廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了廢氣污染催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單元、微粒捕集單元和溫度傳感器，所述催化還原單元與所述微粒捕集單元通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元；所述控制單元分別控制微粒捕集單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單元和溫度傳感器。所述催化還原單元包括多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器，所述催化還原器的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催化還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道，兩兩所述催化還原器之間設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)。本發(fā)明根據(jù)廢氣的溫度轉(zhuǎn)換不同的催化劑進(jìn)行處理，從而使得催化效率最大化。
【專利說明】
廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及的是廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]我國城市空氣污染正在由煤煙型向機(jī)動(dòng)車尾氣型發(fā)生轉(zhuǎn)變，汽車尾氣中的污染物主要有氮氧化物(NOx)、一氧化碳(C0)、碳?xì)浠衔?HC)和固體顆粒物(PM)，其中PM2.5造成的城市霧霾嚴(yán)重影響人們的日常生活。相關(guān)技術(shù)中，主要是使用選擇性催化還原裝置(SCR) 處理氮氧化物，利用顆粒捕集器(DPF)處理固體顆粒物，從而使得廢氣達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著空氣污染日益加重，國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)越來越高，允許廢氣排放中氮氧化物和固定顆粒物的含量越來越低，因此需要進(jìn)一步提高選擇性催化還原裝置的催化性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，解決相關(guān)廢氣處理處理裝置效率較低的教書問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單元、微粒捕集單元和溫度傳感器，所述催化還原單元與所述微粒捕集單元通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元。所述控制單元分別控制微粒捕集單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單元和溫度傳感器。所述溫度傳感器設(shè)于所述催化還原單元進(jìn)氣一端。
[0005]所述催化還原單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣管以及連通進(jìn)氣管的排氣管。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸沿進(jìn)氣管、排氣管的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管和排氣管，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端連接有電機(jī)， 所述電機(jī)可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器，所述催化還原器的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0006]所述催化還原器內(nèi)還設(shè)有開閉盤，所述開閉盤位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。所述開閉盤的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤，所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0007]所述催化還原器進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片，當(dāng)開閉盤需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器，從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0008]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤相互配合，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤，使得開閉盤上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。
[0009]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250 ?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。
[0010]所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有w〇3/Ti〇2催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25mi，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到 25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載25wt.% W03的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0011]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60% 時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高35%。[0〇12]在400?550 °C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°(:時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°(:后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°(:時(shí)勵(lì)1仍有 65%的轉(zhuǎn)化率。[0〇13]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25wii，能量密度范圍為4 X 107?12 X 108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 % ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(N03)3 ? 6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將W〇3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到負(fù)載l〇wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在 Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0014]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的 60%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高30%。[〇〇15]在250?300°C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0016]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr2〇3-S〇42-/Ti〇2催化劑的金屬載體，Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為 500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25_，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60% ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S〇42_:Ti02 = 1:4; (6)將溶液 B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在 600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr(N03)3 ? 9H20 溶于水得到硝酸鉻溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體。
[0017]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0018]負(fù)載10wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250 °C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。
[0019]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從 12.192g/kW.h下降至2.579g/kW.h，處理效果大幅度提升。
[0020]所述微粒捕集單元包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1:1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性，在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體。[0021 ]所述殼體包括外殼體和內(nèi)殼體，所述外殼體間隔包裹所述內(nèi)殼體，使得外殼體與內(nèi)殼體之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4,所述內(nèi)殼體擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°?100°。
[0022]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。
