[发明专利]高温气体净化用玻璃包裹陶瓷结构微球的分离与再生方法

说明书

本发明提供了一种高温气体净化用玻璃包裹陶瓷结构微球再生方法，涉及高温除尘领域，解决了现有玻璃相包裹陶瓷微球除尘技术中，无法实现技术装置自身及体系连续化吸附高温烟气中超微粉尘的问题。本发明根据高温下玻璃相变之后由固态转化为液态，具有流动性的原理，充分利用高温下玻璃相粘性降低、流动性增强的特点，在离心力的作用下利用分离装置实现固相陶瓷球与附着尘粒的及其他的玻璃相的分离，达到陶瓷球的“净化”与“再生”；同时，“再生”后的陶瓷球可以再次进行包覆和使用，再次用来除尘，循环往复实现利用率最大化；收集的玻璃相中密度大的金属也可实现再回收，减少资源浪费，为可持续发展做出应有贡献。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料的分离与再生方法，特别涉及一种高温气体净化用玻璃包裹陶瓷结构微球的分离与再生方法。

背景技术

260℃以上温度的烟气被称为高温烟气。煤化工、冶金、电力、建材等行业每年产生大量的含尘高温烟气。这些烟气含尘量高，常含有氮氧化物、二氧化硫及二噁英等对环境有害的气体，直接排放会造成巨大的环境污染。为此，实际生产中需要除去高温含尘烟气中的尘粒，并随后进行硫、硝和一些有害气体的去除。其中主要途径就是通过过滤装置滤去尘粒，利用催化氧化等工艺除去有害气体。

现有的湿法除尘技术，是指使含尘气体与水(或其他液体)相接触，当含尘气流通过液体时，伴随传热和传质，利用液滴与粉尘粒的上下对冲碰撞、拦截、扩散等作用将尘粒从气流中分离出来的技术。如果在液体中加入催化剂，就能除去高温含尘气体中的有毒气体。颗粒层除尘器是利用物理化学性质极其稳定的固体颗粒构成除尘过滤层，从而实现对含尘的气体进行过滤除尘的一种高效的深层过滤式的除尘设备。但是在尘粒附着在颗粒床上时，就会形成一层灰饼，通常需要定期进行“反吹”除去灰饼，以降低气压降，然而“反吹”操作会使得陶瓷球温度骤降，周期性巨大的温差会对陶瓷球造成很多不可逆的影响。

针对260℃以上，特别是冶金工业等排放的含有腐蚀性且温度高达800℃的烟气，旋风分离除尘、袋式除尘、静电捕集除尘、金属材料除尘等并不能很好地满足使用需求。含尘量高的烟气再通过过滤装置时，会在过滤器外壁形成厚度不断增加的灰饼，过滤器内壁和外壁两侧的过滤压降随之增大。此时需要停止过滤，对过滤器进行反吹以除去灰饼，从而使得过滤器在后续工作中得以持续运行。然而周期性的反吹会对过滤器造成诸多不良影响。烟气中的有害气体则需要在尘粒除去后才能采用催化氧化等工艺进行脱除，否则高温含尘烟气中的烟尘粒子会附着使得催化剂载体的催化效率下降。传统工艺是先将高温烟气(水冷)降温后再除尘，由于很多使用效果优异的催化剂最佳的工作温度在300℃以上，因此在后段工序还需将除尘后的烟气进行升温，这又消耗很多能源。

目前湿法除尘和颗粒床除尘两种方法能够较好的处理以上问题。专利号为CN203108415U的“圆筒式烟气湿法除尘脱硫器”，通过设置多级伞罩的方式，上一级伞罩上留下来的水与主水管内的水一起流向下一级伞罩，提高了水资源的利用率，也使得烟气与水接触面积更大。但是还是面临着用水量大，并且副产品处理困难的问题。专利号为CN207371254U的“颗粒床除尘系统”，通过设置主颗粒床与副颗粒床，提高了除尘效果。但是依然没有解决反吹对装置带来的不可逆损害影响，例如反吹大温差下陶瓷颗粒破裂等。而且除尘后的气体还需进一步除去硫、硝等及其他有害气体，从资源和节能、占地等角度讲，仍有待改进。

如果以物理化学性质稳定的颗粒床陶瓷球作为核心，表面包覆薄薄一层玻璃相，就能够实现固相与玻璃相相结合的方式进行除尘。在除尘完成后，只需分离陶瓷球与吸附尘粒的玻璃相，无需进行“反吹”以除去灰饼，也就不会损伤陶瓷球。同时也可发挥出颗粒床陶瓷球耐高温、耐高压、结构简单的优势，以及高温下粘度较低的玻璃相吸附尘粒更强，加入催化剂可消除有害气体的特点。

玻璃相包裹陶瓷微球除尘，它是在物理化学性质稳定的陶瓷球表面包覆一层玻璃相，在高温下玻璃相的粘度可随温度进行调控，从而实现固相与玻璃相结合的新的除尘方法。如果该方案要实现连续化，必不可少的环节就是陶瓷球的“再生”。

发明内容