廢氣處理催化轉化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了廢氣污染催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元、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有支路連接所述還原劑供應單元；所述控制單元分別控制微粒捕集單元、還原劑供應單元、催化還原單元和溫度傳感器。所述催化還原單元包括多個可繞轉動軸轉動的圓柱形的催化還原器，所述催化還原器的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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有活動式的減壓緩沖結構。本發(fā)明根據廢氣的溫度轉換不同的催化劑進行處理，從而使得催化效率最大化。
【專利說明】
廢氣處理催化轉化系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理領域，具體涉及的是廢氣處理催化轉化系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國城市空氣污染正在由煤煙型向機動車尾氣型發(fā)生轉變，汽車尾氣中的污染物主要有氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和固體顆粒物(PM)，其中PM2.5造成的城市霧霾嚴重影響人們的日常生活。相關技術中，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，從而使得廢氣達到國家規(guī)定的排放標準，但是隨著空氣污染日益加重，國家規(guī)定的排放標準越來越高，允許廢氣排放中氮氧化物和固定顆粒物的含量越來越低，因此需要進一步提高選擇性催化還原裝置的催化性能。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，解決相關廢氣處理處理裝置效率較低的教書問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元、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有支路連接所述還原劑供應單元。所述控制單元分別控制微粒捕集單元、還原劑供應單元、催化還原單元和溫度傳感器。所述溫度傳感器設于所述催化還原單元進氣一端。
[0005]所述催化還原單元包括轉動軸、進氣管以及連通進氣管的排氣管。所述轉動軸沿進氣管、排氣管的中軸線方向延伸并穿過進氣管和排氣管，所述轉動軸的兩端連接有電機，所述電機可帶動轉動軸轉動。所述轉動軸上依次排列有多個可繞轉動軸轉動的圓柱形的催化還原器，所述催化還原器的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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]所述催化還原器內還設有開閉盤，所述開閉盤位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤，所述通孔對準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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0007]所述催化還原器進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構，所述減壓緩沖結構為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片，當開閉盤需要轉動的時候，所述隔擋片進入減壓緩沖結構并于減壓緩沖結構內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片組成的空腔才能進入在后的催化還原器，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤完成轉動后，所述隔擋片抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0008]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤相互配合，當溫度傳感器檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤，使得開閉盤上的通孔對準適應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，從而實現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載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60%; (3)經步驟(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5h，得到負載25wt.% WO3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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高35%。
[0012]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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0013]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60 %；(3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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5h，得到負載有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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高30%。
[0015]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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于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載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60% ； (3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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5h，得到負載有Cr2O3-SO42VT12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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0018]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體。
[0021 ]所述殼體包括外殼體和內殼體，所述外殼體間隔包裹所述內殼體，使得外殼體與內殼體之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100°。
[0022]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0024]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0025]所述還原劑供應單元包括依次連接的固體尿素儲存罐、計量轉子和加熱分解管道，所述固體尿素儲存罐內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子相對于固體尿素儲存罐轉動。所述計量轉子的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐上的封閉罩，所述封閉罩對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩對準所述加熱分解管道處同樣設有通孔，轉動計量轉子，固體尿素儲存罐內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道，所述加熱分解管道盤曲折疊于微波發(fā)射裝置內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置時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，從而產生氨氣。
[0026]作為優(yōu)選，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
【附圖說明】
[0027]利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0028]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明減壓緩沖結構的結構示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明減壓緩沖結構另一視角的結構示意圖。
[0031 ]圖4是本發(fā)明還原劑供應單元的結構示意放大圖。
[0032]附圖標記:1、電機，2、轉動軸，3、催化還原單元，4、進氣管，5、溫度傳感器，6、開閉盤，7、催化還原器，8、減壓緩沖結構，9、排氣管，10、微粒捕集單元，11、外殼體，12、內殼體，
13、金屬絲網過濾體，14、還原劑供應單元，15、微波發(fā)射裝置，16、加熱分解管道，17、封閉罩，18、計量轉子，19、固體尿素儲存罐，20、隔擋片。
【具體實施方式】
[0033]結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0034]實施例一
[0035]參閱圖1，廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元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有支路連接所述還原劑供應單元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設于所述催化還原單元3進氣一端。