[0023]在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體中心軸線處的負(fù)荷。當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0024]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0025]所述還原劑供應(yīng)單元包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐、計(jì)量轉(zhuǎn)子和加熱分解管道，所述固體尿素儲(chǔ)存罐內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐上的封閉罩，所述封閉罩對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子，固體尿素儲(chǔ)存罐內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子，裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道，所述加熱分解管道盤曲折疊于微波發(fā)射裝置內(nèi)，尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。[〇〇26]作為優(yōu)選，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀?！靖綀D說明】
[0027]利用附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制， 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。[〇〇28]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明減壓緩沖結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明減壓緩沖結(jié)構(gòu)另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。[0031 ]圖4是本發(fā)明還原劑供應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0032]附圖標(biāo)記:1、電機(jī)，2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸，3、催化還原單元，4、進(jìn)氣管，5、溫度傳感器，6、開閉盤，7、催化還原器，8、減壓緩沖結(jié)構(gòu)，9、排氣管，10、微粒捕集單元，11、外殼體，12、內(nèi)殼體， 13、金屬絲網(wǎng)過濾體，14、還原劑供應(yīng)單元，15、微波發(fā)射裝置，16、加熱分解管道，17、封閉罩，18、計(jì)量轉(zhuǎn)子，19、固體尿素儲(chǔ)存罐，20、隔擋片。【具體實(shí)施方式】
[0033]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。[〇〇34] 實(shí)施例一[〇〇35]參閱圖1，廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3、微粒捕集單元10和溫度傳感器5,所述催化還原單元3與所述微粒捕集單元10通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元14。所述控制單元分別控制微粒捕集單元10、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3和溫度傳感器5。所述溫度傳感器5 設(shè)于所述催化還原單元3進(jìn)氣一端。
[0036]所述催化還原單元3包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、進(jìn)氣管4以及連通進(jìn)氣管4的排氣管9。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2沿進(jìn)氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管4和排氣管9,所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的兩端連接有電機(jī)1，所述電機(jī)1可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸2 轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器7,所述催化還原器7的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0037]所述催化還原器7內(nèi)還設(shè)有開閉盤6,所述開閉盤6位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。 所述開閉盤6的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器7上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道， 廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0038]所述催化還原器7進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)8,參閱圖2和圖3,所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片20,當(dāng)開閉盤6需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片20進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)8并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)8內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片20組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器7,從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0039]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤6相互配合，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,使得開閉盤6上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。
[0040]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250 ?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。[〇〇411所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25mi，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到 25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載25wt.% W03的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0042]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60% 時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高35%。[〇〇43]在400?550 °C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°(:時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°(:后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°(:時(shí)勵(lì)1仍有 65%的轉(zhuǎn)化率。[〇〇44]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25wii，能量密度范圍為4 X 107?12 X 108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 % ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(N03)3 ? 6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到負(fù)載l〇wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在 Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0045]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高30%。[〇〇46]在250?300 °C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。[〇〇47]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體，Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為 500ps?50ns、激光光斑半徑為2.25_，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60% ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S〇42_:Ti02 = 1:4; (6)將溶液 B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在 600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr(N03)3 ? 9H20 溶于水得到硝酸鉻溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體。
[0048]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。[〇〇49]負(fù)載10wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250 °C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。
