陶瓷过滤器高温气体净化技术

在传统工艺中，高温气体的除尘和脱硫脱氮是分开进行的，在选择性催化还原脱氮之前先除尘，或者在燃烧之后再脱硫。这种多步操作增加了成本，也浪费能源。因此，在陶瓷高温除尘器的基础上，高温气体净化一体化技术应运而生。图5为催化性陶瓷过滤元件，即在陶瓷过滤器外表面涂一层过滤薄膜，在陶瓷内部加催化剂作为催化层。这种技术可用于脱氮脱硫、HCl等潜在的气态催化剂毒物的净化，及催化氧化VOC。

催化剂和陶瓷过滤器的组合方式较多，比较常用的方法有：(1)在多孔支撑层表面涂一层催化剂涂层，此法的催化剂层的厚度和结构变化的自由度很小，而且制造也比较困难。(2)在陶瓷过滤管制造过程中，将催化剂混入陶瓷颗粒，一起做成过滤元件，这种方法催化剂的接触面损失比较大。(3)在原来的陶瓷管上增加一根多孔内嵌管，在内嵌管和支撑管之间形成一层催化剂颗粒层。这种方法的优点是对催化性过滤器的潜在应用具有一定的灵活性，相对催化剂薄膜制作时间少；另外，如果填充具有高表面积的催化剂颗粒，就会提高催化能力。文献[11]用第3种方法制作了一种催化性过滤器，并装载焦油转化催化剂，净化苯和萘。

运用一体化技术的首要条件就是在的催化温度和过滤速度下，催化能力要尽可能的高，而压差要尽可能的低，特别是高温气体。加大过滤管的厚度，延长气流在陶瓷内的停留时间，可以提高过滤管的催化能力，但是这样过滤管的压降也增大了。所以，要调整这两者的关系，以最小的压降取得的催化性能。文献[12]利用纳米材料TiO2作为催化剂的载体，用特制的TiO2溶胶，通过溶胶凝胶过程，制得TiO2纳米材料。在这个过程中，可以使用乙酰丙酮和乙酸作为络合剂控制钛醇盐的水解和凝缩。催化剂采用V2O5-WO3体系，用浸渍法把催化剂整合到多孔陶瓷过滤元件上，使其具有的比表面积和的孔隙堵塞机率。试验结果表明，在过滤速度为2cm·s-1，进气NO浓度为5×10-4，300℃的条件下，NO的转化率达96%，而压降只有21mbar，完全满足高温除尘的要求。如果用SiO2代替TiO2作为催化剂，可以提高NO的转化率。而添加Pt的TiO2-V2O5催化剂系统，丙烯的氧化率达到了100%。

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