[0036]所述催化還原單元3包括轉動軸2、進氣管4以及連通進氣管4的排氣管9。所述轉動軸2沿進氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進氣管4和排氣管9，所述轉動軸2的兩端連接有電機I，所述電機I可帶動轉動軸2轉動。所述轉動軸2上依次排列有多個可繞轉動軸2轉動的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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內還設有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤6的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤6，所述通孔對準催化還原器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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0038]所述催化還原器7進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結構8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構8的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片20，當開閉盤6需要轉動的時候，所述隔擋片20進入減壓緩沖結構8并于減壓緩沖結構8內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片20組成的空腔才能進入在后的催化還原器7，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉動后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0039]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤6相互配合，當溫度傳感器5檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對準適應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，從而實現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。
[0041 ]所述高溫催化金屬載體包括負載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60%; (3)經步驟(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5h，得到負載25wt.% WO3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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高35%。
[0043]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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0044]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60 %；(3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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5h，得到負載有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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高30%。
[0046]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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于400°C后中溫催化金屬載體的催化活性迅速降低。
[0047]所述低溫催化金屬載體包括負載有Cr203-S042_/Ti02催化劑的金屬載體，Cr2O3-S04[/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60% ； (3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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5h，得到負載有Cr2O3-SO42VT12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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0049]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體13。
[0052]所述殼體包括外殼體11和內殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內殼體12，使得外殼體11與內殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體13的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體12分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體12擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100。。
[0053]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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。
[0054]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體12流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體13中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體13內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0055]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0056]參閱圖4，所述還原劑供應單元14包括依次連接的固體尿素儲存罐19、計量轉子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲存罐19內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子18為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子18的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子18相對于固體尿素儲存罐19轉動。所述計量轉子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩17對準所述加熱分解管道16處同樣設有通孔，轉動計量轉子18，固體尿素儲存罐19內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子18，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置15時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，從而產生氨氣。
[0057]具體實施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0058]實施例二
[0059]參閱圖1，廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元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有支路連接所述還原劑供應單元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設于所述催化還原單元3進氣一端。
[0000]所述催化還原單元3包括轉動軸2、進氣管4以及連通進氣管4的排氣管9。所述轉動軸2沿進氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進氣管4和排氣管9，所述轉動軸2的兩端連接有電機I，所述電機I可帶動轉動軸2轉動。所述轉動軸2上依次排列有多個可繞轉動軸2轉動的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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內還設有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤6的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤6，所述通孔對準催化還原器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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0062]所述催化還原器7進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結構8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構8的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片20，當開閉盤6需要轉動的時候，所述隔擋片20進入減壓緩沖結構8并于減壓緩沖結構8內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片20組成的空腔才能進入在后的催化還原器7，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉動后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0063]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤6相互配合，當溫度傳感器5檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對準適應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，從而實現廢氣處理效率和效果的最大化。
[0064]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。
[0065]所述高溫催化金屬載體包括負載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.35μπι，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65%; (3)經步驟(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5h，得到負載25wt.% WO3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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高36%。
