一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备制造技术

本发明专利技术公开了一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，过滤催化模块和换热器模块均设置在设备壳体内，过滤催化模块包含固定框架、多根陶瓷膜套管、上侧连接管道和下侧连接管道，多根陶瓷膜套管相互平行设置在固定框架内，陶瓷膜套管的上端之间间隔地通过上侧连接管道连接，陶瓷膜套管的下端间隔地通过下侧连接管道连接，高温烟气呈S型从多根陶瓷膜套管内折流过滤。本发明专利技术通过陶瓷膜套管以列管的形式对烟气进行过滤，高达1000℃的高温烟气进行折流式的催化过滤，将气体中的有害物质甲苯、芳烃类、NO

【技术实现步骤摘要】
一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备


[0001]本专利技术涉及一种过滤设备，特别是一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，属于烟气过滤


技术介绍

[0002]钢铁、电厂、水泥和化工等行业，其排放的工业废气具有排放量大、出口温度高、成分复杂等特点，高温含尘气体含有大量如NO
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、SO2、CO、H2、HCl、NH3等酸碱性物质，容易导致高温过滤器件产生不同程度的腐蚀现象。目前，对工业废气的过滤主要采用袋式除尘器和湿法除尘技术。袋式除尘器不适用于过滤粘性较强或者吸水性的粉尘、易造成滤袋堵塞而大大降低除尘效率。而湿法除尘技术操作复杂，运行成本高，并且会产生废水。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，可以适用于粘性较强或者吸水性的粉尘，且成本低，不产生废水。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：包含设备壳体、过滤催化模块和换热器模块，过滤催化模块和换热器模块均设置在设备壳体内，过滤催化模块包含固定框架、多根陶瓷膜套管、上侧连接管道和下侧连接管道，多根陶瓷膜套管相互平行设置在固定框架内，陶瓷膜套管的上端之间间隔地通过上侧连接管道连接，陶瓷膜套管的下端间隔地通过下侧连接管道连接，高温烟气呈S型从多根陶瓷膜套管内折流过滤。
[0005]进一步地，所述多根陶瓷膜套管的上端与上侧连接管道连接，多根陶瓷膜套管的下端与下侧连接管道连接，上侧连接管道和下侧连接管道分别固定在固定框架内，上侧连接管道和下侧连接管道内设置有隔板使高温烟气呈S型从多根陶瓷膜套管内折流过滤。
[0006]进一步地，所述多根陶瓷膜套管的上端通过法兰结构与上侧连接管道连接，陶瓷膜套管的下端通过法兰结构与下侧连接管道连接，中间支撑架垂直于陶瓷膜套管固定在固定框架内且中间支撑架上开有与多根陶瓷膜套管匹配的通孔，多根陶瓷膜套管插入设置在中间支撑架的通孔内。
[0007]进一步地，所述下侧连接管道的一端固定在设备壳体一侧上且穿出设备壳体外侧通过法兰结构与烟气进气管道连接，烟气进气管道上设置有进气流量计和进气压力变送器，上侧连接管道的一端固定在设备壳体另一侧上且穿出设备壳体外侧通过法兰结构与烟气出气管道连接，烟气出气管道上设置有出气流量计。
[0008]进一步地，所述上侧连接管道上设置有泄压阀和就地压力表。
[0009]进一步地，所述陶瓷膜套管的制备方法为：以金属基载体α
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Al2O3作为多孔陶瓷膜原料，将α
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Al2O3粉体分散到去离子水中，加入质量比10:1的高岭土和硫酸钙，经过反复的混合和搅拌直至没有颗粒物固体后放入球磨机进行球磨；
以尿素为多孔陶瓷膜原料的造孔剂，并添加邻苯二甲酸二酯作为塑化剂，添加除泡剂，搅拌均匀后将制备好的泥料放入挤出机，安装挤出模具，施加压力使泥料在喷嘴中挤出；成型后的陶瓷膜坯体经干燥后在其表面涂覆一层ZrO2涂层增加金属基载体α
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Al2O3的韧性，放入马弗炉700℃初步烧结。
[0010]进一步地，所述陶瓷膜套管负载由金属氧化物MnO2，其具体过程为：取KMnO4和MnSO4•
H2O分别放入去离子水中，超声至完全溶解,再加入PVP在超声环境下完全反应后，将溶液进行真空抽滤，抽滤后的固体放入真空干燥箱内进行干燥后取出；干燥后的固体放入马弗炉400℃条件下晶化12h，将晶化的MnO2粉体加入去离子水中，超声30min，放入初步烧结多孔陶瓷膜，将陶瓷膜完全浸没后，继续超声2h，超声期间保存水温在20℃左右,然后用去离子水冲洗数次后低温烘干。
[0011]进一步地，所述换热器模块包含上侧进水管道、下侧出水管道和多根换热管道，上侧进水管道和下侧进水管道平行固定设备壳体内，多根换热管道相互平行且与上侧进水管道垂直，换热管道上端与上侧进水管道连接，换热管道下端与下侧出水管道连接。
[0012]进一步地，所述上侧进水管道的一端固定在设备壳体一侧并穿出设备壳体外侧通过法兰结构与换热水进水管道连接，换热水进水管道上设置有进水口远传温度计和进水流量计，下侧出水管道的一端固定在设备壳体另一侧并穿出设备壳体外侧通过法兰结构与换热水出水管道连接，换热水出水管道上设置有出口水远传温度计。
