[發明專利]一種低溫等離子體協同催化劑脫除NOx的處理裝置及其處理方法

無效

• 申請號: 201210392930.7
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102872716A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 陳明功;范旭;李廣程;陳明強
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/38;B01J23/83
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于氮氧化物脫除技術領域，具體涉及一種低溫等離子體協同催化劑脫除NOx的處理裝置及其處理方法。?

背景技術

氮氧化物（NO_x）是由氮、氧兩種元素組成的化合物，它不僅是酸雨形成的主要原因，而且可與碳氫化物等反應形成光化學煙霧，是主要大氣污染物之一。氮氧化物主要來自燃煤煙氣（固定源）以及汽車尾氣（移動源）。隨著工業燃煤量增大和汽車保有量增加，其排放到大氣中的NO_x含量也隨之大量增加。因此，由NO_x引起的環境污染也越來越受到人們的重視。?

NO_x的水溶性和反應活性較差，治理較困難，技術要求高。常用的NO_x脫除方法包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、電子束照射法、活性焦吸附法、尿素法、氨法和鈷氨溶液脫除法等。NO_x選擇性催化還原（SCR）技術是指在催化劑存在下使還原劑優先與廢氣中的NO_x反應并使其還原為N₂的催化過程。目前，用NH₃作還原劑，在TiO₂-V₂O₅-WO₃催化劑作用下選擇性催化還原廢氣中的NO_x使之生成N₂，該方法在國外已經成功應用于治理固定源污染如硝酸廠尾氣、發電廠煙道氣、重油鍋爐廢氣等；對于流動污染源如汽車等的尾氣治理目前成熟的催化劑是以堇青石（2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂）蜂窩陶瓷為載體，用Al₂O₃和CeO₂為涂層，并用貴金屬為活性組分，可同時脫除CO、HC及NO_x的三效催化劑。?

近年來迅速發展的低溫等離子體催化（non-thermal?plasma?catalysis）技術是治理低濃度廢氣的有效方法之一，并得到深入研究和發展。國內外有關研究表明低溫等離子體協同催化作用相比單個作用時能有效增強氮氧化物脫除效率。Stefan?Broer等人在100～250℃下以氨為還原劑，采用介質阻擋放電產生低溫等離子體，并和V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑作用于模擬機動車尾氣（含82%N₂、13%O₂、5%H₂O、500mg/m³NO_x和500mg/m³NH₃），在低于140℃時不經過等離子體處理NO_X幾乎沒有脫除；當在催化轉化前附加介質阻擋放電時約有70%的NO_x被還原，此時溫度低于100℃；NO和NO₂在催化反應中共存，加強了催化反應的選擇性。天津大學劉昌俊等人通過X射線光譜證明了交流介質阻擋放電等離子體能在沸石微孔內引發催化反應，等離子體不僅能降低催化劑表面活化能，而且還誘導表面催化反應。?

雖然低溫等離子體協同催化脫除NO_X的催化劑種類很多，但大多采用貴重金屬催化劑，并且需要還原劑，因而導致NO_X的脫除成本較高，同時NO_x的脫除效率也有待進一步提高。因此，隨著NO_X污染的不斷加劇，研發簡潔高效的NO_X處理裝置和低溫活性較強的催化劑，是一個亟待解決的、同時具有十分重要的現實意義的技術問題。?

發明內容

本發明的目的之一是提供一種低溫等離子體協同催化劑脫除NOx的處理裝置。本處理裝置對NO_X的處理效果較好，而且本處理裝置易于小型化，便于在移動的汽車上安裝使用，同時本處理裝置的制造和運行費用均較低。?