[0067]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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0068]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.35μπι，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65 %；(3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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5h，得到負載有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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于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載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.35μπι，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65% ； (3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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5h，得到負載有Cr2O3-SO42VT12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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的65 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高32%。
[0073]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過80%。
[0074]相比于使用單一催化劑，使用本發(fā)明的催化轉化系統(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。
[0075]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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體13 ο
[0076]所述殼體包括外殼體11和內殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內殼體12，使得外殼體11與內殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體13的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體12分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體12擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100。。
[0077]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體12流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體13中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體13內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0079]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0080]參閱圖4，所述還原劑供應單元14包括依次連接的固體尿素儲存罐19、計量轉子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲存罐19內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子18為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子18的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子18相對于固體尿素儲存罐19轉動。所述計量轉子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩17對準所述加熱分解管道16處同樣設有通孔，轉動計量轉子18，固體尿素儲存罐19內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子18，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置15時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，從而產生氨氣。
[0081 ]具體實施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0082]實施例三
[0083]參閱圖1，廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元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有支路連接所述還原劑供應單元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設于所述催化還原單元3進氣一端。
[0084]所述催化還原單元3包括轉動軸2、進氣管4以及連通進氣管4的排氣管9。所述轉動軸2沿進氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進氣管4和排氣管9，所述轉動軸2的兩端連接有電機I，所述電機I可帶動轉動軸2轉動。所述轉動軸2上依次排列有多個可繞轉動軸2轉動的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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內還設有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤6的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤6，所述通孔對準催化還原器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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0086]所述催化還原器7進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結構8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構8的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片20，當開閉盤6需要轉動的時候，所述隔擋片20進入減壓緩沖結構8并于減壓緩沖結構8內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片20組成的空腔才能進入在后的催化還原器7，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉動后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0087]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤6相互配合，當溫度傳感器5檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對準適應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，從而實現廢氣處理效率和效果的最大化。
[0088]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載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0092]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于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載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的70 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高31 %。
[0097]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體13 ο
[0?00]所述殼體包括外殼體11和內殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內殼體12，使得外殼體11與內殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體13的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體12分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體12擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100。。
[0101 ]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體12流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體13中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體13內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0103]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0104]參閱圖4，所述還原劑供應單元14包括依次連接的固體尿素儲存罐19、計量轉子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲存罐19內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子18為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子18的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子18相對于固體尿素儲存罐19轉動。所述計量轉子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩17對準所述加熱分解管道16處同樣設有通孔，轉動計量轉子18，固體尿素儲存罐19內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子18，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置15時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，從而產生氨氣。
