【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及处理高温气体的陶瓷滤管，属于环保治理领域；具体涉及一种多功能分体式陶瓷滤管及包含其的过滤器；该陶瓷滤管可实现除尘、脱硝的同步去除，属于一种催化脱硝滤芯产品。
技术介绍
1、高温陶瓷滤管是一种多功能环保材料，具有很高的过滤效率、良好的热稳定性和化学稳定性，陶瓷滤管表面膜具有密集的微米多孔结构，以陶瓷内层为支撑，可在陶瓷纤维之间形成孔道，在陶瓷多孔介质上表面加涂催化剂层可实现对高温烟气中nox、粉尘的同步治理。但是，已公开的均质多孔陶瓷和普通陶瓷分离膜一般是将催化材料以浸渍或涂覆的形式在陶瓷滤管纤维孔隙内部形成一层多孔膜均匀分布，陶瓷滤管的寿命一般由催化剂寿命决定，催化材料使用寿命一般为3-5年，陶瓷滤管使用寿命一般为10年，两者的寿命不一致，未达到使用期限的条件下只能一起更换，会造成资源的浪费。因此，需要研制分体式高温陶瓷过滤材料。
2、cn 212467731 u公开了一种陶瓷纤维催化剂滤管，包括内陶瓷滤管、外陶瓷滤管和第一催化体、第二催化体；内陶瓷滤管的外壁与外陶瓷滤管的内壁之间形成夹层，夹层内设有第一催化体，第二催化体被阻隔地设于内陶瓷滤管内，第一催化体和第二催化体均为球体，均为在陶瓷骨架上涂覆有催化剂涂层的复合结构体。通过将滤芯与催化体分开设置从而实现部件的单独更换，降低使用成本。该技术中采用球体催化材料为中间填充层，球体的比表面积较小，且球体之间存在较大的空腔，导致在整个中间层存在脱硝效率分布不均匀的情况，脱硝效率较低，使用较小的球体会减小空腔的存在，但会增大气体穿透阻力，造成系统需要克服的压力
3、cn 207385027 u公开了一种椭圆型气体净化滤管，是由净化滤管、固定连接法兰、陶瓷滤管、包复滤芯、定位基架、气体净化室组成，其中包复滤芯还包括陶瓷海绵，所述的陶瓷滤管过滤孔径大于包复滤芯孔径，当工业废气进入过滤器时，废气中的pm2.5大颗粒杂质被陶瓷滤管过滤挡住，有毒有害气体及小于pm2.5杂质由包复滤芯过滤，再通过陶瓷海绵对废气进一步过滤净化进入气体净化室，由净化室滤管排出。与现用空气过滤器采用的滤芯滤管相比，增加了过滤容器单位面积内滤管排布密度，过滤面积大过滤效果增强，可选择二种材料灵活应用。但是，该技术采用包复滤芯、陶瓷海绵针对粉尘pm2.5进行处理，侧重精密过滤效果，两种材料的成分不能对其他有毒有害气体进行处理。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多功能分体式陶瓷滤管及包含其的过滤器，在实现各自的过滤、催化功能的同时，可以容易地实现催化活性组分从过滤器中自由分离。
2、为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术一方面提供一种多功能分体式陶瓷滤管，所述多功能分体式陶瓷滤管为中空管状，其一端封闭、另一端开口，形成一开放式空腔；
4、所述多功能分体式陶瓷滤管包括可拆卸地套设在一起的陶瓷纤维外管与陶瓷纤维内管；
5、所述陶瓷纤维外管与陶瓷纤维内管之间形成一封闭的环形空间，所述环形空间内填充有无机纤维层，所述无机纤维层中掺杂有催化剂成分；
6、所述陶瓷纤维内管负载有催化膜层。
7、其中，所述无机纤维层中掺杂的催化剂成分为催化还原催化剂，所述催化膜层中的催化剂为催化氧化催化剂。
8、当含颗粒、氮氧化物、一氧化碳的气体经过所述多功能分体式陶瓷滤管时，由外向内流动，可依次实现除尘、催化还原、催化氧化的多重功能，该陶瓷滤管的各层结构紧凑，同时又互为独立，方便回收及更换。具体的，颗粒被捕获在滤管的外表面上，氮氧化物通过中间无机纤维层去除，一氧化碳通过陶瓷纤维内管去除，清洁的气体通过滤管的孔隙流入其空腔，向上从开口端流出。
9、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述多功能分体式陶瓷滤管的开口端为法兰段，其他部分为过滤段；所述法兰段的内壁与过滤段的内壁齐平，所述法兰段的外壁凸出并厚于过滤段，两段外壁连接处为一过渡斜面。
10、所述法兰段的设置可以使所述多功能分体式陶瓷滤管连接到过滤器的管板上。
11、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，在所述法兰段，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并与其密闭形成所述环形空间。更优选地，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并超出所述陶瓷纤维外管的内侧面而不超出外侧面；所述陶瓷纤维外管上与所述陶瓷纤维内管的延伸部位对应设置有凹陷部位，以实现密封连接。本领域技术人员理解的，在各断面的密封连接处可涂有硅溶胶作为粘合剂。
12、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述过滤段的总壁厚为25mm～30mm。
13、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，在所述过滤段，所述陶瓷纤维外管和所述陶瓷纤维内管的壁厚独立地为10mm～13mm。
14、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述无机纤维层中掺杂的催化剂成分为脱硝催化剂。更优选地，所述脱硝催化剂包括氧化钛与钒、钼的氧化物。
15、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述无机纤维层包括至少一层压实和掺杂所述催化剂成分的毡或绒。具体的，所述催化剂成分掺杂填充在无机纤维的间隙中。
16、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述无机纤维层通过以下步骤制备：
17、将催化剂成分的粉末加入水中制成浆料；
18、将无机纤维片材浸泡在所述浆料中，使所述浆料填充无机纤维之间的间隙；
19、将浸渍有催化剂成分的无机纤维片材置于具有板条形状的模具之间，并进行干燥；
20、干燥完成后脱模，对所得模体在500～550℃下进行煅烧2～3h，得到掺杂有催化剂成分的无机纤维层。
21、在所述无机纤维层的制备步骤中，更优选地，在模具中进行干燥的温度为160～180℃，时间为1～2h。
22、在所述无机纤维层的制备步骤中，更优选地，所述浆料的固体浓度按重量计为45％～65％，更优选为50％～60％。
23、根据本专利技术的多功能分体式陶瓷滤管，优选地，所述催化剂成分通过以下步骤制备：
24、在偏钛酸浆料中加入钼酸铵和仲钒酸铵，在120～140℃条件下进行混合、干燥为含水量在40wt％～50wt％的膏状；然后在500～600℃(优选520～560℃)下进行煅烧2～3h，经高温初烧，催化剂原料转化为氧化物；
