[發明專利]一種光催化脫硝測試系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202110453759.5
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113176374A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 郭家秀;沈婷;周后任;袁山東;李建軍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10;G01N21/3504;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種光催化脫硝測試系統和使用方法，該光催化脫硝測試系統主要包括進氣系統、反應系統、尾氣處理系統和自控系統，反應系統包括磁力攪拌器、反應室和氙燈裝置，磁力攪拌器位于反應室的下方，氙燈裝置位于反應室的上方，反應室的頂部為玻璃板，反應室的內部設置有溫度監測儀和攪拌子，反應室的一側設置有冷卻循環水入口和進氣接口，另一側設置有冷卻循環水出口和出氣接口，進氣系統通過進氣管路與反應室的進氣接口連接，尾氣處理系統與反應室的出氣接口連接；本發明可有效解決現有測試裝置中存在的裝置結構和操作復雜、占地大、脫硝活性不高的問題，同時可實現實驗室光催化劑的篩選和連續流低流量低濃度的光催化脫硝反應。

技術領域

本發明涉及光催化脫硝技術領域，具體涉及到一種光催化脫硝測試系統及其使用方法。

背景技術

隨著現代社會科技與經濟的快速發展，社會對于能源消耗需求日益增長，來自鋼鐵企業、火電廠等行業的大氣污染物也日益增長，特別是氮氧化物(NOx)的超高排放，帶來一系列環境問題，甚至還會危害人類健康，大氣污染不容小覷。隨著人們環境意識的提高，我國開始采取積極對策解決氮氧化物污染。經過多年持續的研究探索，開發出了一系列的脫硝新技術，例如低溫SCR脫硝技術、SNCR脫硝技術等，但是這些脫硝技術通常用于控制高濃度高流速的氮氧化物排放。對于低濃度低流量的氮氧化物排放，光催化技術被認為是一種利用太陽能非常綠色且有效的脫硝方法，并且已經被廣泛應用。為了更加高效、綠色經濟地利用光催化技術降解氮氧化物，許多科研者目前還在積極研究開發更高效的光催化劑以及光催化脫硝系統。新的光催化脫硝新技術在投入實際使用之前，對其脫硝性能、應用工藝條件及相關性能要進行實驗測試。

在光催化劑脫硝工藝發展過程中，工藝關鍵除了制備高效光催化劑之外，反應系統特別是反應室設計也很重要。反應室尺寸形狀影響了混合氣與催化劑是否充分接觸，反應器尺寸太大會導致混合氣與催化劑接觸不夠充分，落在催化劑表面的氣體分子會減少，進而導致脫硝活性較低；而且在實驗室研究階段，尺寸太大占地較大。除此之外，反應室設計還應充分考慮催化劑的裝載方式，光源如何能充分利用，如何避免反應過程中因為燈源強度溫度升高問題，如何解決氣路多而雜亂的問題，如何避免二次污染以及如何增強污染氣體與光催化劑的接觸面積。鑒于此，提供一種安全便捷，特別適合處理低流量低濃度的一氧化氮污染氣體的光催化脫硝測試系統及其使用方法也就顯得十分的有意義。

發明內容

針對上述的不足或缺陷，本發明的目的是提供一種光催化脫硝測試系統及其使用方法，可有效解決現有測試裝置中存在的裝置結構和操作復雜、占地大、脫硝活性不高的問題，同時可實現實驗室光催化劑的篩選和連續流低流量低濃度的光催化脫硝反應。

為達上述目的，本發明采取如下的技術方案：

本發明提供一種光催化脫硝測試系統，包括進氣系統、反應系統、尾氣處理系統和自控系統，反應系統包括磁力攪拌器、反應室和氙燈裝置，磁力攪拌器位于反應室的下方，氙燈裝置位于反應室的上方，反應室的頂部為玻璃板，反應室的內部設置有溫度監測儀和攪拌子，反應室的一側設置有冷卻循環水入口和進氣接口，另一側設置有冷卻循環水出口和出氣接口，進氣系統通過進氣管路與反應室的進氣接口連接，尾氣處理系統與反應室的出氣接口連接，自控系統與溫度監測儀電性連接。

本發明光催化脫硝反應系統將自控系統(包括溫度監測儀、流量控制器等儀表)以及整個反應系統設計為一個整體箱，氙燈裝置為光催化脫硝測試模擬太陽光提供光源，循環冷卻水系統與反應室為一個整體，對整個反應室進行降溫，防止反應室因為氙燈照射溫度過高，這極大簡化了測試裝置的復雜程度，操作簡單，使用時只需打開進氣系統、尾氣處理系統和通入循環冷卻水，頂部玻璃板可采用石英玻璃板，即可進行光催化脫硝反應；可充分節省實驗室場地，也能避免氣路多、雜亂的問題；磁力攪拌器置于反應室下面，控制氣體從反應室的底部進入從頂部以螺旋方式排出，氣體螺旋上升的運動增加了氣體的停留時間，使得催化劑與氣體接觸時間增長，氣體與催化劑完全接觸，反應更加徹底，提高了脫硝效率；通過溫度監測儀、流量控制器等儀表組成自控系統，可實時顯示對應位置的溫度以及精準調控各進氣管路的氣體流量等數據。