/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置及净化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃煤锅炉烟气净化装置及净化方法，具体涉及一种基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置及净化方法。
【背景技术】
[0002]我国是煤炭生产和消费大国，煤主要用作动力燃料和发电。煤燃烧过程中生成SO2, N0x并产生大量粉尘，这些污染物给自然环境和人体健康带来了很大危害，其中的SO2和NOx在直接危害自然环境和人体健康的同时，还与大气发生化学反应生成二次颗粒物，这些二次颗粒物和煤燃烧直接产生的有机炭、炭黑、粉尘等一次颗粒物是目前严重影响我国空气质量的首要污染物PM2.5的重要组成部分。
[0003]现有的燃煤锅炉烟气净化系统主要包括除尘装置和脱硫脱硝装置，煤燃烧产生的烟气依次通过除尘装置去除绝大部分粉尘、脱硝装置去除NOdP脱硫装置去除302后经烟气换热器升温，最后排放至大气中。而现有的脱硫脱硝装置对污染物的清除能力有限，普遍应用的湿法脱硫装置对302的去除效率约为95 %?98 %，选择性催化还原脱硝装置对NO ,的去除效率约为80%?90%，经脱硫脱硝装置处理后的烟气中仍然含有少量未被除去的SO2和NOx;此外，现有的除尘装置对细小颗粒物的去除能力较低，且烟气通过脱硫装置时，脱硫过程中产生大量二次颗粒物，由于现有脱硫装置中吸收塔上部除雾器除雾能力及效果的限制，不能将这些二次颗粒物完全去除，造成排出烟气中的颗粒物尤其是PM2.5含量增加。
[0004]作为一种新型材料，Ti02/MWNTs复合物在气体、液体净化中具有广阔应用前景。Ti02/MWNTs复合物为T12 (二氧化钛)包覆于MWNTs (多壁碳纳米管)表面所形成的复合材料，其兼具T12光催化氧化降解多种有机污染物活性和MWNTs高强度、高韧性、耐热、耐腐蚀性以及对无机重金属一定的吸附能力等多重特点，现有研宄中采用静电纺丝技术将Ti02/MWNTs复合物制备成Ti02/MWNTs复合物纳米纤维，该纤维直径约为30?lOOnm，研宄表明该纤维具有比单独T12更强的光催化氧化活性，该纤维相互交叉所构成的网状纤维薄膜的孔径在 4.9nm 左右(Hu G, Meng X, Feng X, et al.Anatase Ti02nanoparticles/carbon nanotubes nanofibers:preparat1n, characterizat1n and photocatalyticproperties [J].Journal of Materials Science，2007，42 (17):7162-7170)。 此夕卜，CN1562440A已公开一种纳米/亚微米电纺丝基过滤材料的制备方法，将采用静电纺丝技术制备的纳米纤维丝附着于习用的过滤材料上，结合成新型纳米电纺丝基过滤材料，该过滤材料对直径为2 ym的颗粒物具有很高的过滤效率。然而，目前上述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维及新型纳米电纺丝基过滤材料仅限于理论研宄，并无将其用于气体或液体净化的先例，尤其是用于燃煤锅炉烟气净化处理系统中，目前仍无相关实例。
[0005]由于上述问题的存在，本发明人对现有的燃煤锅炉烟气净化系统进行研宄，以便制作出进一步去除烟气中细小颗粒物、S02、N0x&细小颗粒物上附着的重金属元素的一种基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置。
【发明内容】
[0006]为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研宄，结果发现:可以将采用静电纺丝技术制备的Ti02/MWNTs复合物纳米纤维附着于除尘滤布二上，制成Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡，使其具有较强的光催化氧化活性的同时又对细小颗粒物具有较高的过滤效率；将多层所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡并列放置，以增强其过滤及催化氧化清除污染物效果；在所述多层Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的外部包覆除尘滤布一，对烟气内剩余的较大颗粒物进行过滤，同时降低烟气流速，减小对Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的损害；在基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置的箱体上开设可透过自然光的窗口，为T12进行光催化氧化反应清除污染物提供光源；设置淋洗构件，用水对除尘袋进行清洗，以清除光催化氧化反应产物及沉积在所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡和除尘滤布一上的细小颗粒物，防止颗粒堆积，堵塞滤网；设置多个除尘袋，使待净化气体顺次通过多个除尘袋上的除尘滤布一、Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡和除尘滤布一，达到更好的净化效果，以完成本发明。
[0007]本发明的目的在于提供以下方面:
[0008](I) 一种基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，该装置包括:
[0009]箱体I，在所述箱体I上开设有窗口 11，在所述窗口 11处覆盖有透明玻璃；
