[发明专利]一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元及其烟气净化的方法

说明书

本发明涉及一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元及其烟气净化的方法，包括陶瓷管外层(1)、陶瓷管(2)和多孔催化内件(3)，所述的陶瓷管外层(1)为涂覆在陶瓷管(2)外表面的一层微细孔层，所述的多孔催化内件(3)置于陶瓷管(2)内部。与现有技术相比，本发明首先，利用多孔陶瓷管外表面微细孔层的过滤作用，将粉尘物料过滤去除，再利用负载在陶瓷管内层的催化活性物质，实现脱硝效果；在陶瓷管内部安装有具有气体导流及催化作用的多孔陶瓷环，进行深度脱硝反应。通过本发明可显著提高二次干燥物料的回收率、强化陶瓷管的清灰效率，并实现深度脱硝目的，从而提高氧化铝焙烧装置的生产能力，降低污染物的排放。

技术领域

本发明属于环境保护领域的烟气除尘脱硝一体化去除技术，具体是涉及一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元及其烟气净化的方法。

背景技术

我国铝产量已经连续十余年位居世界第一，但铝生产过程中的氧化铝焙烧工序会排放出大量氮氧化物，严重污染环境。当前，氧化铝焙烧烟气中NOx的浓度高达400-600mg/m³左右，远高于《铝工业污染物排放标准》规定的NOx浓度≤100mg/m³的特殊排放限值要求。因此，必须采用适当的方法对氧化铝焙烧烟气进行脱硝治理。

目前烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)和氧化吸收技术。SNCR脱硝技术是在高温段(900-1150℃)将氨气或尿素喷入烟气中还原氮氧化物，但该技术的脱硝效率一般在40％-60％左右，无法满足氧化铝焙烧烟气NOx浓度≤100mg/m³的特殊排放限值要求。SCR脱硝技术主要利用催化剂和还原剂在380-420℃温度区间，将氮氧化物还原为氮气实现烟气脱硝，其效率一般可达90％。中国专利CN107281915A和CN107626202A分别提出了利用SNCR和SCR联用工艺和相关设备实现氧化铝焙烧烟气脱硝。然而，氧化铝焙烧烟气中含有大量的Al2O3、Al(OH)3、Na2O等碱性物质和粉尘，相关专利发明仍然没有办法克服其对催化剂的冲刷和中毒的影响。而基于氧化吸收方法，中国专利CN106215652A和CN108057340A分别提出了利用臭氧氧化氧化铝焙烧烟气中的氮氧化物，然后利用湿法吸收的同步脱硫脱硝工艺。不过该工艺最终会带来吸收液中亚硝酸根、硝酸根的累积，给废水处理增加了负担。因此，亟待开发一种可以针对氧化铝焙烧烟气的过滤/催化一体化烟气脱硝方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元及其烟气净化的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多孔陶瓷管式过滤催化脱硝单元，其特征在于，包括陶瓷管外层、陶瓷管和多孔催化内件，所述的陶瓷管外层为涂覆在陶瓷管外表面的一层微细孔层，所述的多孔催化内件置于陶瓷管内部。

进一步地，所述的微细孔层材质为氧化铝、氧化硅、硅铝分子筛材料中的一种或组合；涂覆层厚度为50-500微米，微孔直径为0.1-10微米。

进一步地，所述的陶瓷管为耐高温材料，其材质是氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硅等的一种或多种组合；陶瓷管壁厚为5-20mm，微孔直径在5-100微米，管外径120-180mm，长度为1000-3000mm。

进一步地，所述的多孔催化内件为伞形结构，其材质与陶瓷管主体一致，包括伞形面与中心套管，伞形面设置在中心套管上，伞形面与套管中心轴线的夹角为40-70度。

进一步地，所述的伞形面的厚度为20-50mm，直径为80-120mm，伞状面上开有上下贯通的微孔，微孔直径为1-3mm，伞状面的开孔率为10-40％。

进一步地，所述的中心套管的外径为30-60mm，壁厚为2-6mm，套管高度为150-300mm，顶部留出4个高度5-15mm、宽度5-10mm的凸台，用于反吹气流流出。