[发明专利]一种家用煤炉烟气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种家用煤炉烟气净化方法。

背景技术

研究表明，在中国北方区域，冬天雾霾属于多发季节，其污染程度与雾霾天数要远远高于春秋两季。

雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。

2015年11月中上旬，以沈阳等地为代表的城市，其雾霾PM2.5指数达到了惊人的1140，属于重度污染。在这类环境下，污染物不仅伤害人们的呼吸系统，还会导致眼睛等器官产生灼烧感，损伤眼睛的健康。

在造成冬季雾霾天数增多的众多原因中，燃煤是一个重要因素。对于燃煤锅炉等大型设备，因为国家排放标准的要求，一般都能进行烟气净化。但对于居民采暖、做饭使用的燃煤炉，由于其规模小，使用时间不规律等，难以进行大规模处理，因此没有相应的净化设备与方法，其产生的烟气直接排入大气，污染了环境，加重了雾霾的程度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适合家用煤炉的烟气净化方法，其采用特定的过滤层、催化层和吸附层，来净化家用煤炉产生的烟气中的粉尘、硫氧化物、氮氧化物和碳氧化物。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种家用煤炉烟气净化方法，其在家用煤炉的排气端按照烟气流动的方向顺序放置有第一吸附部件、催化部件和第二吸附部件。

所述第一吸附部件设置有石棉纤维过滤层。

所述催化部件设置有催化剂层，所述催化剂包括如下组分，

A)10％的Ce掺杂的尖晶石氧化物MnFe₂O₄，所述Ce的含量为0.6％；

B)5％的锆掺杂的尖晶石氧化物ZnAl₂O₄，所述Gd的含量为0.2％；

C)余量的碳化硅。

优选的，所述碳化硅借助BET氨吸收法测定的比表面积为300-500m²/g，其粒径为0.5-10mm。

所述第二吸附部件设置有活性炭吸附层。

本发明的方法工作原理如下：

燃煤在家用煤炉中燃烧，产生烟气，烟气主要包含粉尘、CO、CO₂、SO_x、NO_x。所述烟气进入排气端，由于散热速度的制约，家用煤炉的排气端烟气的温度仍然属于较高的温度，其温度在50-400℃之间。

所述烟气首先进入第一吸附部件，所述第一吸附部件部件设置有石棉纤维过滤层。由于石棉属于耐高温材料，因此其能适用于所述的高温烟气。烟气中的粉尘、煤灰等物质在石棉纤维的过滤下，积累在石棉纤维的一侧，随着粉尘、煤灰的积累，其在重力的作用下自然沉降，进入第一吸附部件下方的排灰口。排灰口可以自外部打开，将粉尘、煤灰等物质排出烟道。

随后经过滤后的空气进入催化部件，在催化部件中，在催化剂的催化作用下，空气中低价态的CO、SO_x和NO_x发生催化还原反应，首先本发明通过高氧空位的尖晶石型氧化物催化剂，在高温条件下通过催化剂的高氧空位获取混合气体(二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮气体)中氧原子，使二氧化硫转化为单质硫，一氧化氮和二氧化氮气体转化为氮气，然后一氧化碳在高温下获取催化剂中的氧，使该段催化剂在一氧化碳的作用下仍然保持高氧空位，而一氧化碳转化为二氧化碳，在第二段催化过程中转化为单质碳。从而实现催化剂在实现催化脱硫脱硝的同时，实现碳的回收和催化剂的循环使用。

经催化后的空气，进入第二吸附部件。第二吸附部件中的活性炭吸附烟气中残存的SO_x和NO_x，间隔一段时间之后，将所述第二吸附部件取出进行水洗，则去掉了活性炭中的SO_x和NO_x，从而实现了活性炭的再生。

本发明的第一吸附部件、催化部件和第二吸附部件均可以做成与烟囱尺寸适应的形状，并以网格叠加层的形式存在。在使用时，直接将所述第一吸附部件、催化部件和第二吸附部件置于煤炉的烟道中，使用一段时间后取出清理，继续使用。