废气处理催化转化系统技术方案

本发明专利技术公开了废气污染催化转化系统，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，所述催化还原单元与所述微粒捕集单元通过连通管道连接，且所述连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元；所述控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器。所述催化还原单元包括多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，所述催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，所述催化还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道，两两所述催化还原器之间设有活动式的减压缓冲结构。本发明专利技术根据废气的温度转换不同的催化剂进行处理，从而使得催化效率最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废气处理领域，具体涉及的是废气处理催化转化系统。
技术介绍
我国城市空气污染正在由煤烟型向机动车尾气型发生转变,汽车尾气中的污染物主要有氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和固体颗粒物(PM)，其中PM2.5造成的城市雾霾严重影响人们的日常生活。相关技术中，主要是使用选择性催化还原装置(SCR)处理氮氧化物，利用颗粒捕集器(DPF)处理固体颗粒物，从而使得废气达到国家规定的排放标准，但是随着空气污染日益加重，国家规定的排放标准越来越高，允许废气排放中氮氧化物和固定颗粒物的含量越来越低，因此需要进一步提高选择性催化还原装置的催化性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供废气处理催化转化系统，解决相关废气处理处理装置效率较低的教书问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是废气处理催化转化系统，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，所述催化还原单元与所述微粒捕集单元通过连通管道连接，且所述连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元。所述控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器。所述温度传感器设于所述催化还原单元进气一端。所述催化还原单元包括转动轴、进气管以及连通进气管的排气管。所述转动轴沿进气管、排气管的中轴线方向延伸并穿过进气管和排气管，所述转动轴的两端连接有电机，所述电机可带动转动轴转动。所述转动轴上依次排列有多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，所述催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，所述催还还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道。所述高温催化还原通道内设置有螺旋状的高温催化金属载体，所述中温催化还原通道内设置有螺旋状的中温催化金属载体，所述低温催化还原通道内设置有螺旋状的低温催化金属载体。所述高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道规律性排布。所述催化还原器内还设有开闭盘，所述开闭盘位于催化还原通道进气的一端。所述开闭盘的表面设有规律性排列的通孔，转动开闭盘，所述通孔对准催化还原器上的高温催化还原通道、中温催化还原通道或低温催化还原通道，遮蔽其余两种催化还原通道，废气通过通孔
进入该催化还原通道进行对应的催化还原反应。所述催化还原器进气的一端设有活动式的减压缓冲结构，所述减压缓冲结构为中空的圆柱形或圆盘状，所述减压缓冲结构的外表面间隔设有多个开口，每个开口上插有可活动的隔挡片，当开闭盘需要转动的时候，所述隔挡片进入减压缓冲结构并于减压缓冲结构内部形成迷宫式结构，废气需经过多个相邻隔挡片组成的空腔才能进入在后的催化还原器，从而暂时性降低废气压力，使得在后的开闭盘可以顺利转动，避免发生废气泄漏。在后的开闭盘完成转动后，所述隔挡片抽离，废气恢复原有的压强，快速地进入在后的催化还原通道。在燃烧时各种因素的影响下，废气排放的温度不同，而不同的催化剂最优处理温度不同，因此设置三种工作温度不同的催化剂于催化还原通道内，与开闭盘相互配合，当温度传感器检测到废气温度后，根据其温度，转动开闭盘，使得开闭盘上的通孔对准适应该温度范围的催化还原通道，遮蔽其余两种催化还原通道，废气通过与其温度相匹配的效率最大化的催化还原通道，从而实现废气处理效率和效果的最大化。所述高温催化金属载体在400～600℃环境下工作，所述中温催化金属载体在250～400℃环境下工作的，所述低温催化金属载体在150～250℃环境下工作。所述高温催化金属载体包括负载有WO3/TiO2催化剂的金属载体，WO3/TiO2催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶-凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B，将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶中30min，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载25wt.％WO3的WO3/TiO2催化剂的高温催化金属载体。金属载体表面的微蚀坑可极大地增加金属载体的总表面积，暴露更大的表面积形成氧化膜，从而负载更多的WO3/TiO2催化剂。当微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％时，在400～600℃环境下，经过激光刻蚀的高温催化金属载体相比于没有经过激光刻蚀的高温催化金属载体的催化效率提高35％。