申请/专利权人：江苏天雅环保科技有限公司

申请日：2019-07-11

公开（公告）日：2021-10-12

公开（公告）号：CN110201541B

主分类号：B01D53/88(20060101)

分类号：B01D53/88(20060101);B01D53/44(20060101);B01D53/56(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.10.12#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.06#公开

摘要：本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置，属于催化剂的负载技术领域。所述方法包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。本发明提供的方法和装置能够确保催化剂负载均匀，滤芯透气率好，且能够精确控制催化剂的用量，避免造成不必要的浪费。

主权项：1.一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；所述出液孔遍布催化剂喷杆；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上；所述负压为-500pa～-1000pa；所述负压条件下，催化剂的分散液被吸附到陶瓷纤维滤芯的侧壁中均匀分布，但滤芯外表面没有催化剂。

全文数据：一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置技术领域本发明涉及催化剂的负载技术领域，尤其涉及一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置。背景技术随着社会发展越来越快，大气污染已成为困扰人们生活的一大危害，工业生产中产生的废气中含有多种对人体有害的成分，而催化剂分解有害气体通常需要较高的温度220～450℃，常规的技术是将催化剂负载在蜂窝状的硬质陶瓷上，这种方式有较多缺陷：废气与催化剂接触时间短，反应效率低，粉尘容易覆盖接触面，也比较容易堵塞催化剂的蜂窝孔。而把催化剂负载在高温陶瓷纤维滤芯上，就能完全避免以上的缺陷。主要体现在：1、高温陶瓷纤维滤芯耐温高≤1000℃，能负载各个温度点的催化剂；2、高温陶瓷纤维滤芯气孔率高＞80％，可处理大体量的烟气；3、高温陶瓷纤维滤芯结构紧密，能将粉尘挡在滤芯外表面，废气可进入滤芯进行高效反应。现有负载催化剂的技术一般为浸制，即用浸泡的方法将催化剂负载在滤芯上，这种方法存在很多弊端，如催化剂负载不均匀，会在滤芯向下重力段的部位集聚较多的催化剂，滤芯透气量降低，同等效力下需使用更多的催化剂等。发明内容有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置，本发明提供的方法能够确保催化剂负载均匀，滤芯透气率好，且能够精确控制催化剂的用量，避免造成不必要的浪费。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法，包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。优选的，所述喷射完成后，保持负压条件4～6min。优选的，所述催化剂被负载到陶瓷纤维滤芯上后，还包括对负载后所得材料进行烘干。优选的，所述出液孔由高回弹橡胶经激光打孔形成。优选的，所述催化剂的分散液通过将催化剂与水混合得到。优选的，所述负压为-500Pa～-1000Pa。本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置，包括喷射装置1、负压仓2和真空泵3；所述喷射装置包括储液箱4、催化剂喷杆5和高压泵6；所述储液箱4与催化剂喷杆5相连通，所述高压泵6与催化剂喷杆5相连，所述真空泵3与负压仓2相连；所述催化剂喷杆5上设有出液孔。优选的，所述储液箱4内还设有搅拌装置7。优选的，在所述喷射装置1的底部设有滑轨8。优选的，所述高压泵6上设有电器控制系统。本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法，包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。本发明催化剂喷杆上设有出液孔，出液稳定，喷涂的均匀性好，且在负压条件下催化剂溶液被吸附到滤芯的壁厚中均匀分布，同时负压还能吸走多余的水分，让催化剂不再迁移，纤维间不会有局部堆积较多催化剂的地方而影响透气量；再者，催化剂喷杆可以精确控制催化剂的用量，避免造成不必要的浪费；此外，催化剂在滤芯内部均匀分布，但滤芯表面没有催化剂，减少催化剂中毒和减少催化剂的使用量。本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置，本发明的装置结构简单，容易操作。