[发明专利]一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，其特征在于，包括进气烟道（10），脉冲放电器（1）、催化过滤一体化反应器（5）、出气烟道（9），脉冲放电器（1）设置在进气烟道（10）的进口段；催化过滤一体化反应器（5）内自下而上分别为灰斗（6）、烟气紊流装置（3）、催化过滤管（4）、反吹空气管（7）和顶部催化反应层（8）；所述进气烟道（10）设置在催化过滤一体化反应器（5）的中下部，并位于灰斗（6）和烟气紊流装置（3）之间；出气烟道（9）设置在催化过滤一体化反应器（5）的顶部；所述的催化过滤管（4）负载有催化活性组分；催化活性组分包括锰、铈、锆、钴、钒、铬、铜、钼、钨、铁中的一种或多种，催化活性组分在催化过滤管（4）内部孔道中，催化活性组分占催化过滤管（4）质量的百分含量为1～10％；在催化过滤管（4）外表面进行覆膜或预喷涂一定量10-50μm大小的活性炭或者石墨粉，使其表面形成过滤膜层。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，所述的催化过滤管（4）为多孔陶瓷、陶瓷纤维或者多孔金属管，催化过滤管（4）为一端封闭，另一端开口，挂烛式安装，外径为90-180mm，壁厚为10-30mm，管长1-3m。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，其特征在于，所述的脉冲放电器（1）连接高压脉冲电源（2），电压范围为20～100kV。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，其特征在于，所述的进气烟道（10）的出口段与水平方向的倾斜角度为15-45℃，倾斜向下插入催化过滤一体化反应器（5）。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，其特征在于，所述的反吹空气管（7）设有若干个喷嘴，并且喷嘴与每个催化过滤管（4）的中心线对应，采用脉冲反吹或低压反吹的方法将反吹风吹到催化过滤管（4）内，并自内向外将表面积累的滤饼吹落至灰斗（6）中。

6.根据权利要求1所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，其特征在于，顶部催化反应层（8）层高100-200mm，氧化物载体上负载贵金属元素Pt，Pb，Au中的一种或者多种；氧化物载体选自CeO₂、TiO₂或者Al₂O₃；贵金属元素的负载量为0.1-1wt％。

7.利用要求1-6任一项所述的一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置的净化方法，其特征在于，包括以下步骤，

第一步：高温含尘烟气经过进气烟道（10）内的不同电极的高压电晕区，使得颗粒物分别带有正电荷和负电荷，同时产生活性物质，包括臭氧、活性氧自由基，并进入到催化过滤一体化反应器（5）；

第二步：带有正负电荷的粉尘颗粒物在惯性力、库仑力和布朗作用下产生凝并效果，小颗粒变作大颗粒，通过烟气紊流装置（3）强化凝并效果，并使得颗粒物和NH₃在烟气中的分布更加均匀；

第三步：含尘烟气在催化过滤管（4）表面形成滤饼，由深层过滤转变为表面过滤，过滤后的烟气进入催化过滤管（4）催化层，放电产生的活性物质与催化过滤管（4）上负载的催化剂活性组分发生协同作用，使得烟气中的气态污染物NO_x、VOCs和Hg⁰被脱除；

催化过滤管（4）表面积累的滤饼通过反吹风吹落至底部灰斗（6）

第四步：逃逸的NH₃进入顶部催化反应层（8），NH₃催化分解，最终通过出气烟道（9）排放至下游工序中。