[發明專利]一種脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置及方法

在審

• 申請號: 202011015213.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112169591A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 瞿贊;晏乃強;黃文君;徐浩淼;高冠群;李薇薇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01D53/88
• 分類號: B01D53/88;B01D53/56;B01D53/44;B01D53/64
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，包括進氣口(1)、裝置主體(9)和出氣口(10)，所述的裝置主體(9)內設置有煙氣分布板(2)，其特征在于，所述的裝置主體(9)內還有設有膜過濾催化單元(4)和與之交替布置的放電極(5)；所述的膜過濾催化單元(4)包括多根膜過濾催化管(400)和膜過濾催化單元固定板(3)，多根膜過濾催化管(400)通過膜過濾催化單元固定板(3)固定在裝置主體(9)內；所述的放電極(5)位于膜過濾催化管(400)之間。

2.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的膜過濾催化管(400)為負載有活性組分的陶瓷管，陶瓷管一端封閉，另一端開口，其外徑為60～150mm，管壁厚度5～10mm，長度為1.5～6m。

3.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的多根膜過濾催化管(400)呈正方形或正六邊形排列，所述的放電極(5)位于正方形或正六邊形排列的中心；相鄰膜過濾催化管(400)的中心間距為200～300mm。

4.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的膜過濾催化管(400)上負載有催化活性組分；所述的催化活性組分包括錳、鈰、鋯、鈷、釩、鈦、鉻、銅、鉬、鎢中的一種或多種，催化活性組分在膜過濾催化管(400)上的質量百分含量為1～5％。

5.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的膜過濾催化管(400)外層包覆有具有導電作用的過濾膜，作為接地極和集塵極使用；所述的過濾膜為金屬燒結結構的過濾催化膜，或在陶瓷管外表面噴涂石墨粉形成，并通過導電的膜過濾催化單元固定板(3)與地線連接。

6.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的放電極(5)為柱狀金屬絲，直徑為5～20mm，放電極(5)的兩端通過電極固定架(8)固定在裝置主體(9)內。

7.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的放電極(5)的同一橫截面處安裝4～6根指向膜過濾催化管(400)中心的金屬棒(500)，金屬棒(500)尖端距離膜過濾催化管(400)外管壁的距離為50～100mm，相鄰層金屬棒(500)之間的垂直距離為100～150mm。

8.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的放電極(5)連接高壓脈沖電源，電壓范圍為20～100kV；所述的放電極(5)與高壓脈沖電源的負極相連。

9.根據權利要求1所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化裝置，其特征在于，所述的膜過濾催化單元(4)上方設置有清灰管(7)，裝置主體(9)底部設置有灰斗(11)；所述的清灰管(7)在各個膜過濾催化管(400)內設有開口，采用脈沖反吹或旋轉反吹的方法將壓縮空氣吹到膜過濾催化管(400)內，并自內向外將膜過濾催化管(400)外表面積累的粉塵層吹落至灰斗(11)中。

10.一種如權利要求1～9中任一所述的脈沖放電-膜過濾催化耦合煙氣凈化方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：煙氣從進氣口(1)進入煙氣凈化裝置，經過煙氣分布板(2)進入裝置主體(9)內；

第二步：煙氣進入膜過濾催化單元(4)的間隙之中，通過放電極(5)放電使得煙氣中的粉塵帶上電荷，并在電場驅動力的作用下向膜過濾催化管(400)的外壁富集；

第三步：煙氣自外向內穿透膜過濾催化管(400)的管壁進入內部，煙氣中的大部分的粉塵被管壁過濾去除，放電極(5)放電產生的活性物質與膜過濾催化管(400)上負載的催化劑活性組分協同作用，使得煙氣中的氣態污染物NOx、VOCs和Hg⁰被脫除，過濾后的煙氣通過裝置主體(9)頂部的出氣口(10)排放或輸送到下級深度凈化設備中。