一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料、应用装置和应用方法与流程

本发明涉及一种烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法，尤其是一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法。

背景技术：

1、在工业生产过程中会产生工业烟气，由于工业烟气会对环境产生污染，需要对烟气中的co进行处理，因此烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法是一种重要的环境处理方法，在现有的烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法中，还没有一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法，主要有贵金属催化剂和金属氧化物催化剂，贵金属氧化物催化剂（如pd/sno2，pt/ sno2，和au/mno2等）对一氧化碳低温氧化呈现出很高的催化活性，然而，由于贵金属的储量有限，价格昂贵，大规模应用受到限制，目前贵金属产量的80%以上被用于汽油车用三元催化剂，从而影响了金属氧化物催化剂在工业烟气处理中的应用，

2、基于申请人于2021年12月18日提供的具有工作过程中解决实际技术问题的技术交底书、通过检索得到相近的专利文献和背景技术中现有的技术问题、技术特征和技术效果，做出本发明的申请技术方案。

技术实现思路

1、本发明的客体是一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料，

2、本发明的客体是一种基于铜离子的烟气处理催化剂制备装置，

3、本发明的客体是一种基于铜离子的烟气处理催化剂制备方法，

4、本发明的客体是一种基于铜离子的烟气处理催化剂应用装置，

5、本发明的客体是一种基于铜离子的烟气处理催化剂应用方法。

6、为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法，因此保证了铜氧化物催化剂在工业烟气处理中的应用。

7、为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于铜离子的烟气处理催化剂原料，包含有用于脱除烟气中的co的氧化铜或硝酸铜、用于作为氧化铜或硝酸铜的载体的配料物。

8、由于设计了氧化铜或硝酸铜和配料物，通过氧化铜或硝酸铜，实现了对烟气中的co进行脱除，通过配料物，实现了对氧化铜或硝酸铜进行颗粒成型处理，因此保证了铜氧化物催化剂在工业烟气处理中的应用。

9、本发明设计了，配料物设置为干子土和膨润土。

10、以上两个技术方案的技术效果在于：cuo和ceo2对co的催化呈现出协同作用，两者协同作用提高了对co的催化活性。cuo的加入降低了co完全转化的温度。

11、本发明设计了，还包含有第一辅料物并且第一辅料物设置为氧化铈。

12、本发明设计了，还包含有第二辅料物并且第二辅料物设置为粉煤灰。

13、本发明设计了，还包含有第三辅料物并且第三辅料物设置为造球粘结剂。

14、本发明设计了，还包含有第四辅料物并且第四辅料物设置为浸泡溶液。

15、以上四个技术方案的技术效果在于：实现了其它原料物集成，扩展了本发明的技术效果。

16、本发明设计了，按照重量比例：包含有55-70%粉煤灰、5-10%干子土、10-15%膨润土、5-10%造球粘结剂、4-10%氧化铈、2-5%氧化铜、2-5%硝酸铜和浸泡溶液。

17、以上技术方案的技术效果在于：通过粉煤灰、干子土、膨润土、造球粘结剂、氧化铈、氧化铜、硝酸铜和浸泡溶液，组成了本发明的基础技术方案，解决了本发明的技术问题。

18、本发明设计了，粉煤灰设置为包含有按照重量比例：sio2 57-70% 、al2o3 15-25% 、cao 1-4%、k2o 1-3%、na2o 1-3%、fe2o3 0.1-5.0%、mgo 1-4%。

