[發明專利]一種多孔陶瓷管式過濾催化脫硝單元及其煙氣凈化的方法

有效

• 申請號: 201910941438.2
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110639364B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 瞿贊;晏乃強;范蘭;朱廷鈺;王雪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D46/24;B01D39/20;B01D53/56
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種多孔陶瓷管式過濾催化脫硝單元及其煙氣凈化的方法，包括陶瓷管外層(1)、陶瓷管(2)和多孔催化內件(3)，所述的陶瓷管外層(1)為涂覆在陶瓷管(2)外表面的一層微細孔層，所述的多孔催化內件(3)置于陶瓷管(2)內部。與現有技術相比，本發明首先，利用多孔陶瓷管外表面微細孔層的過濾作用，將粉塵物料過濾去除，再利用負載在陶瓷管內層的催化活性物質，實現脫硝效果；在陶瓷管內部安裝有具有氣體導流及催化作用的多孔陶瓷環，進行深度脫硝反應。通過本發明可顯著提高二次干燥物料的回收率、強化陶瓷管的清灰效率，并實現深度脫硝目的，從而提高氧化鋁焙燒裝置的生產能力，降低污染物的排放。

技術領域

本發明屬于環境保護領域的煙氣除塵脫硝一體化去除技術，具體是涉及一種多孔陶瓷管式過濾催化脫硝單元及其煙氣凈化的方法。

背景技術

我國鋁產量已經連續十余年位居世界第一，但鋁生產過程中的氧化鋁焙燒工序會排放出大量氮氧化物，嚴重污染環境。當前，氧化鋁焙燒煙氣中NOx的濃度高達400-600mg/m³左右，遠高于《鋁工業污染物排放標準》規定的NOx濃度≤100mg/m³的特殊排放限值要求。因此，必須采用適當的方法對氧化鋁焙燒煙氣進行脫硝治理。

目前煙氣脫硝技術主要包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)和氧化吸收技術。SNCR脫硝技術是在高溫段(900-1150℃)將氨氣或尿素噴入煙氣中還原氮氧化物，但該技術的脫硝效率一般在40％-60％左右，無法滿足氧化鋁焙燒煙氣NOx濃度≤100mg/m³的特殊排放限值要求。SCR脫硝技術主要利用催化劑和還原劑在380-420℃溫度區間，將氮氧化物還原為氮氣實現煙氣脫硝，其效率一般可達90％。中國專利CN107281915A和CN107626202A分別提出了利用SNCR和SCR聯用工藝和相關設備實現氧化鋁焙燒煙氣脫硝。然而，氧化鋁焙燒煙氣中含有大量的Al2O3、Al(OH)3、Na2O等堿性物質和粉塵，相關專利發明仍然沒有辦法克服其對催化劑的沖刷和中毒的影響。而基于氧化吸收方法，中國專利CN106215652A和CN108057340A分別提出了利用臭氧氧化氧化鋁焙燒煙氣中的氮氧化物，然后利用濕法吸收的同步脫硫脫硝工藝。不過該工藝最終會帶來吸收液中亞硝酸根、硝酸根的累積，給廢水處理增加了負擔。因此，亟待開發一種可以針對氧化鋁焙燒煙氣的過濾/催化一體化煙氣脫硝方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種多孔陶瓷管式過濾催化脫硝單元及其煙氣凈化的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種多孔陶瓷管式過濾催化脫硝單元，其特征在于，包括陶瓷管外層、陶瓷管和多孔催化內件，所述的陶瓷管外層為涂覆在陶瓷管外表面的一層微細孔層，所述的多孔催化內件置于陶瓷管內部。

進一步地，所述的微細孔層材質為氧化鋁、氧化硅、硅鋁分子篩材料中的一種或組合；涂覆層厚度為50-500微米，微孔直徑為0.1-10微米。

進一步地，所述的陶瓷管為耐高溫材料，其材質是氧化鋁、氧化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硅等的一種或多種組合；陶瓷管壁厚為5-20mm，微孔直徑在5-100微米，管外徑120-180mm，長度為1000-3000mm。

進一步地，所述的多孔催化內件為傘形結構，其材質與陶瓷管主體一致，包括傘形面與中心套管，傘形面設置在中心套管上，傘形面與套管中心軸線的夾角為40-70度。

進一步地，所述的傘形面的厚度為20-50mm，直徑為80-120mm，傘狀面上開有上下貫通的微孔，微孔直徑為1-3mm，傘狀面的開孔率為10-40％。

進一步地，所述的中心套管的外徑為30-60mm，壁厚為2-6mm，套管高度為150-300mm，頂部留出4個高度5-15mm、寬度5-10mm的凸臺，用于反吹氣流流出。