[0013]进一步地，所述换热管道采用钛管。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本专利技术通过陶瓷膜套管以列管的形式对烟气进行过滤，高达1000℃的高温烟气进行折流式的催化过滤，将气体中的有害物质甲苯、芳烃类、NO
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、SO2去除，去除率可达到95%；同时换热器列管可以对高温烟气进行换热，获得高温助燃空气或者工艺气体，对高温烟气的余热进行回收；2、本专利技术可以根据进气量调整过滤陶瓷膜设备的组数，每套陶瓷膜设备进行并联连接，框架式陶瓷膜组件大大节约了设备的占地面积，并且可以根据烟气量调整数量；3、本专利技术陶瓷膜的反洗可以采用气洗和药洗，可根据不同污染情况进行反洗，大大提高了设备的使用寿命，并且反洗方式简便易操作；4、本专利技术采用金属基载体α
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Al2O3制作多孔陶瓷膜套管，具有优良的耐高温性、较强的抗化学腐蚀性能、良好的机械强度以及超高的过滤效率，在高温烟气过滤领域具有很高的应用价值；多孔陶瓷膜不仅是一种新型的过滤材料，还是一种优异的整体式催化剂载体,多孔陶瓷膜提供了较大的比表面积,使其活性组分有效分散；本专利技术使用金属基载体α
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Al2O3，并在其表面涂覆一层ZrO2涂层，增加金属基载体α
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Al2O3的韧性；5、本专利技术使用过渡金属氧化物MnO2做无机陶瓷膜的催化活性组分,相比于传统的贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、金（Au）做的催化剂，大大降低了催化剂的制作成本。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备的示意图。
[0016]图2是本专利技术的过滤催化模块的示意图。
[0017]图3是本专利技术的换热器模块的示意图。
具体实施方式
[0018]为了详细阐述本专利技术为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本专利技术的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0019]如图1所示，本专利技术的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，包含设备壳体1、过滤催化模块2和换热器模块3，过滤催化模块2和换热器模块3均设置在设备壳体1内。如图2所示，过滤催化模块2包含固定框架4、多根陶瓷膜套管5、上侧连接管道6和下侧连接管道7，多根陶瓷膜套管5相互平行设置在固定框架4内，陶瓷膜套管5的上端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：包含设备壳体、过滤催化模块和换热器模块，过滤催化模块和换热器模块均设置在设备壳体内，过滤催化模块包含固定框架、多根陶瓷膜套管、上侧连接管道和下侧连接管道，多根陶瓷膜套管相互平行设置在固定框架内，陶瓷膜套管的上端之间间隔地通过上侧连接管道连接，陶瓷膜套管的下端间隔地通过下侧连接管道连接，高温烟气呈S型从多根陶瓷膜套管内折流过滤。2.根据权利要求1所述的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：所述多根陶瓷膜套管的上端与上侧连接管道连接，多根陶瓷膜套管的下端与下侧连接管道连接，上侧连接管道和下侧连接管道分别固定在固定框架内，上侧连接管道和下侧连接管道内设置有隔板使高温烟气呈S型从多根陶瓷膜套管内折流过滤。3.根据权利要求2所述的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：所述多根陶瓷膜套管的上端通过法兰结构与上侧连接管道连接，陶瓷膜套管的下端通过法兰结构与下侧连接管道连接，中间支撑架垂直于陶瓷膜套管固定在固定框架内且中间支撑架上开有与多根陶瓷膜套管匹配的通孔，多根陶瓷膜套管插入设置在中间支撑架的通孔内。4.根据权利要求2所述的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：所述下侧连接管道的一端固定在设备壳体一侧上且穿出设备壳体外侧通过法兰结构与烟气进气管道连接，烟气进气管道上设置有进气流量计和进气压力变送器，上侧连接管道的一端固定在设备壳体另一侧上且穿出设备壳体外侧通过法兰结构与烟气出气管道连接，烟气出气管道上设置有出气流量计。5.根据权利要求4所述的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：所述上侧连接管道上设置有泄压阀和就地压力表。6.根据权利要求1所述的一种高温烟气余热收集和除尘催化的陶瓷膜过滤设备，其特征在于：所述陶瓷膜套管的制备方法为：以金属基载体α
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Al2O3作为多孔陶瓷膜原料，将α
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Al2O3粉体分散到去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武林，张峰，季献华，李宽，贾伯林，姚志全，王辰，徐俊秀，
申请(专利权)人：江苏京源环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：