在400～550℃温度下，高温催化金属载体的催化活性随温度升高而增强，NOx转化率均高于80％，500℃时超过92％，当温度高于500℃后出现下降趋势，但在600℃时NOx仍有65％的转化率。所述中温催化金属载体包括负载有CeO2/W25Ti催化剂的金属载体，CeO2/W25Ti催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于将清洗后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶-凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B；(6)将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到溶胶，室温放置得到干凝胶后恒温干燥箱中110℃烘干，再在600℃下焙烧4h，得到WO3质量百分含量为25％的WO3/TiO2催化剂；(7)将定量Ce(NO3)3·6H2O溶于水得到硝酸铈溶液，再将WO3质量百分含量为25％的WO3/TiO2催化剂浸入其中，室温搅拌1h后得到负载10wt.％Ce的CeO2/W25Ti催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在CeO2/W25Ti催化剂溶胶中1h，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载有CeO2/W25Ti催化剂的中温催化金属载体。金属载体表面的微蚀坑可极大地增加金属载体的总表面积，暴露更大的表面积形成氧化膜，从而负载更多的CeO2/W25Ti催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
废气污染催化转化系统，其特征在于，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，所述催化还原单元与所述微粒捕集单元通过连通管道连接，且所述连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元；所述控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器；所述温度传感器设于所述催化还原单元进气一端；所述催化还原单元包括转动轴、进气管以及连通进气管的排气管，所述转动轴沿进气管、排气管的中轴线方向延伸并穿过进气管和排气管，所述转动轴的两端连接有电机；所述转动轴上依次排列有多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，所述催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，所述催还还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道；所述高温催化还原通道内设置有螺旋状的高温催化金属载体，所述中温催化还原通道内设置有螺旋状的中温催化金属载体，所述低温催化还原通道内设置有螺旋状的低温催化金属载体，所述高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道规律性排布；所述催化还原器内还设有开闭盘，所述开闭盘位于催化还原通道进气的一端；所述开闭盘的表面设有规律性排列的通孔，转动开闭盘，所述通孔对准催化还原器上的高温催化还原通道、中温催化还原通道或低温催化还原通道，遮蔽其余两种催化还原通道，废气通过通孔进入该催化还原通道进行对应的催化还原反应；所述催化还原器进气的一端设有活动式的减压缓冲结构，所述减压缓冲结构为中空的圆柱形或圆盘状，所述减压缓冲结构的外表面间隔设有多个开口，每个开口上插有可活动的隔挡片，当开闭盘需要转动的时候，所述隔挡片进入减压缓冲结构并于减压缓冲结构内部形成迷宫式结构；所述高温催化金属载体在400～600℃环境下工作，所述中温催化金属载体在250～400℃环境下工作的，所述低温催化金属载体在150～250℃环境下工作；所述高温催化金属载体包括负载有WO3/TiO2催化剂的金属载体，WO3/TiO2催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶‑凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B，将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶中30min，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载25wt.％WO3的WO3/TiO2催化剂的高温催化金属载体；所述中温催化金属载体包括负载有CeO2/W25Ti催化剂的金属载体，CeO2/W25Ti催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于将清洗后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶‑凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B；(6)将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到溶胶，室温放置得到干凝胶后恒温干燥箱中110℃烘干，再在600℃下焙烧4h，得到WO3质量百分含量为25％的WO3/TiO2催化剂；(7)将定量Ce(NO3)3·6H2O溶于水得到硝酸铈溶液，再将WO3质量百分含量为25％的WO3/TiO2催化剂浸入其中，室温搅拌1h后得到负载10wt.％Ce的CeO2/W25Ti催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在CeO2/W25Ti催化剂溶胶中1h，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载有Ce...

