[發明專利]一種脫除電弧風洞超高濃度NOx

有效

• 申請號: 201810359853.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108554142B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 周永剛;王智化;薛志亮;邵嘉銘
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/76;B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

本發明公開了一種脫除電弧風洞超高濃度NO_x的系統，包括設有第一進氣口和第一出氣口的前置噴淋吸收塔，還包括：活性分子反應器，用于將所述第一出氣口輸出的廢氣與臭氧混合；后置噴淋吸收塔，設有與所述活性分子反應器的出氣口連接的第二進氣口以及輸出已處理廢氣的排氣口；引風機，提供廢氣從前置噴淋吸收塔、活性分子反應器以及后置噴淋吸收塔通過的動力；本發明的脫除電弧風洞超高濃度NO_x的系統和方法，采用先吸收，后氧化，再吸收的思路，大大的降低了投資和運行成本，而且實現了吸收液的再利用，無污染物排放，具有節能環保的優點。

技術領域

本發明涉及污染物脫除技術領域，特別涉及一種脫除電弧風洞超高濃度NO_x的系統及方法。

背景技術

電弧風洞是導彈、衛星和宇宙飛船等高超聲速飛行器研制的核心試驗設備，作為防熱試驗的主力設備之一，為國防建設做出巨大貢獻，但在其試驗過程中，會產生紅棕色氣體，主要成分為高濃度的氮氧化物(NO_x)。實測發現，當某電弧風洞以300g/s的氣量進行高焓值試驗時，廢氣中NO_x的濃度高達60000ppm。

排放到大氣中的氮氧化物不僅對人們的身體健康，而且還有我們生存的自然環境都有著巨大的危害：(1)氮氧化物是人們身體健康的冷血殺手，高濃度的NO_x對人體、設備、環境均會造成一定程度的危害。對人體的損害主要體現在呼吸道上，中國《工業企業設計衛生標準》規定居住區大氣中二氧化氮最高一次容許濃度為0.15mg/m³(0.073ppm)。人體在0.5ppm 的NO_x下長期接觸，會引起人體呼吸道癥狀，導致肺膠原纖維變性，局部肺泡壁增厚；隨著NO_x濃度的升高，人體會逐漸表現為咽部不適、干咳、呼吸異常、肺水腫、呼吸窘迫綜合征、血液缺氧而引起中樞神經麻痹，甚至當NO_x濃度＞200ppm時極有可能致人死亡。(2)氮氧化物是生態環境的慢性毒藥，NO_x對環境的污染主要表現在形成酸雨、光化學煙霧及破壞臭氧平衡上，其中酸雨又會造成設備腐蝕、植物死亡等。

當前現有的NO_x廢氣處理技術按照燃燒過程不同可分為：燃燒前控制技術、燃燒中控制技術和燃燒后控制技術。考慮到電弧風洞的參數要求，根據其工作原理、工作要求，電弧加熱器所產生的NO_x的控制只能通過燃燒后控制技術入手。現有的燃燒后NO_x控制技術主要有吸收法、固體吸附法、催化氧化法、催化還原法。

吸收法是利用NO_x從氣相傳遞到液相的相際過程實現NO_x的脫除，主要適用于中小工業企業低流量、低濃度的NO_x廢氣，其處理電弧風洞超高濃度NO_x廢氣時存在凈化效率不高、會消耗大量吸收劑、吸收液需進行后續處理等問題。

固體吸附法是利用廢氣中一種或幾種組分被濃集于固體表面實現 NO_x脫除的方法，主要應用于小型燃煤電廠、工業爐的低流量、低溫、低濃度的NO_x煙氣，在處理電弧風洞超高濃度NO_x廢氣時存在設備體積大、投資及運行成本較高、吸收后仍需后續處理、存在二次污染的可能性等問題。

催化氧化法是在催化劑作用下將NO部分氧化成NO₂，再利用吸收劑吸收脫除NO_x的方法，主要應用于熱電廠、工業爐的低溫、低流量、中低濃度煙氣，其凈化效率較高，但投資及運行成本很高、需進行后續處理。