[發明專利]聲波強化過濾除塵及光催化脫硫脫硝裝置

在審

• 申請號: 201710706861.5
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107362682A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 李建龍;吳代赦;況琴
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D46/24;B01D53/60
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙)36123
• 代理人: 劉愛芳

技術領域

本發明涉及大氣污染治理技術，尤其涉及一種聲波強化過濾除塵及光催化脫硫脫硝裝置。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展重工業在我國國民經濟中所占的比例越來越大，與此同時也產生了大量的工業粉塵、SO₂和NOx，其中工業粉塵中化學成分多變，不僅會對機體造成一定程度的損害，若有毒的金屬粉塵、非金屬粉塵或大量的無毒粉塵進入人體后，將引起中毒或者死亡；而SO₂、NOx是引起酸雨的成因之一，容易引起人體肺氣腫和細胞組織缺氧。

目前工業上常采用靜電除塵、布袋除塵、電袋復合除塵的技術來捕捉煙氣中的粉塵顆粒，因靜電除塵器與其它除塵設備相比，具有能耗少、除塵效率高、耐高溫等優勢，所以靜電除塵在工業上應用最為廣泛。但靜電除塵也具有除塵效果受飛灰性質影響、對超細顆粒的捕捉有限、一次性投資高且占地面積大等不足。對SO₂的脫除，一般采用濕式石灰石-石膏法、煙氣循環流化床法、海水脫硫等技術，以濕式石灰石-石膏法為主；對NO_x的脫除，一般采用脫硝裝置如選擇性催化還原（SCR）或選擇性非催化還原（SNCR）的方式，其中以選擇性催化還原為主，但該技術存在催化劑毒化等問題。這種分級治理方式占地面積大、投資費用高，上世紀80年代人們已開始研究除塵脫硫脫硝一體化技術，現普遍采用濾芯表面預涂化學催化劑的手段。如專利公告號CN 104492189 B涉及的除塵脫硝一體化裝置，除塵和脫硝同時進行容易出現飛灰活性位通道、抑制催化劑降低催化效率等問題；專利公告號CN 102614779 B涉及的除塵脫硝一體化的裝置主要分為內外筒，粉塵被阻截在外筒壁上，NO_x在內筒的化學催化劑下完成脫硝，雖然避免了粉塵堵塞的問題，但依然存在催化劑毒化、使用壽命短、催化效率低等弊端。

光催化技術是一種高效、安全的新型環境凈化技術，被譽為“當今世界最為理想的環境凈化技術”。將光催化材料涂覆在控制煙塵排放的濾芯的背塵面，可實現光催化濾芯在迎塵側過濾除塵、背塵側光催化脫硫脫硝的同步進行。但光催化技術仍然存在催化效率低的缺點。低頻聲波的波長較長，波振動能量在空氣中衰減緩慢，早在17世紀人們已經發現低頻聲場對化學反應具有促進作用，與光催化劑共同使用時，聲波可以助推氣體分子按聲場頻率振動，加速分子與光生電子、自由基之間的碰撞，提高光催化效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供聲波強化過濾除塵及光催化脫硫脫硝裝置

為了實現本發明的目的,本發明采用的技術方案為：

聲波強化過濾除塵及光催化脫硫脫硝裝置，包括中空的箱體、位于箱體內部的濾芯，所述箱體側壁分別開有出氣口和進氣口，箱體內還設有位于濾芯背塵側的聲源和光源，所述濾芯內設有光催化涂層。

所述濾芯的過濾部分包括網格狀的骨架，網孔，所述光催化涂層涂覆于骨架的外表面。

所述濾芯為一端開口一端封閉的筒型結構，所述筒型結構的側壁為濾芯的過濾部分，所述聲源及光源均設置于濾芯筒型結構的內腔中。

所述箱體內部還設有用于固定濾芯的多孔板，所述多孔板與箱體過盈配合,所述多孔板有一個或多個內孔，一個或多個濾芯分別插入每一個內孔，多孔板內孔與濾芯密封配合所述多孔板上裝有支架，支架從濾芯筒型結構的外部伸入濾芯的內腔，所述聲源及光源安裝在支架上。

所述濾芯設置為一個或多個，每個聲源及光源為一組，每個濾芯中包括兩組以上的聲源及光源。

所述光催化涂層厚度為0.01-10μm。

每組聲源及光源中，光源位于聲源下方5~20cm位置，光源迎向聲源的部分為球形。

所述聲源產生聲波的頻率為10~40Hz，光源產生的光波長為190~400nm。

所述聲源為喇叭狀。

本發明的有益效果在于：

（1）本發明除塵與脫硫脫硝一體裝置，在光催化濾芯的迎塵側過濾除塵、同時在背塵側光催化脫硫脫硝，避免了化學催化存在的催化劑毒化問題，克服了飛灰堵塞活性位通道引起的催化效率降低，并且節省了占地面積、減少了初期投資、且后期維護簡單；

（2）該裝置選用低頻聲波輔助光催化，增強了光催化效率，進而提高了脫硫脫硝的反應效率。

（3）低頻聲波場促使濾芯迎塵側塵餅及時脫落，緩解了濾芯的清灰工作，有利于裝置的穩定高效運行。

附圖說明

下面結合附圖和實施案例對本發明做進一步的說明。