新型烟气复合陶瓷纤维滤管与烟气除尘脱硝一体化装置的制作方法

本发明涉及大气污染控制相关，具体而言属于烟气净化装置，更具体地说，特别涉及一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管以及一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置。

背景技术：

1、工业窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。按煅烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。工业窑炉是工业加工生产的关键设备，同时也是高耗能设备。随着社会的发展，窑炉生产对于环境的污染也逐渐加剧，随之而来的是国家不断出台越来越严苛的超低排放要求。为了适应超低排放的要求，各类型窑炉烟气除尘技术和脱硝技术成为了非电行业重点开发和推广应用的技术项目。

2、目前，除尘技术主要通过滤袋产品来实现；在脱硝技术中，选择性催化还原(scr)脱硝技术是脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术，它是在特定催化剂作用下，用氨或其它还原剂选择性地将nox还原为n2和h2o的一种脱硝方法。在工程项目工艺流程上，除尘装置与脱硝装置往往采用直接串联的形式连接，这种组合方式造成装置占地面积大、投资以及运行成本高等问题。

3、针对上述情况，近几年烟气净化领域陆续有除尘脱硝一体化技术初步应用，总体分为两类：除尘脱硝一体化布袋技术和陶瓷纤维催化滤管技术，这两种技术各有优缺点，且在使用过程中暴露了一些问题。

4、针对除尘脱硝一体化布袋技术，往往采用多层滤袋设计，分为外层、中层和内层，外层为除尘层，中层为支撑层，内层为催化层，含有v2o5-wo3/tio2的脱硝催化剂被附着并分散在催化层中，通过针刺形式将三层滤料固定在一起，形成针刺毡滤料。这种技术在烟气治理中，得到了一定的应用，但随着技术推广，出现了一些问题，例如：1、由于滤袋厚度较薄，使烟气与催化剂接触时间很短，在催化剂不出现突破性进步的情况下，该技术难以取得预期脱硝效率；2、由于一体化功能性滤料采用的是常规滤料，某些含有有机纤维材料，导致催化布袋在使用寿命方面难以满足大流速、高粉尘的工况条件，且不耐高温，一般只能在250℃以下运行。

5、针对陶瓷催化纤维滤管技术，滤管基材主要为无机金属氧化物材料纤维，将v-w-ti催化剂组分负载到基材中。该技术虽然在滤管耐磨性、耐高温方面得到了很大的改进，但该技术仍存在一些缺陷，例如：1、滤管硬度高但韧性和强度略差，从而导致目前单根滤管使用长度普遍无法超过3m，对于小烟气量污染物治理尚可应对，对于焦炉、烧结机动辄百万立方级别烟气量的污染物治理则很困难，由于滤管长度受限，为保证合理过滤风速，必然造成除尘脱硝一体化装置占地面积非常大，不利于项目实施和成本控制；2、滤管对高低温和机械震荡敏感，陶瓷管容易裂，催化剂容易脱落。

技术实现思路

1、(一)技术问题：

2、综上所述，针对现有技术的不足，如何提供一种既能耐高温、耐磨，同时又具有高韧性和高强度的除尘脱硝一体化单元，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

3、(二)技术方案：

4、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、本发明提供了一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管，包括有滤管主体，所述滤管主体包括有纤维层。在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，于所述纤维层中混合有碳纤维；于所述纤维层中负载有scr脱硝催化剂；于所述纤维层的外层附着有滤饼。

6、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，所述纤维层包括有陶瓷纤维膜，所述陶瓷纤维膜设置有多层，所述陶瓷纤维膜叠层层叠加复合形成所述纤维层；相邻的两层所述陶瓷纤维膜之间复合有所述碳纤维；或，所述碳纤维复合掺杂在所述陶瓷纤维膜中。

7、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，所述陶瓷纤维膜的厚度尺寸范围为50μm-150μm；所述陶瓷纤维膜具有滤孔，所述滤孔的平均孔径尺寸范围为6μm-8μm。

8、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，所述纤维层的厚度尺寸范围为15mm-25mm。

9、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，所述scr脱硝催化剂通过浸渍法和/或共混法负载到所述纤维层中。

10、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，所述滤管主体为长直管结构；所述滤管主体中空形成净烟气通道，所述滤管主体的一端设置有管口，于所述管口设置有安装法兰，所述滤管主体的另一端为封闭结构。

11、本发明还提供了一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置，在本发明中，该新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置包括：

12、装置主体，所述装置主体为箱体结构，于所述装置主体内设置有安装板，于所述安装板上设置有安装孔，如权利要求1至6任一项所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管通过所述安装孔设置于所述安装板上，所述装置主体的内部空间通过安装有所述新型烟气复合陶瓷纤维滤管的安装板分割成过滤箱体以及上箱体；

13、与所述过滤箱体连接有混合烟道；

14、与所述上箱体连接有排烟通道；

15、喷氨系统，所述喷氨系统包括有布设于所述混合烟道内的喷氨格栅、与所述喷氨格栅连接的输送管以及与所述输送管连接的氨气源。

16、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置中，于所述输送管上还安装有可控阀门以及用于控制氨气输送流量的控制装置；所述氨气源为制氨装置。

17、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置中，于所述上箱体内设置有反吹装置，所述反吹装置上设置有反吹气孔，所述反吹气孔与所述安装孔相对设置。

18、优选地，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置中，所述过滤箱体由多个相通的箱体单元组成；于所述箱体单元的下部设置有用于收集粉尘的粉尘收集装置。

19、(三)有益效果：

20、本发明提供了一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管，包括有滤管主体，滤管主体包括有纤维层，于纤维层中混合有碳纤维；于纤维层中负载有scr脱硝催化剂；于纤维层的外层附着有滤饼。本发明还提供了一种安装有上述纤维滤管的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置。

21、通过上述结构设计，在本发明所提供的新型烟气复合陶瓷纤维滤管中，在纤维层加工时，添加改性耐高温碳纤维，碳纤维具有密度小、重量轻，耐化学腐蚀性好，耐疲劳、使用寿命长，高强度、高模量，热膨胀系数好，自润滑、耐磨性等众多优点。加工时，添加碳纤维材料，能充分利用以上优点，起到耐高温、耐磨的作用，并且由于碳纤维具有吸能减震效果，添加后，能够吸收部分震动，减少滤管开裂及催化剂的脱落。

技术特征：

1.一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管，包括有滤管主体(1)，所述滤管主体包括有纤维层，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管，其特征在于，

7.一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置，其特征在于，

10.根据权利要求7至9任一项所述的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置，其特征在于，

技术总结
一种新型烟气复合陶瓷纤维滤管，属于烟气净化装置技术领域，包括有滤管主体，滤管主体包括有纤维层，于纤维层中混合有碳纤维；于纤维层中负载有SCR脱硝催化剂；于纤维层的外层附着有滤饼。本发明还提供了一种安装有上述纤维滤管的新型烟气复合陶瓷纤维滤管烟气除尘脱硝一体化装置。在纤维层加工时，添加改性耐高温碳纤维，碳纤维具有密度小、重量轻，耐化学腐蚀性好，耐疲劳、使用寿命长，高强度、高模量，热膨胀系数好，自润滑、耐磨性等众多优点。加工时，添加碳纤维材料，能充分利用以上优点，起到耐高温、耐磨的作用，并且由于碳纤维具有吸能减震效果，添加后，能够吸收部分震动，减少滤管开裂及催化剂的脱落。

技术研发人员：刘晓敏,刘国锋,姚鹏,杨晓明
受保护的技术使用者：北京中航泰达环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12