[0010]设置在箱体I内的除尘袋，所述除尘袋包括除尘滤布一 21和设置在所述除尘滤布一 21内部的Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22包括除尘滤布二和附着在所述除尘滤布二表面的Ti02/MWNTs复合物纳米纤维，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维为用Ti02/MWNTs复合物制备而成的丝状纤维，待净化气体顺次通过多个除尘袋上的除尘滤布一 21、Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22和除尘滤布一 21 ;和
[0011]用于清洗除尘袋的喷淋构件。
[0012](2)根据上述(I)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，在所述箱体I上开设有气体入口 12和气体出口 13，待净化气体顺次通过气体入口 12、多个除尘袋和气体出口 13。
[0013](3)根据上述(I)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述除尘袋包括起支撑作用的除尘袋笼，所述除尘袋笼使除尘滤布一 21的边缘紧贴在所述箱体I的内壁上。
[0014](4)根据上述(I)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，包覆在所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22外的除尘滤布一 21是具有自然光透过性的。
[0015](5)根据上述(I)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22多层、并列地设置在所述除尘袋内。
[0016](6)根据上述(5)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡22的厚度为I?10mm。
[0017](7)根据上述(I)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维的直径为110?180nm。
[0018](8)根据上述(7)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维互相交叉呈网状附着于所述除尘滤布二外表面，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维构成的网状结构孔径为0.1?1.5 μ m。
[0019](9)根据上述⑴所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置，其特征在于，所述喷淋构件包括喷淋管道31、进水管32、出水管33和汇流管道34，所述进水管32的一端与喷淋管道31相连通，另一端与除尘袋相连通，所述出水管33的一端与除尘袋相连通，另一端与汇流管道34相连通，喷淋水顺次通过喷淋管道31、进水管32、除尘袋、出水管33和汇流管道34 ；
[0020]在所述喷淋管道31上设置有调节阀35。
[0021](10) 一种基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化方法，其特征在于，该方法采用如上述(I)至(9)所述的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置。
[0022]本发明所具有的有益效果包括:
[0023](I)本发明提供的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置主要应用于燃煤锅炉烟气净化系统，可安装于脱硫装置之后，在已有烟气净化装置对烟气中的颗粒物和S02、呢进行初步过滤和清除的基础上对烟气中剩余的少量细小颗粒物、SO 2、NOx及细小颗粒物上附着的重金属元素进行进一步清除，对降低燃煤锅炉污染物排放，改善环境状况具有重要意义；
[0024](2)本发明提供的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置采用T12/MWNTs复合物纳米纤维毡作为净化气体的核心材料，所述Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡具有表面积大、渗透性好、孔径小、孔隙的连通性好等特点，对常规过滤材料不能有效去除的细小颗粒物，尤其是PM2.5过滤效率高，从而降低燃煤锅炉烟气中PM 2.5的含量，改善空气质量，保护公众健康；
[0025](3)本发明提供的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置采用的Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡含有T12组分，T12具有很强的光催化氧化活性，在光照射下可进行催化氧化反应将烟气中的S02、NOx及细小颗粒物上附着的重金属元素氧化为可溶于水的无机盐，进而除去，并且此反应进行迅速、高效，从而降低燃煤锅炉烟气中S02、N0x&细小颗粒物上附着的重金属元素的含量，降低污染排放；
[0026](4)本发明提供的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置上的T12/MWNTs复合物纳米纤维毡以自然光为光源进行光催化氧化反应，节能环保，且降低使用成本；
[0027](5)本发明提供的基于Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的气体净化装置在T12/MWNTs复合物纳米纤维毡的外部包覆有除尘滤布一，过滤烟气内剩余较大颗粒物的同时降低烟气流速，减小对Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡的损害，防止Ti02/MWNTs复合物纳米纤维毡孔隙堵塞，延长使用寿命。
【附图说明】
[0028]图1示出根据本发明一