[发明专利]催化剂载体、催化剂复合过滤元件及其制备方法和装置

说明书

本发明提供一种催化剂载体、催化剂复合过滤元件及其制备方法和装置，本发明纤维层通过纤维纸轴卷形成，与具有粘结性质的辅助载体共同配合形成自支撑，并且纤维纸拥有良好的过滤性能，并且高温稳定性好，价格便宜；此外，辅助载体一方面能够对主要载体起到固定作用，避免催化剂在使用过程中发送迁移或者破坏的现象，另一方面辅助载体同样能够负载活性组分，提高了负载活性组分的比例，进而提高了催化性能；进一步的，本发明的制备工艺简单，工艺成本和材料成本较低，同时拥有优异的过滤性能和催化性能。

技术领域

本发明涉及高温气体一体化净化技术领域，更具体的，涉及一种催化剂载体、催化剂复合过滤元件及其制备方法和装置。

背景技术

在生物质气化、石油催化裂化、垃圾焚烧以及煤气化等众多领域中，各种工艺过程中的气体和排向大气环境的高温烟气普遍都含有粉尘颗粒和气态污染物，气态污染物主要包括NO_x、SO₂、VOCs等，根据环保要求，需要对气体中的污染物进行净化，例如在《火电厂大气污染物排放标准》中要求颗粒物排放浓度不高于30mg/m³，NO_x不高于100mg/m³。目前，粉尘颗粒物主要是通过过滤元件进行过滤分离，过滤元件包括滤袋、金属过滤元件、陶瓷粉末过滤元件和陶瓷纤维过滤元件，均可对1um以上颗粒有效过滤，其中陶瓷粉末过滤元件和陶瓷纤维过滤元件拥有良好的热稳定性、化学稳定性以及抗热震性，得到了广泛应用。NO_x脱除净化目前主要采用选择性催化还原技术(SCR)，在高温烟气中通入NH₃，在200-450℃温度区间内利用催化剂使NO_x和NH₃发生氧化还原反应生成N₂和H₂O，净化效率较高，通常可达85％以上，催化剂一般为钒钛系催化剂，较为成熟，是工业脱硝领域的主要催化剂。

传统的高温气体净化工艺中除尘与催化脱硝是在两个独立的操作单元中步进行的，存在工艺复杂、投资成本高、能耗高以及占地面积大等问题，故而实现除尘与脱硝一体化具有重大意义。催化复合过滤元件，即将脱硝催化剂负载到过滤上，形成具有脱NO_x功能的过滤元件，从而能够将除尘与催化脱硝集为一体，实现操作单元多功能化，解决分步净化存在的问题，极具应用前景。当高温烟气在流经该元件时，粉尘颗粒物被截留在元件外表面，形成粉尘层，当压降达到一定值后通过脉冲反吹施加一个逆向气流将粉尘层脱落，然后重新形成粉尘层不断循环，烟气中的NO_x则在流经元件内部孔道时，在催化剂的作用下与还原剂NH₃发生反应，生成无毒、无污染的N₂和H₂O。

目前工业应用的催化复合过滤元件存在压降大、催化性能不理想、寿命短以及价格昂贵等问题，主要归结于所用过滤元件不理想、催化剂负载工艺复杂、负载的催化剂易团聚等一系列问题。

发明内容

为了解决上述问题的至少一个，本发明提供一种催化剂载体、催化剂复合过滤元件及其制备方法和装置。

本发明第一方面实施例提供一种催化剂载体复合过滤元件，包括：

纤维纸，所述纤维纸通过轴卷形成若干层叠的纤维层；和

位于任意两层所述纤维层之间的催化剂载体层；

其中，所述催化剂载体层包括：

颗粒状的主要载体，铺设在所述纤维层的表面，以及

辅助载体，包覆在所述纤维纸内部的纤维表面同时容置于铺设所述主要载体形成的间隙中，所述辅助载体具有粘结性质。

在某些实施例中，所述主要载体的粒径处于1-400um。