[發明專利]一種含NOX廢氣的凈化方法

無效

• 申請號: 00116408.2
• 申請日: 2000-06-08
• 公開（公告）號: CN1275425A
• 公開（公告）日: 2000-12-06
• 發明（設計）人: 黃立維
• 申請（專利權）人: 黃立維
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56;B01D53/86;B01D53/14
• 代理公司: 寧波市專利事務所
• 代理人: 張剛

本發明是涉及用于除去各種生產過程廢氣中含有氮氧化物NOx的方法，更具體是涉及用電暈放電和固體吸收劑聯合的方式去除廢氣中含有的NOx凈化方法。

氮氧化物NOx主要包括NO和NO₂產生于燃料燒和各種生產加工過程，大量的氮氧化物排放是引起大氣光化學霧和酸雨的主要原因之一。

一般地，目前NOx治理的主要方法有干法和濕法兩種。其中干法有催化還原法和吸附法：催化還原法是目前處理燃料廢氣的主要手段之一，但催化劑對運行條件要求較高，投資和運轉費用較高，不適合低溫排放源的應用；吸附法對NOx的脫除效率高，但因吸附劑容量有限，因而設備體積龐大，且再生耗能大。濕法是采用各種液體對NOx進行吸收，但對含NO較多的NOx，其處理效率較低，且廢液需二次處理。

由脈沖放電和無聲放電等產生的非平衡等離子技術作為一種新型的NOx廢氣治理技術，近年來得到各國研究者的廣泛研究。研究發現用非平衡等離子技術能實現NOx的氧化和還原反應。一般在有氧化劑存在下主要發生氧化反應，而在還原劑存在下主要發生還原反應。但由于非平衡等離子化學反應難于控制，因此在處理實際氣體時必須與其他方法聯合使用。Yang等在EnvironmentalProgress?17(3)：183-189，1998，報導了采用兩段式，即先經非平衡等離子反應器使NOx中的NO被氧化為NO₂后，再由吸收器吸收，以解決用液體吸收法對含NO較多的NOx處理效率較低的問題。該法雖然克服了NO難于吸收的問題，但其工藝依然復雜。也有報導采用水膜放電反應器如Mizuno?A等IEEE-LAS?Transac-tions?31(6)：1463-1467，1995，但該法的實際應用面臨的困難是由于水的蒸法導致能耗很大，并且被處理氣體溫度不能超過100℃和水的二次處理問題。

本發明的目的是在于設計和提供了一種非平衡等離子技術化學反應吸收器的方法，是采用電暈放電和固體吸收劑聯合的方法以克服上述用非平衡等離子技術處理NOx的問題。

本發明的內容是在于提供用于氣流中NOx凈化方法，其特征是由電暈放電和固體吸收劑聯合一體的反應吸收器組成，其中在電暈放電所需的兩電極之間的一電極表面部分或全部覆蓋有一定厚度的多孔性吸收材料，使被處理氣體通過由吸收材料表面和另一放電電極組成的空間，使氣流中的NO在電暈放電作用下被氧化為NO₂，所生成的NO₂與裝在反應器內的固體吸收劑發生吸收反應被吸收，從而達到氣體凈化，吸收飽和后的吸收劑通過解吸反應后再生。

吸收過程的主要反應，以Mg(OH)2作吸收劑為例：

解吸過程的主要反應在250～350℃范圍：

本發明所采用的電暈放電反應吸收器的結構形式可以是線—筒、線—板式和針—板式，電極材料包括普通導電材料、兩電極的距離為10～100mm。

本發明所采用電暈放電的供電方式包括交流和脈沖，其中交流供電的電壓為5K～100KV、頻率為20～50KHz：脈沖供電的電壓為±5K～±150KV，脈沖重復頻率為10～2KHz。

本發明所采用的電暈放電反應吸收器內作為固體吸收劑的包括鈣、鎂或鋅的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽及相應礦物。另外也可在吸收劑材料中添加一定量的一元或多元具有催化活性的過渡金屬如釩、鈦、錳、鉻、銅、鎳、鈦和鐵的氧化物或貴金屬鉑、銠、鈀作為輔助材料以加強反應。吸收劑的載體材料可以是氧化鋁、氧化硅和二氧化鈦。

固體吸收劑與電極的結合方式可以是直接涂裝成型和預先成型后組裝，徑向吸收劑高度一般為1～30m，視反應器大小及負荷大小設定。電暈放電反應吸收器反應器的工作溫度可為室溫～200℃，一般以小于100℃為宜。氣體在反應器內的停留時間為2～5s。

吸收劑解吸再生是通過對吸收劑加熱脫吸反應后再生的，加熱的方式可以是用裝在反應器內的電熱絲加熱和熱氣流加熱。解吸溫度為250～700℃，視采用的吸收劑不同而變化。解吸可在氮氣、空氣和水蒸氣中進行，可回收解吸后的NOx，也可在氮氣中加入還原氣體，如氨氣和輕烴等，經電暈放電或催化劑存在下把脫吸后的氣體還原為氮氣。

裝置可以由上述的反應吸收器多個串聯和并聯組成交替工作。