烟气过滤元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烟气过滤元件，特别适合但不仅限用于对高温气体脱硝中。
【背景技术】
[0002]目前大多数的燃煤电厂及煤化工企业的废烟气处理系统都具有气固分离系统、SCR催化反应系统、以及其它子系统，例如有煤粉锅炉、排烟道、烟气混合气、脱硝反应器等。而在工业炉气中常含有大量粉尘和氮氧化物，例如燃煤电厂锅炉的炉气，其所含的氮氧化物是促成酸雨形成的主要原因，且一般每升燃煤电厂锅炉的炉气中还含有数十克的粉尘。针对诸如燃煤电厂锅炉的炉气等高粉尘及氮氧化物含量的工业炉气的净化采取的通常方法是:首先将炉气引入SCR反应器(在将炉气引入SCR反应器的过程中还需向炉气中注入还原剂，该还原剂通常为氨水)从而将氮氧化物还原为无害氮气，实现炉气脱硝净化，然后将脱硝后的炉气引入电除尘器以除去炉气中的粉尘，再将除尘后的气体引入脱硫塔脱硫净化后排放。所说的术语“SCR”指Selective Catalytic Reduct1n，即选择性催化还原。
[0003]上述SCR反应器中的催化剂是影响SCR系统整体脱硝效果的重要因素。最初开发的SCR催化剂为颗粒状，目前则主要采用蜂窝状或平板状催化剂。蜂窝状催化剂和平板状催化剂上都排布有众多可供烟气通过的格孔，这些格孔的大小可根据烟气中粉尘的浓度和大小进行选择，使用时烟气从催化剂的一侧通过由这些格孔构成的通道流向催化剂的另一侦牝其间烟气与格孔内壁上的催化活性物质接触，从而将烟气中的氮氧化物还原为无害氮气。上述的蜂窝状催化剂和平板状催化剂一般由载体和催化活性层构成，其中载体先被制成蜂窝状或平板状(一般采用挤压成型)，然后再在载体上附着由催化活性物质构成的催化活性层。
[0004]但由于SCR催化剂是直接与高含尘量的烟气接触的，如果直接对含尘烟气进行催化很容易导致催化活性物质中毒，使用寿命缩短。如果是先将含尘烟气通过滤芯过滤后再进行催化还原反应，由于过滤和催化的设备不同，各个设备分别独分散，非常不利于流程化操作和维护。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种烟气过滤元件，使对含尘烟气的过滤和催化还原能够在一个系统中完成，简化现有的设备和过程，减少能耗损失和节约成本，提高生产效率。
[0006]本实用新型的烟气过滤元件，包括用于过滤烟气中颗粒杂质且为多孔金属过滤层的滤芯，在滤芯内的净气腔中装填有可将所述烟气中有害成分反应为无害成分的催化物质。其中在所述多孔金属的滤层内表面也可以覆有催化物质。多孔金属是现有的一种金属材料，是一种内部具有许多平均孔径在I?200 μπι的细小微孔的金属。多孔金属可以为单一金属，也可以为金属间化合物，金属间化合物也叫固体相涉及金属，是由两种或两种以上金属构成的复合物。金属间化合物构成的滤芯在高温气体过滤中有非常显著的优点。将催化物质装填入滤芯的净气腔中，当烟气通过滤芯过滤掉其中的颗粒杂质后，立刻与净气腔中的催化物质进行催化还原反应，然后排出。如果在过滤元件的滤层内表面也覆有催化物质时，滤层上的催化物质便与经滤层过滤后的烟气进行首次反应，然后再由装填在净气腔中的催化物质对烟气中残余的有害物质进行进一步反应。这种结构看似简单，但能够将目前不同工序的不同设备整合为一体，在工业管理效率和烟气处理效率上都得到了巨大的提高，这在传统方式的烟气处理中是不具备的，同时由于各种效率的提高而为生产企业创造了显著的经济效益。本发明的过滤元件还能够适用在高温下对烟气进行过滤，例如对烟气进行SCR脱硝时，催化物质可以是以T12为基材，以V 205为主要活性成份，以WO 31003为抗氧化和抗毒化辅助成份构成。其它烟气处理时，选用现有相应的催化物质即可。
[0007]进一步的，在滤芯的端部设有安装接头，这样能够方便将滤芯与花板等过滤器中的其它设备连接。
[0008]其中一种连接结构为，所述的安装接头与滤芯螺纹连接。这种方式结构简单，拆装方便，但有可能会出现螺纹连接处密封不严密的问题。
[0009]另一种连接结构为，所述的安装接头通过法兰与滤芯固定连接。法兰结构的连接方式同样能够保证连接处的密封，并且拆装也简单方便。除此之外，安装接头还可以通过粘接等方式与滤芯连接。
[0010]可选的，所述催化物质装填于与净气腔组合装配的催化笼中，所述催化笼的侧壁上设有通孔。这样在装填和取出催化物质，特别是取出催化物质时能够非常的方便，直接将装有催化物质的催化笼取出即可，同时也可以避免催化物质对滤芯内壁造成二次污染。
