[发明专利]基于二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧方法与装置

权利要求书

1.一种基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：包括过滤器(10)、管壳式结构的催化陶瓷膜模块(8)、真空泵(9)、两差压控制器，所述催化陶瓷膜模块(8)的管程内外壁均涂有超薄二维沸石催化剂层，所述过滤器(10)的出口通过设有若干阀门的管路分别连接所述催化陶瓷膜模块(8)的管程入口和壳程入口，所述催化陶瓷膜模块(8)的管程出口和壳程出口通过设有阀门的管路连通大气，所述真空泵(9)的入口通过阀门分别连接所述催化陶瓷膜模块(8)管程入口和壳程入口，所述真空泵(9)的出口连接所述过滤器(10)的入口，所述两差压控制器(12)分别用于检测所述催化陶瓷膜模块(8)管程出入口之间、壳程出入口之间的压差值。

2.根据权利要求1所述的基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：所述的催化陶瓷膜模块(8)包括设置有管程出入口之间和壳程出入口的陶瓷膜箱体(13)，所述陶瓷膜箱体(13)内并列设置有若干管内(14)与管外(15)均涂有超薄二维沸石催化剂层的陶瓷膜管(16)，各陶瓷膜管(16)的入口与所述陶瓷膜箱体(13)管程入口相连接，各陶瓷膜管(16)的出口与所述陶瓷膜箱体(13)管程出口相连接。

3.根据权利要求1所述的基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：所述催化陶瓷膜模块(8)下方设置有用于去除催化剂上附着的积碳的灼烧装置(11)。

4.根据权利要求1所述的基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：所述过滤器(10)的出口通过串联有第三阀门(3)、第五阀门(5)的管路连接所述陶瓷膜箱体(13)的壳程入口。

5.根据权利要求1所述的基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：所述过滤器(10)的出口通过设有第一阀门(1)的管路连接所述催化陶瓷膜模块(8)的管程入口。

6.根据权利要求1所述的基于超薄二维沸石催化剂的气相有机物催化燃烧装置，其特征在于：所述真空泵(9)的入口与所述催化陶瓷膜模块(8)的管程入口和壳程入口之间的管路上分别设置有第六阀门(6)、第七阀门(7)。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述装置的气相有机物催化燃烧方法，其特征在于，包括步骤：

打开连接所述催化陶瓷膜模块(8)管程入口和出口的阀门，其余阀门关闭；

将含有机污染物的烟气经通气管道输入过滤器(10)，在过滤器(10)内完成除尘后的烟气沿通气管道进入所述催化陶瓷膜模块(8)的管程内时，烟气中的O₂、N₂、CO₂、H₂O渗透出去，留下高浓度有机污染物与管程内壁上的超薄二维沸石催化剂层接触进行催化燃烧，生成的产物经所述催化陶瓷膜模块(8)的管程出口排出；

当差压控制器检测到所述催化陶瓷膜模块(8)管程入口和管程出口间的压差超过设定阈值时，通过真空泵(9)对所述催化陶瓷膜模块(8)的管程进行疏通作业；

打开连接所述催化陶瓷膜模块(8)壳程入口和壳程出口的阀门，除尘后的烟气沿通气管道进入所述催化陶瓷膜模块(8)壳程内时，所述烟气中的O₂、N₂、CO₂、H₂O渗透出去，留下高浓度有机污染物与管程外壁上的超薄二维沸石催化剂层接触进行催化燃烧，生成的产物经所述催化陶瓷膜模块(8)的壳程出口排出；

当差压控制器检测到所述催化陶瓷膜模块(8)壳程入口和壳程出口间的压差超过设定阈值时，对所述催化陶瓷膜模块(8)管程内外壁的催化剂进行再生；

当催化剂完成再生后，打开连接所述催化陶瓷膜模块(8)壳程入口和壳程出口的阀门，继续通入含有机污染物的烟气进行催化燃烧，生成的产物经所述催化陶瓷膜模块(8)的壳程出口排出；

当差压控制器检测到所述催化陶瓷膜模块(8)壳程入口和壳程出口间的压差超过设定阈值时，通过真空泵(9)对所述催化陶瓷膜模块(8)的壳程进行疏通作业；

改变通气方向，重复以上的步骤，即可实现通过催化燃烧连续处理气相有机污染物的过程。