【技术特征摘要】
1.废气污染催化转化系统，其特征在于，包括控制单元、还原剂供应单元、催化还原单元、微粒捕集单元和温度传感器，所述催化还原单元与所述微粒捕集单元通过连通管道连接，且所述连通管道上设有支路连接所述还原剂供应单元；所述控制单元分别控制微粒捕集单元、还原剂供应单元、催化还原单元和温度传感器；所述温度传感器设于所述催化还原单元进气一端；所述催化还原单元包括转动轴、进气管以及连通进气管的排气管，所述转动轴沿进气管、排气管的中轴线方向延伸并穿过进气管和排气管，所述转动轴的两端连接有电机；所述转动轴上依次排列有多个可绕转动轴转动的圆柱形的催化还原器，所述催化还原器的内部沿其长度方向间隔设有多个催化还原通道，所述催还还原通道分为高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道；所述高温催化还原通道内设置有螺旋状的高温催化金属载体，所述中温催化还原通道内设置有螺旋状的中温催化金属载体，所述低温催化还原通道内设置有螺旋状的低温催化金属载体，所述高温催化还原通道、中温催化还原通道以及低温催化还原通道规律性排布；所述催化还原器内还设有开闭盘，所述开闭盘位于催化还原通道进气的一端；所述开闭盘的表面设有规律性排列的通孔，转动开闭盘，所述通孔对准催化还原器上的高温催化还原通道、中温催化还原通道或低温催化还原通道，遮蔽其余两种催化还原通道，废气通过通孔进入该催化还原通道进行对应的催化还原反应；所述催化还原器进气的一端设有活动式的减压缓冲结构，所述减压缓冲结构为中空的圆柱形或圆盘状，所述减压缓冲结构的外表面间隔设有多个开口，每个开口上插有可活动的隔挡片，当开闭盘需要转动的时候，所述隔挡片进入减压缓冲结构并于减压缓冲结构内部形成迷宫式结构；所述高温催化金属载体在400～600℃环境下工作，所述中温催化金属载体在250～400℃环境下工作的，所述低温催化金属载体在150～250℃环境下工作；所述高温催化金属载体包括负载有WO3/TiO2催化剂的金属载体，WO3/TiO2催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶-凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分
\t为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B，将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶，将涂覆玻璃陶瓷涂层的金属载体浸渍在25wt.％WO3/TiO2催化剂溶胶中30min，然后缓慢提拉出来，室温下干燥过夜后置于烘箱中60℃下烘干，再于500℃下焙烧5h，得到负载25wt.％WO3的WO3/TiO2催化剂的高温催化金属载体；所述中温催化金属载体包括负载有CeO2/W25Ti催化剂的金属载体，CeO2/W25Ti催化剂通过下列步骤负载于金属载体上：(1)对金属载体进行碱洗去除表面油污，碱洗溶液成分为水：氨水：双氧水＝5:1:1(体积比)；(2)利用波长为532nm，脉冲宽度为500ps～50ns、激光光斑半径为2.25μm，能量密度范围为4×107～12×108W/cm2的短脉冲激光照射清洗后的金属载体表面，使得清洗后的金属载体表面局部升温、熔融、汽化和相变爆炸，形成微蚀坑，其中微蚀坑总面积占金属载体表面总面积的60％；(3)经步骤(2)处理后的金属载体于将清洗后的金属载体于900℃中焙烧5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶胶-凝胶法在所述金属载体的表面涂覆玻璃陶瓷涂层，成分为摩尔比SiO2：Al2O3＝5:1；(5)将钛酸丁酯、乙酸和乙醇按摩尔比1:6:10搅拌得到溶液A，仲钨酸铵溶于草酸溶液中得到溶液B；(6)将溶液B定量加入A中，剧烈搅拌得到溶胶，室温放置得到干凝胶后恒温干燥箱中110℃烘干，再在600℃下焙烧4h，得到WO3质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：张志华，
类型：发明
国别省市：浙江;33