[0050]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從 12.192g/kW.h下降至2.579g/kW.h，處理效果大幅度提升。
[0051]所述微粒捕集單元10包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1:1.5,鉻離子濃度為0.2m〇l/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性，在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體13。 [〇〇52]所述殼體包括外殼體11和內(nèi)殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內(nèi)殼體12，使得外殼體11與內(nèi)殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體13的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體12分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4,所述內(nèi)殼體12擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°? 100。。
[0053]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。[〇〇54] 在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體12流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體13中心軸線處的負(fù)荷。 當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體13內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0055]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0056]參閱圖4,所述還原劑供應(yīng)單元14包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐19、計(jì)量轉(zhuǎn)子18 和加熱分解管道16,所述固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐19轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐19上的封閉罩17,所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18,裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道16,所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內(nèi)， 尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置15時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。[〇〇57]具體實(shí)施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。[〇〇58] 實(shí)施例二[〇〇59]參閱圖1，廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3、微粒捕集單元10和溫度傳感器5,所述催化還原單元3與所述微粒捕集單元10通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元14。所述控制單元分別控制微粒捕集單元10、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3和溫度傳感器5。所述溫度傳感器5 設(shè)于所述催化還原單元3進(jìn)氣一端。[0〇6〇]所述催化還原單元3包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、進(jìn)氣管4以及連通進(jìn)氣管4的排氣管9。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2沿進(jìn)氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管4和排氣管9,所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的兩端連接有電機(jī)1，所述電機(jī)1可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸2 轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器7,所述催化還原器7的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0061]所述催化還原器7內(nèi)還設(shè)有開閉盤6,所述開閉盤6位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。 所述開閉盤6的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器7上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道， 廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0062]所述催化還原器7進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)8,參閱圖2和圖3,所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片20,當(dāng)開閉盤6需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片20進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)8并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)8內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片20組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器7,從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0063]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤6相互配合，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,使得開閉盤6上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。[〇〇64]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250 ?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。[〇〇65]所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.35mi，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到 25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于550 °C下焙燒5h，得到負(fù)載25wt.% W03的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0066]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65% 時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高36%。[〇〇67]在400?550 °C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°(:時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°(:后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°(:時(shí)勵(lì)1仍有65%的轉(zhuǎn)化率。[〇〇68]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.35wii，能量密度范圍為4 X 107?12 X 108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65 % ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(N03)3 ? 6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到負(fù)載l〇wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在 Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于550 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0069]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的 60%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高29%。
[0070]在250?300 °C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0071]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr2〇3-S〇42-/Ti〇2催化劑的金屬載體，Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為 500ps?50ns、激光光斑半徑為2.35_，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65% ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S〇42_:Ti02 = 1:4; (6)將溶液 B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在 600°C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr(N03)3 ? 9H20 溶于水得到硝酸鉻溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于550°C下焙燒5h，得到負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體。
