用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置，屬煙氣處理設(shè)備領(lǐng)域。包括：反應(yīng)器、煙氣進(jìn)口、氨氣進(jìn)口、氣體出口和催化劑模塊盒；其中，反應(yīng)器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，兩端分別設(shè)開口作為進(jìn)、出口；煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口設(shè)在反應(yīng)器的一端進(jìn)口上并均與反應(yīng)器內(nèi)連通，煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口與反應(yīng)器的進(jìn)口之間密封；氣體出口設(shè)在反應(yīng)器的另一端出口上并與反應(yīng)器內(nèi)連通，氣體出口與反應(yīng)器的出口之間密封；催化劑模塊盒設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)，催化劑模塊盒設(shè)在遠(yuǎn)離煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口的氣體出口處。該裝置通過其內(nèi)設(shè)有催化劑模塊盒的反應(yīng)器與煙氣進(jìn)口、氨氣進(jìn)口、氣體出口配合，可對煙氣中的POPs進(jìn)行催化降解；模塊化及標(biāo)準(zhǔn)化程度高，便于使用和運(yùn)輸。
【專利說明】用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣處理設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物(POPs)催化降解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]POPs (Persistent Organic Pollutants,持久性有機(jī)污染物)是一類非常難以降解的有機(jī)物，以PCDD/Fs為例，氣相條件下若要破壞其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，通常需要800°C以上的高溫。為了降低降解過程的操作溫度，通常利用負(fù)載型金屬催化劑來降低反應(yīng)條件。目前催化劑中采用的金屬材料主要包括貴金屬和過渡金屬氧化物。
[0003]貴金屬是最早用于POPs等含氯揮發(fā)性有機(jī)物(Cl-VOC)催化降解的催化劑，常見的貴金屬催化劑為第VIII畐Ij族金屬Pd、Pt、Rh、N1、Au、Ir等負(fù)載到A1203、Ti02、CeO2> ZrO2等金屬氧化物以及活性碳、硅石、沸石、陶瓷、紅泥、聚合物等材料上，采用浸潰法制備而成。近年來，許多學(xué)者研究了不同負(fù)載型貴金屬降解PCDD/Fs或其指示化合物的催化活性，如:氯酚、氯苯以及多氯聯(lián)苯(PCBs)等。
[0004]貴金屬型催化劑的成本非常高，工業(yè)上大規(guī)模使用在國內(nèi)還處于空白，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來已開發(fā)出造價(jià)便宜，性能良好的催化劑。而如何將催化劑在工業(yè)化應(yīng)用中發(fā)揮出最佳的降解效率，成為目前需要解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置，使得煙氣中的POPs能與催化劑發(fā)生充分反應(yīng)，從而解決目前沒有一種裝置可有效利用催化劑以去除POPs的問題。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置，其特征在于，包括:
[0008]反應(yīng)器、煙氣進(jìn)口、氨氣進(jìn)口、氣體出口和催化劑模塊盒；其中，
[0009]所述反應(yīng)器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，兩端分別設(shè)有開口作為進(jìn)、出口 ；
[0010]所述煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口設(shè)置在所述反應(yīng)器的一端進(jìn)口上并均與所述反應(yīng)器內(nèi)連通，煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口與所述反應(yīng)器的進(jìn)口之間密封；
[0011]所述氣體出口設(shè)置在所述反應(yīng)器的另一端出口上并與所述反應(yīng)器內(nèi)連通，氣體出口與所述反應(yīng)器的出口之間密封；
[0012]所述催化劑模塊盒設(shè)置在所述反應(yīng)器內(nèi)，催化劑模塊盒設(shè)置在遠(yuǎn)離所述煙氣進(jìn)口和氨氣進(jìn)口的所述氣體出口處。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:通過其內(nèi)設(shè)有催化劑模塊盒的反應(yīng)器與煙氣進(jìn)口、氨氣進(jìn)口、氣體出口配合，可對進(jìn)入煙氣中的POPs進(jìn)行催化降解。該裝置的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可適用于現(xiàn)有的催化劑模塊，且便于運(yùn)輸、安裝、起吊。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的POPs催化降解裝置的示意圖；