[0105]具體實施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0106]實施例四
[0107]參閱圖1，廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元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有支路連接所述還原劑供應單元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設于所述催化還原單元3進氣一端。
[0108]所述催化還原單元3包括轉動軸2、進氣管4以及連通進氣管4的排氣管9。所述轉動軸2沿進氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進氣管4和排氣管9，所述轉動軸2的兩端連接有電機I，所述電機I可帶動轉動軸2轉動。所述轉動軸2上依次排列有多個可繞轉動軸2轉動的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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內還設有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤6的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤6，所述通孔對準催化還原器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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0110]所述催化還原器7進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結構8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構8的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片20，當開閉盤6需要轉動的時候，所述隔擋片20進入減壓緩沖結構8并于減壓緩沖結構8內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片20組成的空腔才能進入在后的催化還原器7，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉動后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0111]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤6相互配合，當溫度傳感器5檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對準適應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，從而實現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載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0116]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于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載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的75 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高29%。
[0121]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體13
[0124]所述殼體包括外殼體11和內殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內殼體12，使得外殼體11與內殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體13的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體12分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體12擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100。。
[0125]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體12流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體13中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體13內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0127]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0128]參閱圖4，所述還原劑供應單元14包括依次連接的固體尿素儲存罐19、計量轉子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲存罐19內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子18為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子18的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子18相對于固體尿素儲存罐19轉動。所述計量轉子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩17對準所述加熱分解管道16處同樣設有通孔，轉動計量轉子18，固體尿素儲存罐19內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子18，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置15時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，從而產生氨氣。
[0129]具體實施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0130]實施例五
[0131]參閱圖1，廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，包括控制單元、還原劑供應單元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有支路連接所述還原劑供應單元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設于所述催化還原單元3進氣一端。
[0132]所述催化還原單元3包括轉動軸2、進氣管4以及連通進氣管4的排氣管9。所述轉動軸2沿進氣管4、排氣管9的中軸線方向延伸并穿過進氣管4和排氣管9，所述轉動軸2的兩端連接有電機I，所述電機I可帶動轉動軸2轉動。所述轉動軸2上依次排列有多個可繞轉動軸2轉動的圓柱形的催化還原器7，所述催化還原器7的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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內還設有開閉盤6，所述開閉盤6位于催化還原通道進氣的一端。所述開閉盤6的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤6，所述通孔對準催化還原器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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應。
[0134]所述催化還原器7進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構8，參閱圖2和圖3，所述減壓緩沖結構8為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構8的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片20，當開閉盤6需要轉動的時候，所述隔擋片20進入減壓緩沖結構8并于減壓緩沖結構8內部形成迷宮式結構，廢氣需經過多個相鄰隔擋片20組成的空腔才能進入在后的催化還原器7，從而暫時性降低廢氣壓力，使得在后的開閉盤6可以順利轉動，避免發(fā)生廢氣泄漏。在后的開閉盤6完成轉動后，所述隔擋片20抽離，廢氣恢復原有的壓強，快速地進入在后的催化還原通道。
[0135]在燃燒時各種因素的影響下，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，因此設置三種工作溫度不同的催化劑于催化還原通道內，與開閉盤6相互配合，當溫度傳感器5檢測到廢氣溫度后，根據其溫度，轉動開閉盤6，使得開閉盤6上的通孔對準適應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，從而實現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載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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，從而負載更多的W03/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80%時，在400?600°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于80%，500°C時超過92%，當溫度高于500°C后出現下降趨勢，但在600°C時NOx仍有65%的轉化率。
[0140]所述中溫催化金屬載體包括負載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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，從而負載更多的Ce02/W25Ti催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的60%時，在250?400°C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經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，NOx轉化率均高于60%，在250?300°C溫度下，NOx轉化率達到最高，接近80%，當溫度高于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載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih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，從而負載更多的Cr203-S042-/Ti02催化劑。當微蝕坑總面積占金屬載體表面總面積的80 %時，在150?250 °C環(huán)境下，經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體相比于沒有經過激光刻蝕的高溫催化金屬載體的催化效率提高28%。