[0072]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。[〇〇73]負(fù)載10wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。[〇〇74]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從 12.192g/kW.h下降至1.985g/kW.h，處理效果大幅度提升。[〇〇75]所述微粒捕集單元10包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1:1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性， 在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體13〇[0〇76]所述殼體包括外殼體11和內(nèi)殼體12,所述外殼體11間隔包裹所述內(nèi)殼體12,使得外殼體11與內(nèi)殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體13的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體12分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4,所述內(nèi)殼體12擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°? 100。。
[0077]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。
[0078]在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體12流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體13中心軸線處的負(fù)荷。 當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體13內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0079]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0080]參閱圖4,所述還原劑供應(yīng)單元14包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐19、計(jì)量轉(zhuǎn)子18 和加熱分解管道16,所述固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐19轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐19上的封閉罩17,所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18,裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道16,所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內(nèi)， 尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置15時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。[0081 ]具體實(shí)施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。[〇〇82] 實(shí)施例三[〇〇83]參閱圖1，廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3、微粒捕集單元10和溫度傳感器5,所述催化還原單元3與所述微粒捕集單元10通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元14。所述控制單元分別控制微粒捕集單元10、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3和溫度傳感器5。所述溫度傳感器5 設(shè)于所述催化還原單元3進(jìn)氣一端。
[0084]所述催化還原單元3包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、進(jìn)氣管4以及連通進(jìn)氣管4的排氣管9。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2沿進(jìn)氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管4和排氣管9,所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的兩端連接有電機(jī)1，所述電機(jī)1可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸2 轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器7,所述催化還原器7的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0085]所述催化還原器7內(nèi)還設(shè)有開閉盤6,所述開閉盤6位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。 所述開閉盤6的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器7上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道， 廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0086]所述催化還原器7進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)8,參閱圖2和圖3,所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片20,當(dāng)開閉盤6需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片20進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)8并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)8內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片20組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器7,從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0087]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤6相互配合，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6,使得開閉盤6上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。[〇〇88]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。
[0089]所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.40μπι，能量密度范圍為4X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于5000C下焙燒6h，得到負(fù)載25wt.% WO3的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0090]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70%時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高34%。
[0091]在400?550°C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°C時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°C后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°C時(shí)NOx仍有65%的轉(zhuǎn)化率。
[0092]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.40μπι，能量密度范圍為4 X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70 % ; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(NO3)3.6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到負(fù)載1wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 0C下焙燒6h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0093]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0094]在250?300°C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0095]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr203-S042_/Ti02催化劑的金屬載體，Cr2O3-S04[/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.40μπι，能量密度范圍為4\107?12\108胃/0112的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70 % ; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S042—:T12 = 1:4; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600 0C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr (NO3 )3.9H20溶于水得到硝酸鉻溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500 0C下焙燒6h，得到負(fù)載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體。