附图说明图1为本发明提供的陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置的结构示意图，其中，1-喷射装置，2-负压仓，3-真空泵，4-储液箱，5-催化剂喷杆，6-高压泵，7-搅拌装置，8-滑轨，9-负压仓上盖，10-负压仓底座，11-堵头，12-液压提升杆，13-固定支架。具体实施方式本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法，包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。本发明将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部。本发明对所述陶瓷纤维滤芯的规格没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知规格的陶瓷纤维滤芯即可。本发明对所述催化剂喷杆的规格没有特殊要求，可根据实际需要进行选择和调整，如喷杆的长度、直径等均可以自行设计。在本发明中，所述催化剂喷杆上设有出液孔，用于喷射催化剂的分散液。在本发明中，所述出液孔优选由高回弹橡胶经激光打孔形成，可通过提高高压泵的压力或流速达到工艺需要的喷出量要求；本发明对所述高回弹橡胶的具体种类没有特殊要求，本领域熟知的高回弹橡胶均可，如三元乙丙橡胶、氯丁胶等。在本发明中，所述出液孔在没有压力的情况下优选为闭合状态，受压后成0.7～1.3mm的圆形喷口。在本发明中，所述相邻出液孔的距离优选为5～10mm，本领域技术人员也可根据实际情况对出液孔的数量、间距和规格进行调整。本发明在催化剂喷杆上设置出液孔，有利于稳定出液，喷涂的均匀性好。本发明对所述催化剂喷杆插入陶瓷纤维滤芯内部的方式没有特殊要求，能实现进入滤芯内部的任意方式均可。插入的具体位置本领域技术人员可根据实际需要自行调整设计。当插入滤芯内部的正中央位置时，催化剂在陶瓷纤维滤芯上分布的最为均匀。将催化剂喷杆插入陶瓷纤维滤芯内部后，本发明在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。本发明对所述催化剂的种类没有特殊要求，任意粉末状的催化剂均可，具体的，催化剂可以为处理VOCS有机废气常用的贵金属催化剂，脱硝常用的重金属催化剂等，但不局限于这些催化剂。在本发明中，所述催化剂的粒径优选为250～350目，更优选为300目。在本发明中，所述催化剂的分散液优选通过将催化剂与水混合均匀得到。本发明对所述催化剂的分散液的浓度没有特殊要求，只要能够将催化剂分散均匀即可。在本发明中，所述负压优选为-500Pa～-1000Pa。所述负压条件下，催化剂的分散液被吸附到陶瓷纤维滤芯的侧壁中均匀分布，但滤芯外表面没有催化剂，因为催化剂为颗粒状，在负载过程中吸附在滤芯内部纤维上，而滤芯壁厚的内外空隙是有阶梯度的，外层的空隙小，内层的空隙大，负压时催化剂颗粒被外层较小间隙层拦截住，只有水及部分有机粘结剂能透过滤芯最外层被负压吸走能够减少催化剂中毒和减少催化剂的使用量，同时负压还能吸走多余的水分，让催化剂不再迁移，纤维间不会有局部堆积较多催化剂的地方而影响透气量。在本发明中，当陶瓷纤维滤芯的外径为150mm，壁厚为15mm时，催化剂颗粒沿壁厚方向迁移的距离为10～12mm。此外，本发明采用催化剂喷杆进行喷射，能够精确控制催化剂的喷射量，避免造成不必要的浪费。本发明对所述喷射的时间没有特殊要求，可根据喷射量进行控制。本发明所述喷射过程，实现了催化剂在陶瓷纤维滤芯上的负载。喷射停止后，本发明优选继续保持负压条件4～6min，以使催化剂在陶瓷纤维滤芯上充分扩散开来。催化剂被负载到陶瓷纤维滤芯上后，本发明优选还包括对负载后所得材料进行烘干。在本发明中，所述烘干的温度优选为120～150℃，本发明对所述烘干的时间没有特殊要求，能够确保陶瓷纤维滤芯干燥即可。本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置，如图1所示，包括喷射装置1、负压仓2和真空泵3；所述喷射装置1包括储液箱4、催化剂喷杆5和高压泵6；所述储液箱4与催化剂喷杆5相连通，所述高压泵6与催化剂喷杆5相连，所述真空泵3与负压仓2相连；所述催化剂喷杆5上设有出液孔。如图1所示，本发明提供的陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置包括喷射装置1，所述喷射装置包括储液箱4。在本发明中，所述储液箱4用于储存催化剂的分散液。作为本发明的一个实施例，所述储液箱4内还设有搅拌装置7，用于储液箱内液体的搅拌，以使催化剂分散均匀。在本发明中，所述喷射装置1包括催化剂喷杆5，所述催化剂喷杆5与储液箱4相连通。在本发明中，所述催化剂喷杆5用于喷射催化剂的分散液。在本发明中，所述催化剂喷杆上设置有出液孔，催化剂的分散液经由出液孔被喷射出来。