19、以上技术方案的技术效果在于：增加了脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒的强度。

20、本发明设计了，造球粘结剂设置为cmc。

21、以上技术方案的技术效果在于：烧结后的催化剂提供微孔结构并增加催化剂的比表面积。

22、本发明设计了，浸泡溶液设置为碱性溶液。

23、本发明设计了，浸泡溶液设置为koh溶液或naoh溶液。

24、以上两个技术方案的技术效果在于：可吸收烟气中的co2，实现了废烟气中co2进行脱除。

25、本发明设计了，一种基于铜离子的烟气处理催化剂制备装置，包含有混料机、练泥机、造粒机、烧结窑炉、风冷机、反应釜和干燥机并且混料机的输出端口部设置为与练泥机的输入端口部联接，练泥机的输出端口部设置为与造粒机的输入端口部联接并且造粒机的输出端口部设置为与烧结窑炉的输入端口部联接，烧结窑炉的输出端口部设置为与反应釜的输入端口部联接并且反应釜的输出端口部设置为与干燥机的输入端口部联接，风冷机设置在烧结窑炉上并且混料机设置为双锥混料机，练泥机设置为陶瓷练泥机并且造粒机设置为挤出机，烧结窑炉设置为高温陶瓷烧结炉并且风冷机设置为水冷风机，反应釜设置为玻璃钢储罐并且干燥机设置为微波干燥机。

26、以上技术方案的技术效果在于：实现了对烟气处理催化剂原料进行颗粒成型制作。

27、本发明设计了，一种基于铜离子的烟气处理催化剂制备方法，其步骤是：按照重量比例把55-70%粉煤灰、5-10%干子土、10-15%膨润土、5-10%cmc、4-10%氧化铈、2-5%氧化铜和2-5%硝酸铜放到混料机中，进行混合处理制得中间介质体ⅰ，按照重量比例3.8-4.2:1把中间介质体ⅰ和水分别放到练泥机中，进行1.8-2.2小时的练泥处理制得呈泥状物分布的中间介质体ⅱ，把中间介质体ⅱ放到造粒机中，进行挤压成型处理制得直径为25-30mm的中间颗粒体ⅰ，把中间颗粒体ⅰ放到烧结窑炉中，进行温度为800-900℃、时间为1-1.5小时的烧结处理制得中间颗粒体ⅱ，再开启风冷机对位于烧结窑炉中的中间颗粒体ⅱ进行降温处理，等到烧结窑炉中温度小于100℃后，把中间颗粒体ⅱ中取出后放到反应釜中，在反应釜中注入浸泡溶液，在反应釜中对中间颗粒体ⅱ进行2.8-3.2小时的浸泡处理制得烟气处理催化剂颗粒体，把烟气处理催化剂颗粒体从反应釜中取出放到储存网箱中进行0.5-1小时沥水处理，把经过沥水处理的烟气处理催化剂颗粒体放到干燥机中进行温度为120-150℃、时间为1-2小时的烘干处理，得到可以脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒。

28、以上技术方案的技术效果在于：利用原料自带的和烧结产生的微孔结构，大大增加催化剂比表面积，从而增加催化剂催化活性。

29、本发明设计了，粉煤灰设置为包含有按照重量比例：sio2 57-70% 、al2o3 15-25% 、cao 1-4%、k2o 1-3%、na2o 1-3%、fe2o3 0 1-5.0%、mgo 1-4%。

30、本发明设计了，造球粘结剂设置为cmc。

31、本发明设计了，浸泡溶液设置为碱性溶液。

32、本发明设计了，浸泡溶液设置为koh溶液或naoh溶液。

33、以上四个技术方案的技术效果在于：实现了对烟气处理催化剂颗粒进行增强、增孔、扩孔、扩展表面和吸附功能物的设置。

34、本发明设计了，一种基于铜离子的烟气处理催化剂应用装置，包含有进烟管、脱碳塔、出烟管、引风机、烟囱、直排旁管、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀并且进烟管的输出端口部分别设置为通过第一截止阀与脱碳塔的输入端口部、通过第三截止阀与直排旁管的输入端口部联接，出烟管的输入端口部分别设置为通过第二截止阀与脱碳塔的输出端口部、通过第四截止阀与直排旁管的输出端口部联接，出烟管的输出端口部设置为通过引风机与烟囱联接。