[0096]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高31 %。
[0097]負(fù)載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。
[0098]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從12.192g/kW.h下降至2.174g/kW.h，處理效果大幅度提升。
[0099]所述微粒捕集單元10包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1: 1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性，在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體13 ο
[0?00]所述殼體包括外殼體11和內(nèi)殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內(nèi)殼體12，使得外殼體11與內(nèi)殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體13的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體12分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內(nèi)殼體12擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°?100。。
[0101 ]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。
[0102]在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體12流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體13中心軸線處的負(fù)荷。當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體13內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0103]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0104]參閱圖4，所述還原劑供應(yīng)單元14包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐19、計(jì)量轉(zhuǎn)子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐19轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內(nèi)，尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置15時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。
[0105]具體實(shí)施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0106]實(shí)施例四
[0107]參閱圖1，廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3、微粒捕集單元10和溫度傳感器5，所述催化還原單元3與所述微粒捕集單元10通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元14。所述控制單元分別控制微粒捕集單元10、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3和溫度傳感器5。所述溫度傳感器5設(shè)于所述催化還原單元3進(jìn)氣一端。
[0108]所述催化還原單元3包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、進(jìn)氣管4以及連通進(jìn)氣管4的排氣管9。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2沿進(jìn)氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管4和排氣管9，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的兩端連接有電機(jī)I，所述電機(jī)I可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0109]所述催化還原器7內(nèi)還設(shè)有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。所述開閉盤6的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6，所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器7上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0110]所述催化還原器7進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片20，當(dāng)開閉盤6需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片20進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)8并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)8內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片20組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器7，從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0111]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤6相互配合，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。
[0112]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。
[0113]所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.45μπι，能量密度范圍為4X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于5500C下焙燒6h，得到負(fù)載25wt.% WO3的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0114]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75%時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高33%。
[0115]在400?550°C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°C時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°C后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°C時(shí)NOx仍有65%的轉(zhuǎn)化率。
[0116]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.45ym，能量密度范圍為4 X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75 %；(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(NO3)3.6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到負(fù)載1wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于550 0C下焙燒6h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0117]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高30%。
[0118]在250?300°C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0119]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體，Cr2O3-S04[/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.45μπι，能量密度范圍為4\107?12\108胃/0112的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75% ; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S042—:T12 = 1:4; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600 0C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr (NO3 )3.9H20溶于水得到硝酸鉻溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于550 °C下焙燒6h，得到負(fù)載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體。
[0120]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高29%。
[0121]負(fù)載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。
