[發明專利]一種等離子體火焰法鉛發生及吸附反應一體化系統及方法

在審

• 申請號: 201811377366.5
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109647124A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張成;余圣輝;何梓謙;許豪;張小培;袁昌樂;仲柳;李鑫;李權;馬侖;方慶艷;陳剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;F27B19/04;F27D17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種等離子體火焰法鉛發生及吸附反應一體化系統，其特征在于，包括進料裝置，設于所述進料裝置一端的火焰釋放區(4)，設于所述火焰釋放區(4)末端的吸附區，其中，

所述進料裝置包括溶液瓶(1)、蠕動泵(2)，所述溶液瓶(1)通過噴射管與所述火焰釋放區(4)的進料口連接，并通過蠕動泵(2)控制溶液瓶(1)中的液體按照需要的蠕動量恒量噴射至火焰釋放區(4)；

所述火焰釋放區(4)包括設于所述進料口一側的進氣口(3)以及內部設有反應空腔的第一電加熱爐(6)，其中，所述第一電加熱爐(6)用于燃燒噴射至該反應空腔的含鉛有機物溶液，以得到含有鉛氧化物的煙氣；

所述吸附區(5)包括與所述反應空腔連通的吸附空腔、設于吸附空腔外側的第二電加熱爐(9)以及可拆卸的設于所述吸附空腔內的可移動式反應器(10)，其中，所述可移動式反應器(10)內部設有吸附劑，該吸附劑在第二電加熱爐(9)的加熱條件下能夠與所述煙氣中的鉛氧化物反應生成穩定的鉛化合物并吸附該穩定的鉛化合物。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一電加熱爐(6)為硅鉬棒管式爐，該第一電加熱爐(6)的加熱溫度為500℃-1400℃。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述第二電加熱爐(9)為電阻絲加熱管式爐，該第二電加熱爐(9)的加熱溫度為200℃-1000℃。

4.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特征在于，所述火焰釋放區(4)還包括第一溫度控制器(7)，用于精確控制所述第一電加熱爐(6)的加熱溫度；所述吸附區(5)還包括第二溫度控制器(8)，用于精確控制所述第二電加熱爐(9)的加熱溫度。

5.根據權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，所述吸附劑為金屬氧化物和/或非金屬氧化物，優選的，所述吸附劑為CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、TiO₂、SiO₂、Na₂O中的至少一種。

6.根據權利要求1-5任一項所述的系統，其特征在于，所述可移動式反應器(10)包括填充有所述吸附劑的反應器本體以及設于所述反應器本體兩端的蓋板，其中，所述蓋板上設有多個通氣孔，所述通氣孔的直徑孔徑小于0.01mm。

7.根據權利要求1-6任一項所述的系統，其特征在于，還包括設于所述吸附區末端的干燥檢驗區；其中，

所述干燥檢驗區包括通過導管依次連接的過濾器(14)、硝酸溶液(15)、鹽酸溶液(16)以及干燥管(19)。

8.一種等離子體火焰法鉛發生及吸附反應方法，其特征在于，應用如權利要求1-7中任一項所述的一種等離子體火焰法鉛發生及吸附反應一體化系統實現，具體包括如步驟：

S1稱取一定比例的有機溶液和含鉛物質，配備含鉛的有機物溶液；

S2開啟第一電加熱爐(6)和第二電加熱爐(9)，并設定第一電加熱爐(6)的加熱溫度，設定第二電加熱爐(9)的加熱溫度，同時將可移動式反應器(10)置于第二電加熱爐(9)內；

S3待所述第一電加熱爐(6)和第二電加熱爐(9)的溫度穩定后，向進氣口通入反應氣體，并同時啟動蠕動泵(2)，以15mL/h-50mL/h的速度勻速向反應腔中噴射含鉛的有機物溶液，在第一電加熱爐(6)的加熱條件下，反應氣體和含鉛的有機物溶液在所述反應腔中充分燃燒，燃燒產生的含有鉛氧化物的煙氣進入所述吸附空腔，在第二電加熱爐(9)的加熱條件下，鉛氧化物被可移動式反應器(10)充分反應；

S4待溶液瓶(1)中的液體噴完后，繼續向進氣口通入30min-60min的反應氣體，然后取出可移動式反應器，并打開蓋板，收集吸附劑；

S5將吸附劑放入消解體系酸液進行消解、定容，以確定吸附的鉛的量。

9.根據權利要求8所述的一種方法，其特征在于，所述反應氣體為空氣、氧氣、二氧化碳或氮氣中的至少一種。

10.根據權利要求8所述的一種方法，其特征在于，所述有機溶液為無水乙醇或汽油。