[0016]圖2為圖1的A — A向剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]下面對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置，SP一種POPs催化降解裝置，如圖1所示，該裝置包括:反應(yīng)器5、煙氣進(jìn)口 1、氨氣進(jìn)口 2、氣體出口 7和催化劑模塊盒6 ；
[0020]其中，反應(yīng)器5內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，兩端分別設(shè)有開口作為進(jìn)、出口 ；
[0021]煙氣進(jìn)口 I和氨氣進(jìn)口 2設(shè)置在反應(yīng)器的一端進(jìn)口上并均與反應(yīng)器內(nèi)連通，煙氣進(jìn)口 I和氨氣進(jìn)口 2與反應(yīng)器的進(jìn)口之間密封；
[0022]氣體出口 7設(shè)置在反應(yīng)器5的另一端出口上并與反應(yīng)器5內(nèi)連通，氣體出口 7與所述反應(yīng)器的出口之間密封；
[0023]催化劑模塊盒6設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，催化劑模塊盒6設(shè)置在遠(yuǎn)離煙氣進(jìn)口 I和氨氣進(jìn)口 2的氣體出口 7處。
[0024]上述裝置中通過設(shè)置氨氣進(jìn)口，與催化劑模塊盒中的催化劑發(fā)生接觸并反應(yīng)，可以在降解POPs的同時(shí)降解煙氣中含有的NOx。
[0025]上述裝置中，反應(yīng)器5為不銹鋼制成的方形長筒結(jié)構(gòu)，其筒體的長度滿足:煙氣在反應(yīng)器中與催化劑模塊盒6中催化劑模塊的接觸時(shí)間> 0.3秒。一般反應(yīng)器中部的長度為300_，催化劑最高裝填高度0.22m，在進(jìn)入煙氣流速為2.2m/s時(shí)，可保證煙氣在反應(yīng)器中與催化劑模塊盒6中催化劑模塊的接觸時(shí)間> 0.3秒。
[0026]上述裝置中，煙氣進(jìn)口 I和氨氣進(jìn)口 2通過第一法蘭3設(shè)置在所述反應(yīng)器5的一端進(jìn)口上，可在第一法蘭3與反應(yīng)器5的開口接觸處設(shè)置與開口邊沿突起部位對應(yīng)的凹槽，并在凹槽內(nèi)設(shè)置石墨密封墊9，這樣可以使第一法蘭3與開口之間保持更好的密封。
[0027]上述裝置中，煙氣進(jìn)口 I設(shè)置在所述法蘭3的中心部位；
[0028]氨氣進(jìn)口 2為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述煙氣進(jìn)口 I的兩側(cè)；
[0029]煙氣進(jìn)口 I的內(nèi)徑大于所述氨氣進(jìn)口 2的內(nèi)徑。
[0030]上述裝置中，所述氣體出口 7通過第二法蘭8設(shè)置在所述反應(yīng)器5的另一端出口上。[0031]上述裝置中，所述第二法蘭8與所述反應(yīng)器5的出口之間設(shè)置石墨密封墊4。可在第二法蘭8與反應(yīng)器5的出口接觸處設(shè)置與出口邊沿突起部位對應(yīng)的凹槽，并在凹槽內(nèi)設(shè)置石墨密封墊4，這樣可以使第一法蘭3與出口之間保持更好的密封。
[0032]上述裝置中，所述催化劑模塊盒6的幾何比表面積> 410m2/m3,空隙率為75%，抗壓強(qiáng)度軸向> 1.5MPa，徑向> 0.8MPa，催化劑模塊盒6內(nèi)分層設(shè)置多塊催化劑模塊，每一層的催化劑模塊數(shù)量按4 X 5陳列。
[0033]上述裝置中，所述催化劑模塊盒6內(nèi)的催化劑模塊形狀為:蜂窩狀、波紋狀、板狀、片狀或顆粒狀。
[0034]上述裝置中，所述煙氣進(jìn)口 I上設(shè)有加熱器。當(dāng)煙氣溫度低于催化劑反應(yīng)溫度時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)煙氣進(jìn)口I的加熱器升溫。
[0035]上述裝置中，煙氣在進(jìn)入所述催化劑模塊盒6的第一層催化劑模塊時(shí)速度最大偏差為速度平均值的±15%，溫度最大偏差為速度平均值的±10°C，煙氣入射到第一層催化劑模塊的方向與垂直方向的最大夾角為±10°。
[0036]上述裝置中，各部件均可以采用不銹鋼材料制成，密封效果好，能滿足煙氣溫度不高于430°C的情況下長期運(yùn)行，而不產(chǎn)生任何損壞；當(dāng)POPs類的煙氣進(jìn)入裝置后，煙氣在氣流的作用與直接與催化劑模塊盒中的催化劑發(fā)生接觸并反應(yīng)達(dá)到降解POPs的效果。
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對上述降解裝置作進(jìn)一步說明。