[0122]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從12.192g/kW.h下降至2.063g/kW.h，處理效果大幅度提升。
[0123]所述微粒捕集單元10包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1: 1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性，在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體13
[0124]所述殼體包括外殼體11和內(nèi)殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內(nèi)殼體12，使得外殼體11與內(nèi)殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體13的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體12分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內(nèi)殼體12擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°?100。。
[0125]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。
[0126]在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體12流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體13中心軸線處的負(fù)荷。當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體13內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0127]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0128]參閱圖4，所述還原劑供應(yīng)單元14包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐19、計(jì)量轉(zhuǎn)子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐19轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內(nèi)，尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置15時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。
[0129]具體實(shí)施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0130]實(shí)施例五
[0131]參閱圖1，廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3、微粒捕集單元10和溫度傳感器5，所述催化還原單元3與所述微粒捕集單元10通過連通管道連接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元14。所述控制單元分別控制微粒捕集單元10、還原劑供應(yīng)單元14、催化還原單元3和溫度傳感器5。所述溫度傳感器5設(shè)于所述催化還原單元3進(jìn)氣一端。
[0132]所述催化還原單元3包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、進(jìn)氣管4以及連通進(jìn)氣管4的排氣管9。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2沿進(jìn)氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管4和排氣管9，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的兩端連接有電機(jī)I，所述電機(jī)I可帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道。所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體。所述高溫催化還原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布。
[0133]所述催化還原器7內(nèi)還設(shè)有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進(jìn)氣的一端。所述開閉盤6的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6，所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器7上的高溫催化還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)。
[0134]所述催化還原器7進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)8的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng)的隔擋片20，當(dāng)開閉盤6需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片20進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)8并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)8內(nèi)部形成迷宮式結(jié)構(gòu)，廢氣需經(jīng)過多個(gè)相鄰隔擋片20組成的空腔才能進(jìn)入在后的催化還原器7，從而暫時(shí)性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復(fù)原有的壓強(qiáng)，快速地進(jìn)入在后的催化還原通道。
[0135]在燃燒時(shí)各種因素的影響下，廢氣排放的溫度不同，而不同的催化劑最優(yōu)處理溫度不同，因此設(shè)置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內(nèi)，與開閉盤6相互配合，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到廢氣溫度后，根據(jù)其溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對(duì)準(zhǔn)適應(yīng)該溫度范圍的催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過與其溫度相匹配的效率最大化的催化還原通道，從而實(shí)現(xiàn)廢氣處理效率和效果的最大化。
[0136]所述高溫催化金屬載體在400?600°C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250?400°C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250°C環(huán)境下工作。
[0137]所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.50μπι，能量密度范圍為4X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于6000C下焙燒5h，得到負(fù)載25wt.% WO3的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體。
[0138]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的W03/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80%時(shí)，在400?600°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0139]在400?550°C溫度下，高溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于80%，500°C時(shí)超過92%，當(dāng)溫度高于500°C后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在600°C時(shí)NOx仍有65%的轉(zhuǎn)化率。
[0140]所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1 (體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.50μπι，能量密度范圍為4 X 17?12 X 18W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80 %；(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600°C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(NO3)3.6H20溶于水得到硝酸鈰溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到負(fù)載1wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Ce02/W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于600 0C下焙燒5h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體。
