[實(shí)用新型]一種光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物的反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721801347.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN207899231U
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金秀;陳進(jìn)生;江長水
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郭錦輝

一種光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物的反應(yīng)裝置，它包括質(zhì)量流量計(jì)(1)、混合器(2)、注射泵(3)、汽化室(4)、預(yù)熱器(5)、加熱箱(6)、反應(yīng)器(7)、石英窗(8)、冷阱(9)以及質(zhì)譜儀、吸收瓶。反應(yīng)器(7)放置于加熱箱(6)內(nèi)，加熱箱(6)可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器(7)的溫度控制，同時(shí)加熱箱(6)上裝有石英窗(8)，光源透過石英窗(8)達(dá)到反應(yīng)器(7)，從而使得光源、熱原共同作用于反應(yīng)器(7)位置。工作時(shí)，反應(yīng)器(7)內(nèi)裝入催化劑，通過質(zhì)量流量計(jì)(1)控制各氣源流量，通過注射泵(3)將水注入到汽化室(4)汽化控制反應(yīng)體系的水汽含量，從而模擬煙氣組分，控制反應(yīng)器(7)的溫度和光源強(qiáng)度，氮氧化物經(jīng)過催化劑時(shí)被光熱協(xié)同催化脫除。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

氮氧化物(NOx)是大氣環(huán)境中主要的污染物之一，是形成酸雨、光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)。為有效應(yīng)對日趨嚴(yán)峻的大氣污染形勢，國家對NOx排放的控制標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。目前，電站煙氣NOx的脫除技術(shù)一般采用選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)兩種工藝，但均存在投資成本較高、反應(yīng)溫度要求高、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)，因此，迫切需要開發(fā)一種脫除效率高、運(yùn)行能耗低、適用溫度窗口范圍廣的工業(yè)燃煤煙氣中NOx處理方法。光催化氧化脫除NOx的研究逐漸成為大氣污染控制領(lǐng)域前沿性研究方向之一。目前光催化脫除NOx的效率普遍偏低，尤其在脫除高濃度的NOx時(shí)效率更低，而通常電廠煙氣中的NOx濃度較高，所以光催化氧化脫除NOx的工業(yè)應(yīng)用存在困難。

根據(jù)現(xiàn)有的一些研究表明將光催化和熱催化有機(jī)的結(jié)合在一起，有望大大提高光催化反應(yīng)脫除NOx的效率。在實(shí)際煙氣脫硝應(yīng)用中，為避免粉塵的影響，脫硝裝置最好安裝在除塵器以后，這時(shí)煙氣溫度一般降至150 ^oC以下。如果仍選用目前的釩鈦催化劑來脫除煙氣中的NOx，則需將煙氣重新加熱至反應(yīng)溫度，這將造成極大的能耗。但是具有光熱協(xié)同作用的催化劑，可以在特定的光熱協(xié)同催化脫硝反應(yīng)裝置中，利用150 ^oC下煙氣的熱量和太陽光照(或者模擬太陽光照)，在相對較低的溫度窗口下脫除NOx，不僅提高光催化劑的脫硝效率而且減少能耗。所以光熱協(xié)同催化劑低溫光照脫除NOx具有良好的應(yīng)用前景。使用光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物需要專用的反應(yīng)裝置，而目前尚未見此類裝置的相關(guān)專利。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物的反應(yīng)裝置，該裝置能夠通過加熱箱實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的溫度控制，同時(shí)平行光可透過加熱箱上的石英窗，實(shí)現(xiàn)光、熱對催化劑的協(xié)同作用，在一定溫度條件下，提供光催化的氧化反應(yīng)，提高氮氧化物的脫除效率。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種光熱協(xié)同催化脫除氮氧化物的反應(yīng)裝置，它包括質(zhì)量流量計(jì)(1)、混合器(2)、注射泵(3)、汽化室(4)、預(yù)熱器(5)、加熱箱(6)、反應(yīng)器(7)、石英窗(8)、冷阱(9)以及質(zhì)譜儀、吸收瓶。4個質(zhì)量流量計(jì)(1)分別與N₂、SO₂、NO、Air氣源連接，N₂、SO₂、NO、Air氣源并聯(lián)布置進(jìn)入混合器(2)，注射泵(3)與汽化室(4)連接，混合器(2)與汽化室(4)并聯(lián)進(jìn)入預(yù)熱器(5)，預(yù)熱器(5)與反應(yīng)器(7)進(jìn)口連接，冷阱(9)與反應(yīng)器(7)出口連接，吸收瓶與冷阱連接。反應(yīng)器(7)放置于加熱箱(6)內(nèi)，加熱箱(6)側(cè)面設(shè)有氣路進(jìn)出口孔道，加熱箱(6)上設(shè)置石英窗(8)，光透過石英窗(8)到達(dá)反應(yīng)器(7)。反應(yīng)器(7)進(jìn)口與冷阱(9)出口處設(shè)置采樣口，氣體進(jìn)質(zhì)譜儀檢測。SO₂、Air、N₂、NO氣源和注射泵可以實(shí)現(xiàn)模擬煙氣組分的需要。汽化室(2)可以使水源得以穩(wěn)定氣化。加熱箱(6)可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器(7)的溫度控制，同時(shí)加熱箱(6)上裝有石英窗(8)，光源透過石英窗(8)達(dá)到反應(yīng)器(7)，從而使得光源、熱原共同作用于反應(yīng)器(7)位置，以實(shí)現(xiàn)催化劑的光熱協(xié)同反應(yīng)。質(zhì)譜儀能顯示與記錄反應(yīng)器(7)進(jìn)出口煙氣組分的實(shí)時(shí)數(shù)值，從而得到脫硝的效率。