[发明专利]一种氧化型催化颗粒床过滤装置及其催化氧化颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化型催化颗粒床过滤装置及其催化氧化颗粒的制备方法，包括从前向后依次设置的颗粒物过滤装置和催化氧化/还原装置，所述颗粒物过滤装置为具有氧化性的颗粒床，其具有的颗粒床层填充有催化氧化颗粒，可催化氧化尾气中的一氧化碳、烃类，并滤除凝聚态颗粒物；所述催化氧化/还原装置为二级或二级以上的反应器，可去除尾气中的氮氧化物、一氧化碳、烃类；催化氧化颗粒的制备方法包括制备活性载体颗粒、制备催化剂浆料、催化剂浆料浸渍、活性载体颗粒的处理、涂覆步骤。本发明的反应过程布局合理，避免了SCR装置催化剂容易失效问题，省去了现有技术气态氨生成的配套装置，装置结构简单、成本低、催化高效，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明涉及废气处理领域，尤其涉及一种氧化型催化颗粒床过滤装置及其催化氧化颗粒的制备方法。

背景技术

船舶运输工业发展迅速，成为物流的主力，2015年全国港口完成货物吞吐量107.8亿吨，其中外贸吞吐量达30.6亿吨，分别是1978年的38和51倍，港口吞吐量连续多年保持世界第一。

但是船用柴油机尾气排放：排放物危害大、排放量大、污染严重。船机排气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、颗粒物等排气污染物。美国国家环保局将柴油机排放的40多种化合物列入了“危险空气污染物清单”(HAPs)，如：甲醛、乙醛、1,3－丁二烯、苯、多环芳烃类和砷、铅、汞、锰等金属的化合物。

在相关法规中，对于环保要求，国家法律、法规提高了排放要求。例如《大气污染防治法》等一系列相关法律法规正式实施，环境保护部正式发布《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、第二阶段)》(GB15097-2016)。

但是船舶尾气治理技术研究现状是：国外垄断、国内空白。因国内船舶尾气治理的标准和技术落后，和发达国家相比，GB15097-2016的第一阶段和目前欧洲实施的标准相当，第二阶段和美国第三阶段实施的标准相当。

柴油机所使用的柴油含有大量高燃点的油类物质，致使其在柴油机气缸内燃烧远远没有轻油彻底，这就造成尾气中含有大量有毒有害物质，包含一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物，甚至还有尚未燃烧的微液滴油类和类沥青的物质。这些物质进入到后级的SCR装置中，会造成SCR装置中的陶瓷催化剂的堵塞，大大降低其使用寿命，使价格高昂的陶瓷催化剂失效报废。

另外，SCR装置中采用氨气与氮氧化物进行反应去除氮氧化物，但是氨气由于其自身的不稳定性，导致使用过程中存在安全隐患。

发明内容

发明目的：为了提供一种用于船舶用柴油机(功率大于37kw)的尾气过滤装置，不但能够使柴油机尾气水平达到国家GB15097-2016《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法》第二阶段排放水平，还能够保证净化过程中的安全性，且较现有净化系统降低了净化成本，本发明开发一种氧化型催化颗粒床过滤装置，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容：一种氧化型催化颗粒床过滤装置，用于船舶柴油机尾气处理，包括从前向后依次设置的颗粒物过滤装置和催化氧化/还原装置，所述颗粒物过滤装置为具有氧化性的颗粒床，其具有的颗粒床层填充有催化氧化颗粒，可催化氧化尾气中的一氧化碳、烃类，并滤除凝聚态颗粒物；所述催化氧化/还原装置为二级或二级以上的反应器，可去除尾气中的氮氧化物、一氧化碳、烃类。

作为优选，所述催化氧化颗粒为涂覆了贵金属催化剂的活性载体颗粒。贵金属对于此类污染物具有催化氧化作用，活性载体令其催化作用更加淋漓尽致地发挥出来。

进一步，所述催化氧化颗粒的直径大小为5-20mm，所涂覆的贵金属催化剂包含氯化钯或氯化铂。催化氧化颗粒的合适大小对其填充颗粒物过滤装置、发挥催化氧化作用起到合理的物理化学的架构作用；而颗粒大小造成的合理的间隙对固体颗粒污染物的截留起到主要的作用。