作为本发明的一个实施例，所述催化剂喷杆包括管状基材和固定于管状基材外表面的橡胶圈，所述出液孔均匀分布在橡胶圈上，所述管状基材上设有直径为8～15mm的大孔，所述管状基材上的大孔与出液孔相通。在本发明中，所述喷射装置1还包括高压泵6，所述高压泵6与催化剂喷杆5相连。在本发明中，所述高压泵6用于向催化剂喷杆施加高压，当高压泵开启时，催化剂喷杆上的出液孔张开喷射出催化剂的分散液，当高压泵关闭时，催化剂喷杆上的出液孔关闭，停止喷射。作为本发明的一个实施例，所述高压泵6上设置有电器控制系统，所述电器控制系统用于控制高压泵的工作时间，进而控制催化剂分散液的喷射量。作为本发明的一个实施例，在所述喷射装置1的底部设有滑轨8。在本发明中，所述滑轨8用于实现催化剂喷杆的移动，以使催化剂喷杆插入到陶瓷滤芯内部指定位置。本发明提供的陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置包括负压仓2，所述负压仓2用于盛放陶瓷纤维滤芯，并为催化剂喷杆喷射提供负压环境。作为本发明的一个实施例，所述负压仓2包括负压仓底座10、负压仓上盖9和堵头11；所述负压仓底座10、负压仓上盖9和堵头11闭后使负压仓处于密闭状态。作为本发明的一个实施例，所述负压仓顶部设置有液压提升杆12和固定支架13，所述固定支架13、液压提升杆12与负压仓上盖9顺次连接；所述液压提升杆用于实现负压仓底座和负压仓上盖的分离。在本发明中，所述负压仓2与真空泵3相连。所述真空泵3用于将负压仓2抽真空到指定负压。本发明对所述负压仓的具体结构没有特殊要求。下面结合实施例对本发明提供的陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1采用的装置如图1所示。将长度2000mm，外径150mm，内径120mm的陶瓷纤维滤芯进行贵金属催化剂的负载，用于脱除VOCS有机废气；如图1装置，将500克金属钯粉倒入储液箱4加离子水500公斤，打开搅拌装置7搅拌均匀，催化剂喷杆为2米规格喷杆，出液孔遍布催化剂喷杆，出液孔受压后成1mm左右的圆形喷口，相邻出液孔间距为5mm。打开负压仓，压力为-500pa，装上长度为2米的滤芯，然后关闭负压仓2，启动真空泵3，然后将催化剂喷杆5插入滤芯内部定位，最后打开高压泵6，设置工作时间3分钟后停止，即喷入25公斤催化剂催化剂溶液箱内500公斤药剂可负载20支2米陶瓷纤维滤芯，负压真空泵3继续开启3分钟，吸干滤芯内的大部分水份后打开负压仓上盖9，拿出滤芯放入烘箱内烘干。此方案负载的催化剂滤芯，经测试几乎不减少透气率，并保持滤芯原来的强度。由以上实施例可知，本发明提供了一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法和装置，本发明提供的方法能够确保催化剂负载均匀，滤芯透气率好，且能够精确控制催化剂的用量，避免造成不必要的浪费。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将催化剂喷杆插入到陶瓷纤维滤芯的内部；所述催化剂喷杆上设有出液孔；在负压条件下，采用所述催化剂喷杆将催化剂的分散液喷射到所述陶瓷纤维滤芯的内壁，催化剂沿所述陶瓷纤维滤芯的壁厚方向扩散，被负载到陶瓷纤维滤芯上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷射完成后，保持负压条件4～6min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂被负载到陶瓷纤维滤芯上后，还包括对负载后所得材料进行烘干。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出液孔由高回弹橡胶经激光打孔形成。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂的分散液通过将催化剂与水混合得到。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负压为-500pa～-1000pa。7.一种陶瓷纤维滤芯负载催化剂的装置，其特征在于，包括喷射装置1、负压仓2和真空泵3；所述喷射装置包括储液箱4、催化剂喷杆5和高压泵6；所述储液箱4与催化剂喷杆5相连通，所述高压泵6与催化剂喷杆5相连，所述真空泵3与负压仓2相连；所述催化剂喷杆5上设有出液孔。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述储液箱4内还设有搅拌装置7。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述喷射装置1的底部设有滑轨8。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高压泵6上设有电器控制系统。

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