[0145]負載1wt.%Ce的低溫催化金屬載體在150?250°C時，NOx轉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，NOx轉化率均超過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絡合反應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后得到最終產品。為了進一步提高催化活性，在催化劑表面擔載了占催化劑質量分數為0.5%的貴金屬Pt。所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體13 ο
[0148]所述殼體包括外殼體11和內殼體12，所述外殼體11間隔包裹所述內殼體12，使得外殼體11與內殼體12之間形成真空層，保持金屬絲網過濾體13的溫度，促進其被動燃燒再生，降低微粒捕集器內的排氣背壓。所述內殼體12分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體12的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體12擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100。。
[0149]微粒捕集器內流速以及微粒濃度的均勻性決定微粒捕集器內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，在微粒捕集器實際應用中，微粒捕集器的排氣參數(排氣入口速度)以及結構參數(擴張角、直徑比)對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]在進口流量(進口速度和進口面積)相同的情況下，直徑比小的內殼體12流經擴張部分時，速度降低得更少，產生的渦流效應較小，幾乎沒有，但是，較小的直徑比會使得微粒捕集器內排氣流速較高，排氣流速分布不均勻，從而導致實際過濾過程中微粒捕集器內的微粒集中于金屬絲網過濾體13的中心軸線處，加重金屬絲網過濾體13中心軸線處的負荷。當直徑比為2?4時，微粒捕集器各截面的速度分布更加均勻，從而金屬絲網過濾體13內微粒沉積分布較為均勻。此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為96%。
[0151]擴張角越小，從進氣管到擴張部分的過渡越平順，擴張角越大，越容易產生渦流區(qū)，且渦流區(qū)越向中心軸線靠近，因此，選擇擴張角為80°?100°，此時在同樣進氣流量的情況下，微粒捕集器捕集效率為95 %。
[0152]參閱圖4，所述還原劑供應單元14包括依次連接的固體尿素儲存罐19、計量轉子18和加熱分解管道16，所述固體尿素儲存罐19內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構。所述計量轉子18為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑。所述計量轉子18的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子18相對于固體尿素儲存罐19轉動。所述計量轉子18的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐19上的封閉罩17，所述封閉罩17對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩17對準所述加熱分解管道16處同樣設有通孔，轉動計量轉子18，固體尿素儲存罐19內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子18，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準所述加熱分解管道16的通孔處，尿素粉末掉落，廢氣吹動尿素粉末進入加熱分解管道16，所述加熱分解管道16盤曲折疊于微波發(fā)射裝置15內，尿素粉末經過微波發(fā)射裝置15時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，從而產生氨氣。
[0153]具體實施中，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
[0154]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.廢氣污染催化轉化系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元、還原劑供應單元、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有支路連接所述還原劑供應單元;所述控制單元分別控制微粒捕集單元、還原劑供應單元、催化還原單元和溫度傳感器;所述溫度傳感器設于所述催化還原單元進氣一端;所述催化還原單元包括轉動軸、進氣管以及連通進氣管的排氣管，所述轉動軸沿進氣管、排氣管的中軸線方向延伸并穿過進氣管和排氣管，所述轉動軸的兩端連接有電機;所述轉動軸上依次排列有多個可繞轉動軸轉動的圓柱形的催化還原器，所述催化還原器的內部沿其長度方向間隔設有多個催化還原通道，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設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設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設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； 所述催化還原器內還設有開閉盤，所述開閉盤位于催化還原通道進氣的一端；所述開閉盤的表面設有規(guī)律性排列的通孔，轉動開閉盤，所述通孔對準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，廢氣通過通孔進入該催化還原通道進行對應的催化還原反應； 所述催化還原器進氣的一端設有活動式的減壓緩沖結構，所述減壓緩沖結構為中空的圓柱形或圓盤狀，所述減壓緩沖結構的外表面間隔設有多個開口，每個開口上插有可活動的隔擋片，當開閉盤需要轉動的時候，所述隔擋片進入減壓緩沖結構并于減壓緩沖結構內部形成迷宮式結構； 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載有W03/Ti02催化劑的金屬載體，W03/Ti02催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，能量密度范圍為4\107?12\108胃/(^2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S12: 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.% WO3/T12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載有Ce02/W25Ti催化劑的金屬載體，Ce02/W25Ti催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60%; (3)經步驟(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質量百分含量為25%的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到負載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CeO2/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5h，得到負載有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載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體，Cr2O3-SO42-/T12催化劑通過下列步驟負載于金屬載體上:(I)對金屬載體進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2.25μπι，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60% ；(3)經步驟(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 = 5:1; (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°C下焙燒4h，得到WO3質量百分含量為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質量百分含量為25 %的W03/Ti02催化劑浸入其中，室溫攪拌Ih后得到Cr203-S042_/Ti02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5h，得到負載有Cr2O3-SO42VT12催化劑的金屬載體。2.根據權利要求1所述的廢氣處理催化轉化系統(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I: 1.5，鉻離子濃度為0.2mol/L;于80°C絡合反應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后得到最終產品；所述微粒捕集金屬載體切割成細長狀后相互搭接形成金屬絲網，所述金屬絲網上下連接形成密集多孔的金屬絲網過濾體;所述殼體包括外殼體和內殼體，所述外殼體間隔包裹所述內殼體，外殼體與內殼體之間形成真空層;所述內殼體分為擴張部分、過濾部分和收縮部分，所述擴張部分連接進氣管，所述收縮部分連接排氣管，其中所述內殼體的收縮部分的外徑與排氣管外徑，即直徑比，為2.5?4，所述內殼體擴張部分的角度，即擴張角，為80°?100°。3.根據權利要求2所述的廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬載體表面擔載有占催化劑質量分數為0.5 %的貴金屬Pt。4.根據權利要求1或2所述的廢氣處理催化轉化系統(tǒng)，其特征在于，所述還原劑供應單元包括依次連接的固體尿素儲存罐、計量轉子和加熱分解管道，所述固體尿素儲存罐內存放有尿素粉末，其下端面傾斜形成帶有開口的錐狀結構;所述計量轉子為圓柱狀，其外表面間隔設有容納尿素粉末的凹坑;所述計量轉子的中心軸位置連接傳動裝置，帶動計量轉子相對于固體尿素儲存罐轉動;所述計量轉子的外表面間隔包裹有固定于所述固體尿素儲存罐上的封閉罩，所述封閉罩對準所述錐狀結構的開口處設有通孔，所述封閉罩對準所述加熱分解管道處同樣設有通孔，轉動計量轉子，固體尿素儲存罐內的尿素粉末進入凹坑內，繼續(xù)轉動計量轉子，裝有尿素粉末的凹坑轉動至對準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。5.根據權利要求4所述的廢氣污染催化轉化器，其特征在于，所述凹坑為直徑為5mm的半球狀。
【文檔編號】F01N3/035GK105927329SQ201610382773
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】吳本剛
【申請人】吳本剛