[發(fā)明專利]一種選擇性加熱催化處理廢氣的裝置和處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810550410.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108479386A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳端云;白薇;李清湘;鐘勇;鐘昕昊;周少?gòu)?qiáng);伏志宏;向紅印;向齊良;覃超;劉銀;肖義亮;劉縣珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市中金嶺南科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/88;B01D53/44;B01D53/94;B01D53/04;F23G7/07
• 代理公司: 深圳市添源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44451
• 代理人: 羅志偉

本發(fā)明提供了一種選擇性加熱催化處理廢氣的裝置和處理方法，其裝置包括加熱催化處理模塊，所述加熱催化處理模塊包括若干并列相互連接的處理單元，所述處理單元設(shè)有用于氣體通過的微小管；所述微小管的管壁為負(fù)載有催化劑的催化劑載體，所述催化劑載體為Fe或Fe合金/Al₂O₃、或Fe或Fe合金/ZrO₂復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中的Al₂O₃或ZrO₂材料層與通過微小管的氣體接觸并吸附有害成分；所述加熱催化處理模塊設(shè)有電加熱接頭，所述電加熱接頭與催化劑載體的Fe或Fe合金電連接，所述微小管的內(nèi)徑為不大于1000μm。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，只針對(duì)廢氣中的有害氣體進(jìn)行加熱催化，大大降低了能耗，提高了催化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種選擇性加熱催化處理廢氣的裝置和處理方法。

背景技術(shù)

催化劑的起燃溫度是影響催化效果的一個(gè)關(guān)鍵因素，當(dāng)廢氣進(jìn)入催化系統(tǒng)后，必須達(dá)到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進(jìn)行。一般來說，廢氣需要在比較高的溫度下才能與載體表面涂覆的活性物質(zhì)產(chǎn)生充分反應(yīng)，當(dāng)廢氣或載體的溫度過低時(shí)，無法達(dá)到催化劑的起燃溫度，會(huì)使得凈化效果大幅降低。目前常用的催化反應(yīng)系統(tǒng)是在廢氣進(jìn)入催化反應(yīng)器前對(duì)廢氣進(jìn)行加熱升溫，如圖1所示，使廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度，并將此熱量傳遞給催化轉(zhuǎn)化器。因此，對(duì)于低于起燃溫度的進(jìn)氣，必須在進(jìn)行催化反應(yīng)之前設(shè)置預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，使廢氣達(dá)到催化反應(yīng)所需的溫度。

采用上述方法處理廢氣，需要在催化劑反應(yīng)前設(shè)置預(yù)熱裝置，增加了催化反應(yīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性和反應(yīng)時(shí)間，并且預(yù)熱裝置是將所有排出的廢氣都進(jìn)行加熱，而并不是所有廢氣都參與催化反應(yīng)，與催化劑表面活性物質(zhì)發(fā)生催化反應(yīng)的只占排出廢氣的一小部分，因此，加熱所有廢氣勢(shì)必會(huì)造成不必要的能量消耗。同時(shí)，加熱后的氣體在進(jìn)入催化劑載體時(shí)會(huì)存在熱損失導(dǎo)致氣體溫度降低，從而無法達(dá)到催化反應(yīng)所需的溫度，但如果氣體加熱后溫度過高，也可能導(dǎo)致載體上活性物質(zhì)的溫度過高從而降低催化效果，甚至導(dǎo)致催化劑失效。

例如，CN102240560A公開了一種用于有機(jī)廢氣催化燃燒的復(fù)合催化劑、制備方法及應(yīng)用，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合催化劑為Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/過渡層/堇青石催化劑，大孔和高粘復(fù)合擬薄水鋁石為第二載體即過渡膠，La、Y、Ce、Zr中任選兩種為助劑，非貴金屬Cu、Mn、Zn、Fe和貴金屬Pd、Pt為活性組分，其中，第二載體和助劑組成過渡層。制備方法包括：將堇青石蜂窩陶瓷表面酸處理處理并負(fù)載上過渡層，然后再用浸漬法負(fù)載非貴金屬元素Cu、Mn、Zn、Fe，然后用沉淀-熱吸附耦合法依次負(fù)載貴金屬Pd和Pt。防止催化劑的硫中毒，又可以延長(zhǎng)催化劑壽命，降低催化劑生產(chǎn)成本。但該催化劑組成成分復(fù)雜，制備方法要求高，從而導(dǎo)致催化劑成本昂貴。

另外，CN1792438A一種低溫干法處理苯系有機(jī)廢氣或廢水的催化劑的重量百分比組成為：金屬1％－10％，活性炭為90－99％，其中金屬為Cu、Fe、V或Co，活性炭的表面積為500－1500m²/g。采用等體積浸漬法制備。將含苯系有機(jī)廢氣或含苯系有機(jī)物及苯甲酸鹽的廢水通過以活性炭為載體的吸附－催化劑，吸附結(jié)束后，在常溫下干燥，通入氧化性氣體反應(yīng)。該方法吸附－催化劑具有良好的吸附性能，催化氧化條件溫和，能耗低。但該方法需要吸附和催化氧化在獨(dú)立的分離步驟中完成，處理效率低，不利于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)施。

因此，現(xiàn)有技術(shù)采用預(yù)加熱氣體處理廢氣，從節(jié)能方面來說并不是理想的處理廢氣的方法，并且，工藝控制不好就很難達(dá)到最佳的凈化效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種選擇性加熱催化處理廢氣的裝置和處理方法，只針對(duì)廢氣中的有害氣體進(jìn)行加熱催化，大大降低了能耗，同時(shí)提高了催化效率以及催化處理能力。

對(duì)此，本發(fā)明的技術(shù)方案為：