根据不同的处理目的采用不同的催化剂，对于气化、热解、焚烧气体等各类高温含尘气体，采用v205、WO3> Mn203、MnO2, CuO, V2O5> Fe2O3> N1、Κ0Η、碱金属、碱土金属盐等催化剂或上述物质的复合物为活性组分的催化剂负载在蜂窝陶瓷或者泡沫陶瓷等陶瓷体上，以实现对气体的重整；催化剂通过浸溃的方式负载在普通陶瓷上，或采用催化剂与骨料以一定比例混合，再加入其他组分烧制而成。
【文档编号】B01D53/86GK204121928SQ201420553276
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】李爱民, 高宁博 申请人:大连理工大学