袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置

摘要

本发明公开了袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置。安装在袋式除尘器滤袋内的袋笼是催化袋笼，所述催化袋笼，以金属丝网袋笼作为基体，负载催化剂，所述金属丝网含有金属纤维；所述催化袋笼的制备过程是：将金属丝网袋笼浸渍在粘合剂中挂浆，提起后置于封闭的箱体里，将催化剂粉体喷射到箱体内，粉体在粘合剂作用下沉降在金属纤维表面挂粉，最后将挂粉后的袋笼送至加热炉，在高温作用下，粘合剂挥发燃烧，催化剂颗粒烧结并附着在金属丝网表面，实现催化剂负载。本发明将烟气袋式除尘与催化脱硝或脱二恶英进行有机复合，实现烟气除尘脱硝或脱二恶英协同净化，从而有效利用了除尘器内部空间，减少了设备数量，节省占地，降低工程投资和运行费用。

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别是涉及工业烟气中颗粒物和氮氧化物协同脱除或颗粒物和二恶英协同脱除的袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置。

背景技术

工业烟气中常含有颗粒物（PM）和氮氧化物（NO_x），有些特殊行业其烟气中还含有二恶英，按照环保要求，应对烟气中的颗粒物、氮氧化物和二恶英等有毒有害物质进行净化，达标排放。

以氮氧化物脱除为例，工程中常见的烟气净化技术方案是先采用选择性催化还原（SCR）装置脱硝，再用袋式除尘器去除颗粒物；或者先用袋式除尘器去除颗粒物，再用中低温SCR反应器脱硝。这两种技术方案的共同缺点是都要独立设置SCR反应器和袋式除尘器两种装置，设备多、占地大、投资高、运行能耗和成本居高不下。

申请号201420029776.1的专利文献试图将袋式除尘与催化脱硝反应器合二为一，即将SCR催化脱硝反应器设置在袋式除尘器出口下降烟道上，将两台设备组合成一体化装置，但此种组合只是一种简单的合并和变形，袋式除尘器和SCR催化脱硝反应器的组成并没有发生本质变化，滤袋、袋笼、蜂窝式催化剂等关键部件并没有减少，未能真正实现除尘与脱硝的协同净化。

美国Gore公司曾提出了基于袋式除尘同时脱硝或脱二恶英的技术，其技术方案是在袋式除尘器的滤袋上负载催化剂，使滤袋同时具有过滤和催化脱硝或脱二恶英的双重功能，已实现了工业应用。但该技术存在工艺过程复杂、制造难度大等缺点，因滤料纤维多种多样，负载后脱硝效果不稳定，且成本高。

不难看出，人们都在试图寻找一种更好的技术方案，可望解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有烟气除尘和脱硝或脱二恶英工艺设备多、占地大、投资高、缺乏协同效应的问题，特别是滤料负载催化剂困难、效果不稳定，成本高的问题，提供了一种袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置，达到除尘与脱硝或脱二恶英协同效应。

为实现发明目的，本发明的一个方面提供袋式除尘器催化袋笼，安装在袋式除尘器滤袋内的袋笼是催化袋笼，所述催化袋笼，以金属丝网袋笼作为基体，负载催化剂，所述金属丝网含有金属纤维；所述催化袋笼的制备过程是：将金属丝网袋笼浸渍在粘合剂中挂浆，提起后置于封闭的箱体里，将催化剂粉体喷射到箱体内，粉体在粘合剂作用下沉降在金属纤维表面挂粉，最后将挂粉后的袋笼送至加热炉，在高温作用下，粘合剂挥发燃烧，催化剂颗粒烧结并附着在金属丝网表面，实现催化剂负载。

所述催化袋笼负载的催化剂，其活性组份根据被脱除气态污染物的理化性质来选择，包括贵金属催化剂、金属氧化物催化剂；贵金属催化剂包括但不限于Ag、Pt、Pd；金属氧化物催化剂包括但不限于Al₂O₃、TiO₂、RhV₂O₅、WO₃、MoO₃、CuO、Fe₂O₃。所述粘合剂的成分及配比，根据催化剂种类、负载强度和烧结温度来确定，粘合剂的成分包括但不限于甲基纤维素、玻璃纤维、甘油、聚丙烯酰胺、硬脂酸、聚丙烯。

