[发明专利]一种催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用

说明书

本发明涉及一种催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用，所述制备方法包括如下步骤：将纳米催化剂浆料通过喷射的方法植入空白陶瓷纤维滤芯内部，通过加热固化后得到催化滤芯；所述装置包括浆料储存单元、浆料喷射单元、滤芯固定单元和加热单元，所述浆料储存单元与浆料喷射单元，且两者之间设有浆料输送单元，所述滤芯固定单元包括自上而下设置的圆滚、移动滑轮以及支撑托架，所述加热单元为烘干隧道炉。本发明所得催化滤芯在1m/min的过滤风速下，压降低于600Pa，过滤后气体中的含尘量低于1mg/m³，在250‑400℃内的脱硝活性最高可达98％以上。

技术领域

本发明属于低温烟气净化领域，涉及一种陶瓷纤维滤芯，尤其涉及一种催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用。

背景技术

催化滤芯具有同时除尘和催化的作用，其基本原理是：烟气中的灰尘被催化滤芯的外表面过滤、分离，无尘烟气随后与负载在滤芯内部的催化剂发生催化反应达到脱除污染物的目的。催化滤芯能将多种污染物协同治理，降低了投资、运行成本和占地空间，已成为中小型燃烧设备尾部烟气净化处理的研究热点。

目前已发展应用的催化滤芯植入方式主要以浸渍法为主，CN 107876043 A公开的一种用于烟气净化的陶瓷催化滤芯及烟气一体化脱硫脱硝除尘方法，采用微孔氧化铝陶瓷滤管为基体，经氧化锌修饰后等体积浸渍4.0％-6.0％的V₂O₅和WO₃活性组分，然后经2-6次浸渍Al₂O₃-SiO₂-TiO₂复合溶胶镀膜制成。其采用了先浸渍活性组分，再覆膜的工艺，杜绝了催化剂堵塞催化滤膜的可能，但其制备过程繁琐，由滤芯吸水性不同导致的浸渍滤芯各部位负载量和膜层厚度差异性明显。

CN 108358652 A公开了一种具有孔梯度结构的汽油机颗粒捕集器陶瓷滤芯的制备方法，该方法通过优选不同长径比的陶瓷纤维，分别与高温粘结剂溶液混合，然后按照长径比从大到小的顺序，采用分批主料，沉降堆积，一次排液的真空抽滤法成型，经微波干燥和热处理得到所述的孔梯度纤维多孔陶瓷滤芯，并负载催化剂实现低温再生。该方法可制备各种尺寸和形状的滤芯，但同样存在制备过程繁琐，滤芯的吸水性不同导致的滤芯各部位负载量和膜层厚度差异性明显。

CN 106512598 A公布的具有除尘和催化脱硝功能的陶瓷膜过滤元件及制备方法，采用的是以堇青石为基体制备的陶瓷纤维过滤器，经表面涂蜡预处理后超声浸渍催化剂的工艺。其用石蜡对过滤器表面做预处理，能有效减轻浸渍过程中催化剂对催化滤膜的堵塞，但石蜡属消耗品，使得成本增加，且浸渍后采取抽真空的方式负载催化剂能耗较大。两种方法均容易出现催化剂涂覆不均和干燥煅烧过程受热不均的缺点，对催化滤芯活性和使用寿命影响很大。

因此，研究如何在滤芯内部均匀、有效地植入催化剂的同时，尽可能地简化操作和降低成本，具有非常重要的现实意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供催化滤芯及其制备方法与装置及装置的应用，由所述陶瓷纤维滤芯催化剂内植入方法与系统得到的催化滤芯的内部均匀、有效地植入有催化剂，且所述陶瓷纤维滤芯催化剂内植入方法的操作简单，所述系统的设备简单、成本低。所述陶瓷纤维滤芯催化剂内植入方法与系统对于催化滤芯的推广应用具有重要的现实意义。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种催化滤芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将纳米催化剂浆料通过喷射的方式植入空白陶瓷纤维滤芯内部，经过加热固化后得到催化滤芯。

本发明采用喷射的方法将纳米催化剂浆料植入空白陶瓷纤维滤芯内部，使纳米催化剂浆料得以均匀地分布，克服了浸渍方法中存在的陶瓷纤维滤芯吸水性不同带来的负载量与膜层厚度不同的问题，而且，本发明所述喷射的方法操作简单，所需设备的成本低，便于工业化推广。