35、本发明设计了，脱碳塔设置为包含有塔壳、第一注料嘴、第一排料嘴、第二注料嘴、第二排料嘴、第三注料嘴、第三排料嘴和网格板并且塔壳的外侧面的其中一侧部分别设置为与第一注料嘴的内端端口部、第二注料嘴的内端端口部和第三注料嘴的内端端口部联接，塔壳的外侧面的其中另一侧部分别设置为与第一排料嘴的内端端口部、第二排料嘴的内端端口部和第三排料嘴的内端端口部联接并且网格板的外侧面部设置为与塔壳联接，其中第一个网格板设置在第一注料嘴和第一排料嘴之间并且其中第二个网格板设置在第二注料嘴和第二排料嘴之间，其中第三个网格板设置在第三注料嘴和第三排料嘴之间并且塔壳的上端端面部设置为通过第一截止阀与进烟管联接，塔壳的下端端面部设置为通过第二截止阀与出烟管联接并且塔壳设置为椭圆罐状体，第一注料嘴、第一排料嘴、第二注料嘴、第二排料嘴、第三注料嘴和第三排料嘴分别设置为外端端口部具有密封盖的管状体。

36、以上两个技术方案的技术效果在于：实现了对废烟气中co和co2进行分层脱除处理，提高了对废烟气的处理效果。

37、本发明设计了，网格板设置为呈平面分布的网片状体。

38、以上技术方案的技术效果在于：实现了对脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒进行垂直竖向吹射。

39、本发明设计了，网格板设置为包含有托网板和导流板并且托网板的下端敞口部设置为与导流板的内端端面部联接，托网板的边缘部设置为与塔壳联接并且托网板设置为中间部具有锥形筒的网片状体，导流板设置为矩形板状体并且导流板与横向水平面之间的夹角α设置为35-77°。

40、以上技术方案的技术效果在于：实现了对脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒进行侧面斜向吹射。

41、本发明设计了，进烟管、出烟管和直排旁管分别设置为圆形管状体并且引风机设置为工业离心引风机，烟囱设置为锥形筒状体并且第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀分别设置为球形截止阀。

42、以上技术方案的技术效果在于：实现了对脱碳塔进行附件安装设置。

43、本发明设计了，还包含有滞留段并且滞留段设置为包含有筒壳、第一隔离板、第二隔离板、导气管和容纳盘并且在第一隔离板的中间部设置有第一通过孔体，在在第二隔离板的边缘部设置有第二通过孔体并且在容纳盘中设置有环形腔体，在筒壳中分别设置有第一隔离板和第二隔离板并且在筒壳上设置有导气管和容纳盘，导气管的下端端口部设置为位于第一隔离板的边缘部上端并且环形腔体的敞口部设置为与第二通过孔体相对应分布，第一隔离板的边缘部和第二隔离板的边缘部分别设置为与筒壳的内壁接触式联接并且导气管的下端端口部和容纳盘分别设置为与筒壳的侧面部联接，筒壳设置为下端端面部具有排出孔道、上端端面部具有密封盖的箱状体并且第一隔离板和第二隔离板分别设置为中间部具有锥形筒帽状体，导气管设置为l字形管状体并且容纳盘设置为l字形环状体，第一通过孔体和第二通过孔体分别设置为圆形孔状体并且环形腔体设置为l字形孔状体，环形腔体设置为沿环形腔体的圆周线间隔排列分布。