[0141]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時(shí)，在250?400°C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0142]在250?300°C溫度下，中溫催化金屬載體的催化活性隨溫度升高而增強(qiáng)，NOx轉(zhuǎn)化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，接近80%，當(dāng)溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0143]所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr203-S042_/Ti02催化劑的金屬載體，Cr2O3-S04[/Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(I)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半徑為2.50μπι，能量密度范圍為4\107?12\108胃/0112的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80 % ; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al203 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S042—:T12 = 1:4; (6)將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600 0C下焙燒4h，得到WO3質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr (NO3 )3.9H20溶于水得到硝酸鉻溶液，再將WO3質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鐸h后得到Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2O3-SO42VT12催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于600 0C下焙燒5h，得到負(fù)載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體。
[0144]金屬載體表面的微蝕坑可極大地增加金屬載體的總表面積，暴露更大的表面積形成氧化膜，從而負(fù)載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當(dāng)微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80 %時(shí)，在150?250 °C環(huán)境下，經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經(jīng)過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高28%。
[0145]負(fù)載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的增加而逐漸升高，接近100%。在175?250°C溫度范圍內(nèi)，NOx轉(zhuǎn)化率均超過80%。
[0146]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后廢氣中的NOx比排放從12.192g/kW.h下降至2.089g/kW.h，處理效果大幅度提升。
[0147]所述微粒捕集單元10包括殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻，硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1: 1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L。于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于60(TC焙燒5h后得到最終產(chǎn)品。為了進(jìn)一步提高催化活性，在催化劑表面擔(dān)載了占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體13 ο
[0148]所述殼體包括外殼體11和內(nèi)殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內(nèi)殼體12，使得外殼體11與內(nèi)殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網(wǎng)過濾體13的溫度，促進(jìn)其被動(dòng)燃燒再生，降低微粒捕集器內(nèi)的排氣背壓。所述內(nèi)殼體12分為擴(kuò)張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內(nèi)殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內(nèi)殼體12擴(kuò)張部分的角度，即擴(kuò)張角，為80°?100。。
[0149]微粒捕集器內(nèi)流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內(nèi)過濾體利用率的高低、過濾體再生周期以及過濾體使用壽命的長短，在微粒捕集器實(shí)際應(yīng)用中，微粒捕集器的排氣參數(shù)(排氣入口速度)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)(擴(kuò)張角、直徑比)對(duì)流速分布以及微粒濃度分布的均勻性有著非常重要的影響。
[0150]在進(jìn)口流量(進(jìn)口速度和進(jìn)口面積)相同的情況下，直徑比小的內(nèi)殼體12流經(jīng)擴(kuò)張部分時(shí)，速度降低得更少，產(chǎn)生的渦流效應(yīng)較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會(huì)使得微粒捕集器內(nèi)排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)際過濾過程中微粒捕集器內(nèi)的微粒集中于金屬絲網(wǎng)過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網(wǎng)過濾體13中心軸線處的負(fù)荷。當(dāng)直徑比為2?4時(shí)，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網(wǎng)過濾體13內(nèi)微粒沉積分布較為均勻。此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0151]擴(kuò)張角越小，從進(jìn)氣管到擴(kuò)張部分的過渡越平順，擴(kuò)張角越大，越容易產(chǎn)生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴(kuò)張角為80°?100°，此時(shí)在同樣進(jìn)氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0152]參閱圖4，所述還原劑供應(yīng)單元14包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐19、計(jì)量轉(zhuǎn)子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18為圓柱狀，其外表面間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐19轉(zhuǎn)動(dòng)。所述計(jì)量轉(zhuǎn)子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩17對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，固體尿素儲(chǔ)存罐19內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子18，裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動(dòng)尿素粉末進(jìn)入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內(nèi)，尿素粉末經(jīng)過微波發(fā)射裝置15時(shí)在微波的作用下分解生成氨氣和異氰酸，廢氣中的水蒸氣可使異氰酸分解，從而產(chǎn)生氨氣。
[0153]具體實(shí)施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0154]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.廢氣污染催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單 元、微粒捕集單元和溫度傳感器，所述催化還原單元與所述微粒捕集單元通過連通管道連 接，且所述連通管道上設(shè)有支路連接所述還原劑供應(yīng)單元;所述控制單元分別控制微粒捕 集單元、還原劑供應(yīng)單元、催化還原單元和溫度傳感器;所述溫度傳感器設(shè)于所述催化還原 單元進(jìn)氣一端;所述催化還原單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣管以及連通進(jìn)氣管的排氣管，所述轉(zhuǎn)動(dòng) 軸沿進(jìn)氣管、排氣管的中軸線方向延伸并穿過進(jìn)氣管和排氣管，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端連接有 電機(jī);所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上依次排列有多個(gè)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形的催化還原器，所述催化還 原器的內(nèi)部沿其長度方向間隔設(shè)有多個(gè)催化還原通道，所述催還還原通道分為高溫催化還 原通道、中溫催化還原通道以及低溫催化還原通道;所述高溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋 狀的高溫催化金屬載體，所述中溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的中溫催化金屬載體，所 述低溫催化還原通道內(nèi)設(shè)置有螺旋狀的低溫催化金屬載體，所述高溫催化還原通道、中溫 催化還原通道以及低溫催化還原通道規(guī)律性排布；所述催化還原器內(nèi)還設(shè)有開閉盤，所述開閉盤位于催化還原通道進(jìn)氣的一端；所述開 閉盤的表面設(shè)有規(guī)律性排列的通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)開閉盤，所述通孔對(duì)準(zhǔn)催化還原器上的高溫催化 還原通道、中溫催化還原通道或低溫催化還原通道，遮蔽其余兩種催化還原通道，廢氣通過 通孔進(jìn)入該催化還原通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的催化還原反應(yīng)；所述催化還原器進(jìn)氣的一端設(shè)有活動(dòng)式的減壓緩沖結(jié)構(gòu)，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)為中空的 圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結(jié)構(gòu)的外表面間隔設(shè)有多個(gè)開口，每個(gè)開口上插有可活動(dòng) 的隔擋片，當(dāng)開閉盤需要轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，所述隔擋片進(jìn)入減壓緩沖結(jié)構(gòu)并于減壓緩沖結(jié)構(gòu)內(nèi) 部形成迷宮式結(jié)構(gòu)；所述高溫催化金屬載體在400?600 °C環(huán)境下工作，所述中溫催化金屬載體在250?400 °C環(huán)境下工作的，所述低溫催化金屬載體在150?250 °C環(huán)境下工作；所述高溫催化金屬載體包括負(fù)載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下 列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為水:氨 水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光斑半 徑為2.25wii，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬載體 表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕 坑總面積占金屬載體表面總面積的60%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于900°C中焙燒 5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層， 成分為摩爾比Si02: A12〇3 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液 A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B，將溶液B定量加入A中，劇烈攪拌得到25wt.%W03/ Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在25wt.%W03/Ti02催化劑溶膠中 30min，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于500°C下焙燒 5h，得到負(fù)載25wt.%W03的W03/Ti02催化劑的高溫催化金屬載體；所述中溫催化金屬載體包括負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通 過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗溶液成分為 水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps?50ns、激光光 斑半徑為2.25mi，能量密度范圍為4X107?12X108W/cm2的短脈沖激光照射清洗后的金屬 載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%; (3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載體于將清洗后 的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在所述金屬載體 的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:l;(5)將鈦酸丁酯、乙酸和乙醇按 摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于草酸溶液中得到溶液B; (6)將溶液B定量加入A 中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中l(wèi)l〇°C烘干，再在600°C下焙燒 4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Ce(N03)3 ? 6H20溶于水得到 硝酸鈰溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢鑜h后得到 負(fù)載10wt.%Ce的Ce02/W25Ti催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Ce02/ W25Ti催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘干，再于 500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Ce02/W25Ti催化劑的中溫催化金屬載體；所述低溫催化金屬載體包括負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體，Cr2〇3-S〇42-/ Ti02催化劑通過下列步驟負(fù)載于金屬載體上:(1)對(duì)金屬載體進(jìn)行堿洗去除表面油污，堿洗 溶液成分為水:氨水:雙氧水=5:1:1(體積比)；(2)利用波長為532nm，脈沖寬度為500ps? 50ns、激光光斑半徑為2.25mi，能量密度范圍為4X 107?12 X 108W/cm2的短脈沖激光照射清 洗后的金屬載體表面，使得清洗后的金屬載體表面局部升溫、熔融、汽化和相變爆炸，形成 微蝕坑，其中微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 % ;(3)經(jīng)步驟(2)處理后的金屬載 體于將清洗后的金屬載體于900°C中焙燒5h，使其表面形成氧化膜；(4)采用溶膠-凝膠法在 所述金屬載體的表面涂覆玻璃陶瓷涂層，成分為摩爾比Si02:Al2〇3 = 5:1; (5)將鈦酸丁酯、 乙酸和乙醇按摩爾比1:6:10攪拌得到溶液A，仲鎢酸銨溶于70 %的硫酸溶液中得到溶液B， 將溶液B定量加入A中，其中硫酸根與二氧化鈦的摩爾比為S〇42_:Ti02 = 1:4; (6)將溶液B定 量加入A中，劇烈攪拌得到溶膠，室溫放置得到干凝膠后恒溫干燥箱中110°C烘干，再在600 °C下焙燒4h，得到W03質(zhì)量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑；(7)將定量Cr(N03)3 ? 9H20溶 于水得到硝酸鉻溶液，再將W03質(zhì)量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫?cái)嚢?lh后得到Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑溶膠，將涂覆玻璃陶瓷涂層的金屬載體浸漬在Cr2〇3-S042-/Ti02催化劑溶膠中l(wèi)h，然后緩慢提拉出來，室溫下干燥過夜后置于烘箱中60°C下烘 干，再于500 °C下焙燒5h，得到負(fù)載有Cr2〇3-S〇42_/Ti02催化劑的金屬載體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征在于，所述微粒捕集單元包括 殼體和多塊微粒捕集金屬載體，所述微粒捕集金屬載體經(jīng)過下列步驟處理:取定量硝酸鉻， 硝酸鈷和檸檬酸溶于去離子水中，其中鉻離子與檸檬酸分子摩爾比為1:1.5,鉻離子濃度為 0.2mol/L;于80°C絡(luò)合反應(yīng)5h后涂抹于微粒捕集金屬載體上，所述微粒捕集金屬載體于600 °C焙燒5h后得到最終產(chǎn)品；所述微粒捕集金屬載體切割成細(xì)長狀后相互搭接形成金屬絲 網(wǎng)，所述金屬絲網(wǎng)上下連接形成密集多孔的金屬絲網(wǎng)過濾體;所述殼體包括外殼體和內(nèi)殼 體，所述外殼體間隔包裹所述內(nèi)殼體，外殼體與內(nèi)殼體之間形成真空層;所述內(nèi)殼體分為擴(kuò) 張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴(kuò)張部分連接進(jìn)氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中 所述內(nèi)殼體的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4,所述內(nèi)殼體擴(kuò)張部分的 角度，即擴(kuò)張角，為80°?100°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬載體表面擔(dān)載 有占催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇.5 %的貴金屬Pt。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢氣處理催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征在于，所述還原劑供應(yīng)單元包括依次連接的固體尿素儲(chǔ)存罐、計(jì)量轉(zhuǎn)子和加熱分解管道，所述固體尿素儲(chǔ)存罐內(nèi)存 放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結(jié)構(gòu);所述計(jì)量轉(zhuǎn)子為圓柱狀，其外表面 間隔設(shè)有容納尿素粉末的凹坑;所述計(jì)量轉(zhuǎn)子的中心軸位置連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子 相對(duì)于固體尿素儲(chǔ)存罐轉(zhuǎn)動(dòng);所述計(jì)量轉(zhuǎn)子的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲(chǔ)存 罐上的封閉罩，所述封閉罩對(duì)準(zhǔn)所述錐狀結(jié)構(gòu)的開口處設(shè)有通孔，所述封閉罩對(duì)準(zhǔn)所述加 熱分解管道處同樣設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子，固體尿素儲(chǔ)存罐內(nèi)的尿素粉末進(jìn)入凹坑內(nèi)，繼 續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)量轉(zhuǎn)子，裝有尿素粉末的凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)所述加熱分解管道的通孔處;所述加熱 分解管道盤曲折疊于微波發(fā)射裝置內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢氣污染催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于，所述凹坑為直徑為5mm的 半球狀。
【文檔編號(hào)】F01N13/08GK105952512SQ201610446258
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】張志華