[0011]在制作上述过滤元件时，先在粒径为100?400目的金属粉末中加入制粒剂，将金属粉末制备为金属颗粒。金属粉末可以是单一金属，或多种金属和混合物。然后将所述金属颗粒在压力环境下压制为滤芯压坯，再将所述滤芯压坯在950°C?1300°C的温度下通过真空烧结为多孔金属结构的滤芯，也可以是在1000°C?1200°C的温度下烧结；最后将需要与烟气中有害成分反应的催化剂装填入所述滤芯的净气腔中。冷等静压是一种常用的压制技术，是将装入密封、弹性模具中的物料，置于盛装液体或气体的容器中，用液体或气体对其施加以一定的压力，将物料压制成实体，得到原始形状的坯体。压力释放后，将模具从容器内取出，脱模后，在根据需要将坯体作进一步的整形处理。
[0012]经测试，本实用新型烟气过滤元件，能够将含尘烟气的过滤和催化还原的设备整合为一体，极大程度上简化现有的设备和过程，非常显著的提高了烟气处理的效率。在对烟气脱硝工艺中，脱硝温度采用300°C?400°C，所得到的脱硝率彡80%, SO2R化率彡2%,达到了非常优秀的脱硝效果，并且通过一体化的设备结构为整个工序降低了大量的生产成本，为生产企业创造非常明显的经济效益。
[0013]以下结合实施例的【具体实施方式】，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
【附图说明】
[0014]图1为实施例1的一种结构示意图。
[0015]图2为实施例1的另一种结构示意图。
[0016]图3为实施例2的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:
[0018]如图1所示本实用新型的烟气过滤元件，包括用于过滤烟气中颗粒杂质且具有多孔金属过滤层的滤芯1，在滤芯I内的净气腔2中装填有选择性催化还原(SCR)的催化物质
3。为了达到更高效率和效果的催化反应，在所述多孔金属的滤层内表面也可以覆有催化物质3。催化物质3可以是以1102为基材，以V 205为主要活性成份，以WO 3、MoO3为抗氧化和抗毒化辅助成份构成。在滤芯I的端部设有安装接头4，用于与过滤器中的花板(孔板)连接，安装接头4与滤芯I螺纹结构41紧固连接。
[0019]制作上述过滤元件时，先在粒径为100目比重为20%的铝粉、粒径为200目比重为75%的铁粉，以及比重为5%的其它粉末的金属粉末中加入制粒剂，将金属粉末制备为金属颗粒；然后将所述金属颗粒在100?300MPa的冷等静压环境下压制为滤芯压坯，再将所述滤芯压坯在950°C?1300°C温度下烧结为多孔金属结构的滤芯I。这样烧结出的滤芯I经检测，其通量为368m3/m2.h.kpa，滤孔的平均孔径为65um，常温抗拉达到90MPa，600°C下的抗拉为75MPa，孔隙率为42%。最后将所述的SCR催化物质装填入所述滤芯I的净气腔2中。以对烟气脱硝工艺为例，脱硝温度为350°C，所得到的脱硝率彡80%, SO2转化率< 2%，达到了非常优秀的脱硝效果。
[0020]实施例2:
[0021]如图2所示，在实施例1的基础上，所述的安装接头4通过法兰结构42与滤芯I组合连接，以保证安装接头4与滤芯I之间的密封。
[0022]实施例3:
[0023]如图3所示，在实施例1或2的基础上，所述催化物质3装填于与净气腔2组合装配的催化笼5中，所述催化笼5的侧壁上设有通孔51，用于让烟气与催化物质3接触并反应。这样在装填和取出催化物质3，特别是取出催化物质3时能够非常的方便，直接将装有催化物质3的催化笼5取出即可，同时也可以避免催化物质3对滤芯内壁造成二次污染。
【主权项】
1.烟气过滤元件，包括用于过滤烟气中颗粒杂质且具有多孔金属过滤层的滤芯(1)，其特征为:在滤芯(I)内的净气腔(2)中装填有可将所述烟气中有害成分反应为无害成分的催化物质⑶。
2.如权利要求1所述的烟气过滤元件，其特征为:在滤芯(I)的端部设有安装接头
3.如权利要求2所述的烟气过滤元件，其特征为:所述的安装接头(4)与滤芯(I)螺纹连接。
4.如权利要求2所述的烟气过滤元件，其特征为:所述的安装接头(4)通过法兰结构与滤芯(I)固定连接。
5.如权利要求1至4之一所述的烟气过滤元件，其特征为:所述催化物质(3)装填于与净气腔(2)组合装配的催化笼(5)中，所述催化笼(5)的侧壁上设有通孔(51)。
【专利摘要】本实用新型涉及烟气过滤元件，在过滤元件中包括用于过滤烟气中颗粒杂质且为多孔金属过滤层的滤芯，在滤芯内的净气腔中装填有可将所述烟气中有害成分反应为无害成分的催化物质。本实用新型烟气过滤元件，能够将含尘烟气的过滤和催化还原的设备整合为一体，极大程度上简化现有的设备和过程，非常显著的提高了烟气处理的效率，并且通过一体化的设备结构为整个工序降低了大量的生产成本，为生产企业创造非常明显的经济效益。
【IPC分类】B01D46-00, B01D53-86, B01D46-24
【公开号】CN204601847
【申请号】CN201520228576
【发明人】高麟, 汪涛, 莫代林, 覃金, 刘勇
【申请人】成都易态科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月15日