[发明专利]一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯及烟气一体化脱硫脱硝除尘方法

说明书

本发明涉及一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯及烟气一体化脱硫脱硝除尘方法，该陶瓷催化滤芯由以下方法制备：取孔径为40‑80μm的微孔氧化铝陶瓷滤管作为基体；将基体浸入乙酸锌制成的混合溶胶中，负压浸渍后焙烧得氧化锌修饰的改性基体；采用等体积浸渍法，用含偏钒酸铵和偏钨酸铵的混合草酸溶液浸渍改性基体，使V₂O₅和WO₃在基体孔道中的总负载质量达到4.0％‑6.0％，得活性基体；将活性基体浸入Al₂O₃‑SiO₂‑TiO₂复合溶胶中，取出后干燥并煅烧，在活性基体外表面形成厚度为0.2‑0.6mm、孔径为1‑10μm的致密膜即得。该陶瓷催化滤芯的脱硝催化剂负载牢固，脱硝效率高，使用寿命长，适合推广使用。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯，同时还涉及一种采用该陶瓷催化滤芯的烟气一体化脱硫脱硝除尘方法。

背景技术

随着社会的发展和人们对空气质量的重视，国家对燃料燃烧产生的污染物排放浓度提出了更为严格的标准。目前，大型燃烧装置的尾部烟气净化系统一般由烟气脱硝装置、除尘装置和烟气脱硫装置组成，这种由单一功能设备组成的烟气净化系统必然存在系统复杂、投资巨大、运行和维护费用高、占地面积大的缺陷，这在一定程度上阻碍了烟气净化技术的推广实施。因此，为降低成本，可以同时完成多种污染物净化的联合脱除技术是烟气净化的主要发展反向。

烟气脱硝催化过滤器可同时脱除烟气中的颗粒物和氮氧化物，是一种很有发展前途的烟气净化技术，其原理是将脱硝催化剂以薄层的形式直接附着在连续过滤介质上，当烟气通过该过滤介质时同时实现烟气除尘和脱硝净化。其中，所述连续过滤介质可以为陶瓷材料，成为陶瓷催化过滤器；基于陶瓷催化过滤器的烟气净化系统具有占地面积小、运行成本低等优点，已经成为中小型燃烧设备尾部烟气净化处理的研究热点。

近年来，国内外相继开发抗高温的陶瓷催化过滤器，如陶瓷催化滤芯，其外层的致密膜可去除烟气中的粉尘，氮氧化物在流经担载有脱硝催化剂的滤芯内层孔道时，被选择性催化还原成氮气和水；其具有耐高温、耐腐蚀、除尘效率高的优点。但是，由于陶瓷滤芯本身物理特性的限制，脱硝催化剂在滤芯内层孔道中的担载量较少，烟气通过滤芯的停留时间较短，导致脱硝效率较低；又由于气流方向的周期性变化(陶瓷滤芯需要反吹清灰以控制过高的压力降)引起的热冲击、热疲劳等，造成陶瓷催化滤芯再生后，基体陶瓷材料的物理损伤及负载脱硝催化剂的流失或失效，进一步降低了其脱硝效率，导致其使用寿命及更换周期短，运行成本高，不能满足实际工业应用的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯，脱硝催化剂负载牢固，脱硝效率高，使用寿命长。

本发明的第二个目的是提供一种采用上述陶瓷催化滤芯的烟气一体化脱硫脱硝除尘方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯，由包括以下步骤的方法制备而成：

1)取孔径为40-80μm的微孔氧化铝陶瓷滤管，清洗、干燥后，作为基体备用；

2)取水合乙酸锌，加入到乙二醇甲醚与乙醇胺的混合溶剂中，在60-70℃条件下搅拌1-2h，制成乙酸锌的浓度为0.3-0.6mol/L的混合溶胶；

3)将步骤1)的基体浸入步骤2)所得混合溶胶中，负压浸渍0.5-1h至基体的孔道中吸附饱和；将基体取出后，刮除内外表面残留的浸渍液，得浸渍基体；

4)将浸渍基体在70-80℃条件下干燥30-50min，后升温至600-650℃焙烧30-40min，冷却至室温，得氧化锌修饰的改性基体；