25、煅烧后的物料粉碎研磨，使粒径≤20μm的粉末占总粉末重量的90％以上(优选≥98％)，即为所述催化剂成分的粉末。
26、所述偏钛酸浆料为二氧化钛(tio2)的水浆料，浓度优选为28wt％～33wt％，更优选为30wt％二氧化钛(tio2)的水浆料。对于该催化还原催化剂的具体制备过程均为本领域的常规技术，其中制备过程中各原料用量等本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述多功能分体式陶瓷滤管为中空管状，其一端封闭、另一端开口，形成一开放式空腔；
2.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述多功能分体式陶瓷滤管的开口端为法兰段，其他部分为过滤段；
3.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在所述法兰段，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并与其密闭形成所述环形空间。
4.根据权利要求3所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并超出所述陶瓷纤维外管的内侧面而不超出外侧面；所述陶瓷纤维外管上与所述陶瓷纤维内管的延伸部位对应设置有凹陷部位，以实现密封连接。
5.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述过滤段的总壁厚为25mm～30mm。
6.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在所述过滤段，所述陶瓷纤维外管和所述陶瓷纤维内管的壁厚独立地为10mm～13mm。
7.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层
8.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层包括至少一层压实和掺杂所述催化剂成分的毡或绒。
9.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层通过以下步骤制备：
10.根据权利要求9所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在模具中进行干燥的温度为160～180℃，时间为1～2h。
11.根据权利要求9所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述浆料的固体浓度按重量计为45％～65％，更优选为50％～60％。
12.根据权利要求1或9所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述催化剂成分通过以下步骤制备：
13.根据权利要求9所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维片材为由矿物纤维制成的纸、席或布；所述矿物纤维选自硅铝纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维片材为的厚度优选为0.25mm～2.5mm。
15.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在所述陶瓷纤维内管的内外表面上均负载有所述催化膜层，所述催化膜层的包括铂和银的氧化物。
16.根据权利要求15所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述催化膜层的厚度为200μm～400μm。
17.根据权利要求15所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，负载于所述陶瓷纤维内管上的催化膜层通过以下步骤制备：
18.根据权利要求17所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述浸渍液的固体浓度按重量计为5％～15％；其中，所述硝酸铂的重量含量为3％～4％，所述硝酸银的重量含量为4％～6％。
19.一种过滤器，其特征在于，所述过滤器包括权利要求1-18任一项所述多功能分体式陶瓷滤管。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述多功能分体式陶瓷滤管为中空管状，其一端封闭、另一端开口，形成一开放式空腔；
2.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述多功能分体式陶瓷滤管的开口端为法兰段，其他部分为过滤段；
3.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在所述法兰段，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并与其密闭形成所述环形空间。
4.根据权利要求3所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述陶瓷纤维内管向所述陶瓷纤维外管延伸并超出所述陶瓷纤维外管的内侧面而不超出外侧面；所述陶瓷纤维外管上与所述陶瓷纤维内管的延伸部位对应设置有凹陷部位，以实现密封连接。
5.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述过滤段的总壁厚为25mm～30mm。
6.根据权利要求2所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，在所述过滤段，所述陶瓷纤维外管和所述陶瓷纤维内管的壁厚独立地为10mm～13mm。
7.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层中掺杂的催化剂成分为脱硝催化剂；所述脱硝催化剂包括氧化钛与钒、钼的氧化物。
8.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层包括至少一层压实和掺杂所述催化剂成分的毡或绒。
9.根据权利要求1所述的多功能分体式陶瓷滤管，其特征在于，所述无机纤维层通过以下步骤制备：
10.根据权利要求9所述的多功能分体式...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱明英，崔岩，孙竹，朱繁，史光，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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