[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

说明书

本发明涉及一种脉冲荷电强化‑过滤催化一体化烟气净化装置及方法，装置包括进气烟道，烟道脉冲放电器、催化过滤一体化反应器、出气烟道，所述进气烟道设置在催化过滤一体化反应器的中下部，烟道脉冲放电器设置在进气烟道中，催化过滤一体化反应器内自下而上分别为灰斗、烟气紊流装置、催化过滤管、反吹空气管和顶部催化反应层。本发明还提供了利用该装置进行烟气净化方法，包括：1）脉冲荷电；2）凝并；3）过滤催化；4）NH₃分解。本发明的优点是：能够同时脱PM_2.5、NOx、VOCs和重金属汞等多种污染物，减小过滤阻力，避免膜孔堵塞，有效控制NH₃逃逸，达到超低排放环保排放要求。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置及方法。

技术背景

随着煤电行业超低排放改造完成，非电行业将成为未来大气污染治理的关键领域。钢铁、玻璃、焦化等主要非电行业会排放大量粉尘及NO_x，由于其烟气工况和成分复杂，传统治理工艺在处理此类烟气时存在适应性差、能耗大、流程长，投资运行成本高等问题。因此，开发适应性强、经济可行的工业烟气超低排放一体化技术成为非电行业大气污染治理的主要发展方向。膜技术是一种新型的过滤技术，在除尘领域得到越来越多的应用，粉尘浓度可控制在5mg/m³以内。将膜过滤技术与催化技术相耦合，实现同时去除PM_2.5和NOx、VOCs或二噁英等。通过与干法脱硫技术的结合还可以实现硫尘硝等多种污染物的一体化去除，已成为一种极具应用前景的工业烟气处理新工艺。

发明专利CN112169591A公开了一种脉冲放电-膜过滤催化耦合烟气净化装置及方法，将脉冲放电和膜过滤催化技术耦合，在陶瓷滤管外周围设置放电极，将陶瓷滤管外层包覆导电膜，用作集尘极，以此方法来强化粉尘的脱除，同时通过脉冲放电产生活性自由基，实现协同脱除NOx，VOCs和Hg⁰的作用。由于膜过滤依靠膜层的“表面过滤”实现高精度高效率，在陶瓷膜外表面形成电场，利用库仑力强化粉尘的去除可能会造成小颗粒在电场力的作用下进入膜层孔道内沉积并发生堵塞，或者在膜层外滤饼由于库仑力的作用难以被清除的现象。

此外，NH₃逃逸已经成为SCR脱硝技术中必须关注的问题，NH₃逃逸超过一定量将对下游烟气系统造成严重影响，如何保证较高SCR脱硝效率的同时控制NH₃的逃逸，目前已成为亟待解决的重要问题。

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脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置及方法，能够同时脱PM_2.5、NO_x、VOCs和重金属汞等多种污染物，减小过滤阻力，避免膜孔堵塞，有效控制NH₃逃逸，达到非常高的环保排放要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种脉冲荷电强化-过滤催化一体化烟气净化装置，包括进气烟道（10），脉冲放电器（1）、催化过滤一体化反应器（5）、出口出气烟道（9），脉冲放电器（1）设置在进气烟道(10)的进口段；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，烟道脉冲放电器（1）设置在进气烟道（10）中，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。

所述的催化过滤催化管（4）为多孔陶瓷、陶瓷纤维或者多孔金属管，其孔道中负载有活性组分，催化过滤催化管（4）为一端封闭，一端开口，挂烛式安装，外径为90-180mm，壁厚为10-30mm，管长1-3m。