44、以上技术方案的技术效果在于：实现了并联双烟气处理渠道设置，其中一个渠道使工业烟气处于缓慢滞留状态。

45、本发明设计了，一种基于铜离子的烟气处理催化剂应用方法，其步骤是：把第一注料嘴的密封盖、第二注料嘴的密封盖和第三注料嘴的密封盖分别取出，通过第一注料嘴，把脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒注入到位于第一注料嘴和第一排料嘴之间的网格板上，通过第二注料嘴，把脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒注入到位于第二注料嘴和第二排料嘴之间的网格板上，通过第三注料嘴，把脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒注入到位于第三注料嘴和第三排料嘴之间的网格板上，然后再把第一注料嘴的密封盖、第二注料嘴的密封盖和第三注料嘴的密封盖进行安装，使第一截止阀和第二截止阀处于开通状态，使第三截止阀和第四截止阀处于关闭状体，使引风机处于工作状态，工业烟气通过进烟管注入到塔壳中，由脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒中的cuo、cu2o和ceo2对脱除废烟气中co进行催化处理，由脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒中的koh或naoh对脱除废烟气中co2进行催化处理，经过催化处理的烟气在引风机的作用下通过烟囱进行排放，当需要对塔壳中的脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒进行更换时，使第三截止阀和第四截止阀处于开通状体，使第一截止阀和第二截止阀处于关闭状体，工业烟气通过直排旁管、引风机和烟囱进行排放，把第一排料嘴的密封盖、第二排料嘴的密封盖和第三排料嘴的密封盖分别取出，从而脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒从塔壳中排出，等到完成脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒从塔壳中排出后，把第一排料嘴的密封盖、第二排料嘴的密封盖和第三排料嘴的密封盖进行安装，再通过第一注料嘴、第二注料嘴和第三注料嘴再把脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒注入到网格板上。

46、以上技术方案的技术效果在于：实现了对废烟气中co和co2进行多级脱除处理。

47、本发明设计了，其步骤是：当工业烟气通过托网板后，由导流板作用下，使工业烟气进行侧方向吹射，对位于下层的网格板上的脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒进行侧方向吹射。

48、以上技术方案的技术效果在于：实现了对脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒的堆积状态进行变动，提高了对废烟气中co和co2脱除处理效果。

49、本发明设计了，其步骤是：把脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒分别放到第一隔离板和第二隔离板上，再把筒壳的密封盖安装，把导气管与进烟管连接，把筒壳的排出孔道设置为通过管道与烟囱连接，在引风机带动工业烟气进入到塔壳中时，在烟囱的抽动风流作用下，工业烟气通过导气管注入到筒壳中，由位于第一隔离板上的脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒对工业烟气处理，然后通过第一通过孔体向下流动，由位于第二隔离板上的脱除废烟气中co和co2的催化剂颗粒对工业烟气再处理，然后通过第二通过孔体流入到烟囱中，在环形腔体的作用下，位于第一隔离板和第二隔离板之间的工业烟气处于缓慢流动状态。

50、以上技术方案的技术效果在于：对工业烟气的流动路线进行延长处理，设置工业烟气进行扩展滞留的孔。

51、本发明的技术效果在于：干法脱碳，脱碳工艺简单，减少初装成本，减少运行成本，不使用贵金属为原材料，不添加其他还原剂，降低生产成本，降低能耗，可循环再生，安全可靠等，干法脱碳，该脱碳工艺直接使用固态催化剂作为脱碳的材料，避免了直接喷射碱性溶液去吸收二氧化碳，工艺简单，生产成本降低，采用非贵金属ceo2和cuo作为贵金属的替代材料，原料成本大大降低，降低能耗，原料中具有含碳量较高的cmc，这种原料在催化剂烧结过程中燃烧产生大量的热量，从而降低能耗，脱除一氧化碳的同时可将废气中的二氧化碳脱除，减少初装成本，该工艺简单，流程少，设备占地面积小，投资小，减少运行成本，干法脱碳，不使用水的同时用电量显著降低，循环再生，该催化剂脱碳效果降低后可通过浸泡的方式循环再生，从而延长其使用寿命，脱碳效果良好，ceo2能够有效地提高氧气储存/释放能力，克服在高温下失去稳定性和活性的限制，具有较好的脱碳效率，安全可靠，该工艺无有害气体产生以及逃逸，安全环保。

52、在本技术方案中，氧化铜或硝酸铜和配料物为重要技术特征，在基于铜离子的烟气处理催化剂原料、制备装置和方法及应用装置和方法的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。