所述金属丝网袋笼设计成多层编织丝网、泡沫金属、金属纤维毡、纤维填料式，以增加比表面积。

所述金属丝网袋笼是圆筒形、椭圆筒形、矩形。

本发明的另一个方面提供采用催化袋笼的袋式除尘与脱硝、脱二恶英一体化装置，包括进气口、过滤室、花板、滤袋、催化袋笼、灰斗、净气室、清灰装置、出风口、反应气体喷射装置，反应气体喷射装置设置在进气口内；所述催化袋笼的应用是支撑滤袋，同时催化脱硝或脱二恶英，催化脱硝选用Al₂O₃催化剂，催化脱二恶英选用TiO₂催化剂；反应气体喷射装置所喷射的气体根据被脱除的气态污染物理化性质而确定，烟气脱硝反应气体喷射装置是还原剂NH₃喷射装置，烟气脱二恶英反应气体喷射装置是氧化剂O₂喷射装置；催化袋笼通过催化作用分解NO_x为N₂和H₂O；或分解二恶英为H₂O、CO₂和HCl；基于此，本发明装置整体上形成了一种一体化装置，在过滤除尘的同时还能够催化脱硝或脱二恶英，具有除尘脱硝或脱二恶英协同净化功能。

所述清灰装置包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰、反吸风清灰型式。

本发明装置的工作原理是：以除尘脱硝为例，烟气通过进风口时与喷氨装置喷出的氨气（还原剂）充分混合后进入过滤室，经滤袋过滤去除烟气中的颗粒物（外滤式），同时在催化袋笼的催化作用下完成脱硝（选择性催化还原反应），使NO_x还原成N₂和H₂O，净化后的烟气在袋笼内部至下而上通过花板孔进入净气室，最后从出风口排出。当滤袋表面粉尘聚积到一定厚度时，过滤阻力变大，控制系统发出指令，清灰装置开始工作对滤袋进行清灰，脱落的粉尘沉降到灰斗中，最后从排灰口排出。

本发明的有益效果是：将烟气袋式除尘与催化脱硝或脱二恶英进行有机复合，通过在袋笼上负载催化剂，形成除尘与脱硝或脱二恶英一体化装置，具备一机两用的功能，实现烟气除尘脱硝或脱二恶英协同净化，从而有效利用了除尘器内部空间，减少了设备数量，节省占地，降低工程投资和运行费用。

附图说明

图1 是袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置。

图2 是花板、滤袋和催化袋笼节点大样。

图3 是催化袋笼负载催化剂。

图中：1.进气口；2.过滤室；3.花板；4.滤袋；5.催化袋笼；51.金属纤维；52.催化剂颗粒；6.灰斗；7.净气室；8.清灰装置；9.出风口；10.反应气体喷射装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置，包括进气口1、过滤室2、花板3、滤袋4、催化袋笼5、灰斗6、净气室7、清灰装置8、出风口9、反应气体喷射装置10，反应气体喷射装置10设置在进气口1内；反应气体喷射装置10接通NH₃或接通O₂；进风口1焊接在过滤室2的侧面，过滤室2上面焊接有花板3，花板孔上安装有滤袋4和催化袋笼5，过滤室2下面焊接有灰斗6；花板3上部焊接有净气室7，净气室7内部安装有清灰装置8，净气室7的侧面焊接有出风口9。

如图2所示，催化袋笼5安装在滤袋4内，滤袋4安装在花板3的花板孔上。

如图3所示，催化袋笼5，以金属丝网袋笼作为基体，负载催化剂，所述金属丝网含有金属纤维51；所述催化袋笼的制备过程是：将金属丝网袋笼浸渍在粘合剂中挂浆，提起后置于封闭的箱体里，将催化剂粉体喷射到箱体内，粉体在粘合剂作用下沉降在金属纤维51表面挂粉，最后将挂粉后的袋笼送至加热炉，在高温作用下，粘合剂挥发燃烧，催化剂颗粒52烧结并附着在金属丝网表面，实现催化剂负载。

袋式除尘与催化脱硝、脱二恶英一体化装置运行工作，以除尘脱硝为例，装置安装完成后接通烟气，烟气通过进风口1时与喷氨装置10喷出的氨气（还原剂NH₃）充分混合后进入过滤室2，经滤袋4过滤去除烟气中的颗粒物，同时在催化袋笼5的催化作用下完成脱硝，选择性催化还原反应，使NO_x还原成N₂和H₂O，净化后的烟气在催化袋笼5内部至下而上通过花板孔进入净气室7，最后从出风口9排出。当滤袋4表面粉尘聚积到一定厚度时，过滤阻力变大，控制系统发出指令，清灰装置8开始工作对滤袋4进行清灰，脱落的粉尘沉降到灰斗6中，最后从排灰口排出。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。