[0038]該裝置適用于使用催化劑模塊的規(guī)格為220mmx60mmx60mm,孔徑3mm,內(nèi)壁0.5mm,外壁1.5mm，可使該催化劑模塊的催化劑發(fā)揮最佳效果。
[0039]煙氣在反應(yīng)器中的流速為2.2m/s，催化劑最高裝填高度0.22m，反應(yīng)器中部的長度300mm。為避免煙氣與混合后在反應(yīng)器上部(無催化劑部分)停留時(shí)間過長，設(shè)計(jì)反應(yīng)器上、下部有效(加熱部分)長200mm。在反應(yīng)器的停留時(shí)間為0.3s ；
[0040]因此，反應(yīng)器設(shè)計(jì)為外圓內(nèi)方型，口徑為62 X 62mm，高度820mm，符合催化劑的尺寸設(shè)計(jì)，催化劑最高裝填高度220_，反應(yīng)器中部的長度300_ ;為避免煙氣與混合后在反應(yīng)器上部(無催化劑部分)停留時(shí)間過長，設(shè)計(jì)反應(yīng)器上、下部有效(加熱部分)長200mm ;催化劑采用過渡金屬氧化物型催化劑V205-W03/Ti02最佳反應(yīng)溫度350°C，在該裝置設(shè)計(jì)溫度以內(nèi)。
[0041]本實(shí)用新型的降解裝置，充分考慮POPs與催化劑反應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)，溫度，停留時(shí)間和接觸方式等，使得煙氣中的POPS在該裝置下與催化劑發(fā)生充分反應(yīng)，可有效降解煙氣中二噁英等持久性有機(jī)污染物。
[0042]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理煙氣的持久性有機(jī)污染物催化降解裝置，其特征在于，包括: 反應(yīng)器(5)、煙氣進(jìn)口(I)、氨氣進(jìn)口(2)、氣體出口(7)和催化劑模塊盒(6);其中， 所述反應(yīng)器(5)內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，兩端分別設(shè)有開口作為進(jìn)、出口 ； 所述煙氣進(jìn)口(I)和氨氣進(jìn)口(2)設(shè)置在所述反應(yīng)器(5)的一端進(jìn)口上并均與所述反應(yīng)器(5)內(nèi)連通，煙氣進(jìn)口(I)和氨氣進(jìn)口(2)與所述反應(yīng)器(5)的進(jìn)口之間密封； 所述氣體出口(7)設(shè)置在所述反應(yīng)器(5)的另一端出口上并與所述反應(yīng)器(5)內(nèi)連通，氣體出口(7)與所述反應(yīng)器(5)的出口之間密封； 所述催化劑模塊盒(6 )設(shè)置在所述反應(yīng)器(5 )內(nèi)，催化劑模塊盒(6 )設(shè)置在遠(yuǎn)離所述煙氣進(jìn)口(I)和氨氣進(jìn)口(2)的所述氣體出口(7)處。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器(5)為不銹鋼制成的方形長筒結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述煙氣進(jìn)口(I)和氨氣進(jìn)口( 2 )通過第一法蘭(3)設(shè)置在所述反應(yīng)器(5)的一端進(jìn)口上。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述煙氣進(jìn)口(I)設(shè)置在所述第一法蘭(3)的中心部位； 所述氨氣進(jìn)口(2)為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述煙氣進(jìn)口(I)的兩側(cè)； 所述煙氣進(jìn)口(I)的內(nèi)徑大于所述氨氣進(jìn)口(2)的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述氣體出口(7)通過第二法蘭(8)設(shè)置在所述反應(yīng)器(5 )的另一端出口上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二法蘭(8)與所述反應(yīng)器(5)的出口之間設(shè)置石墨密封墊(4)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述催化劑模塊盒(6)的幾何比表面積≥410m2/m3，空隙率為75%，抗壓強(qiáng)度軸向> 1.5MPa，徑向> 0.8MPa，催化劑模塊盒(6)內(nèi)分層設(shè)置多塊催化劑模塊，每一層的催化劑模塊數(shù)量按4X5陳列。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述催化劑模塊盒(6)內(nèi)的催化劑模塊形狀為:蜂窩狀、波紋狀、板狀、片狀或顆粒狀。
9.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述煙氣進(jìn)口(I)上設(shè)有加熱器。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK203400631SQ201320503601
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】盛守祥, 吳昌敏, 陸勇 申請人:中持（北京）科技發(fā)展有限公司