果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0059]本發(fā)明的凈化裝置如圖1所示，包括高溫加熱設(shè)備本體9，該高溫加熱設(shè)備本體為實驗室常規(guī)高溫加熱設(shè)備，例如馬弗爐，在該高溫加熱設(shè)備內(nèi)部(以馬弗爐為例，優(yōu)選設(shè)置在馬弗爐內(nèi)靠近頂部的側(cè)壁上)設(shè)置第一凈化部件3，第一凈化部件帶有第一進(jìn)氣口 1，本實施方式中，第一凈化部件為吸附裝置，吸附裝置本身可采用常規(guī)吸附裝置，吸附裝置內(nèi)的吸附劑為活性氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣、二氧化鈦、高溫分子篩和沸石中的至少一種，本實施方式中優(yōu)選為活性氧化鋁。
[0060]在高溫加熱設(shè)備本體9的頂部設(shè)置第二進(jìn)氣口 2和回流口 6，在高溫加熱設(shè)備本體9外部設(shè)置第二凈化部件4，第二凈化部件的進(jìn)氣口與第二進(jìn)氣口 2連接，第二凈化部件為過濾器、吸附裝置、吸收塔、催化凈化反應(yīng)器和等離子體反應(yīng)器中的至少一種，過濾器、吸附裝置、吸收塔、催化凈化反應(yīng)器和等離子體反應(yīng)器均為廢氣凈化領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備，第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口通過自動控制閥11來控制啟動和關(guān)閉。
[0061]本實施方式中，第二凈化部件優(yōu)選采用介質(zhì)阻擋反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括反應(yīng)器主體4-6，反應(yīng)器的一端帶有進(jìn)氣口，另一端帶有出氣口。反應(yīng)器內(nèi)的若干電極對4-5之間相互平行設(shè)置，每個電極與氣體走向相平行，每對電極對由接高壓電源的高壓電極4-1與接地的接地電極4-2組成，每對電極對的高壓電極和接地電極之間設(shè)置兩塊相互平行設(shè)置的介質(zhì)板4-4，兩塊介質(zhì)板之間填充吸附劑4-3，吸附劑為負(fù)載有CaO的活性氧化招球。
[0062]介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的放電電壓0.Ι-lOOOkV，頻率ΙΟ-ΙΟΟΟΟΗζ ;放電間隙內(nèi)填充顆粒物吸附劑。
[0063]在高溫加熱設(shè)備本體9外部還設(shè)置一臺風(fēng)機(jī)5，風(fēng)機(jī)5與第一凈化部件及第二凈化部件連接，為廢氣進(jìn)入第一凈化部件或第二凈化部件內(nèi)提供動力，并將第二凈化部件凈化后的氣體排出，風(fēng)機(jī)5的出口管路上設(shè)置流量控制閥6，由流量控制閥計量后的氣體分兩路，一路為排氣口 7，一路由回流管10連接至回流口 8。凈化后的氣體經(jīng)流量控制閥控制，一部分排出，另一部分回流?；亓鳉怏w與凈化裝置進(jìn)氣進(jìn)行熱交換，以便熱量回收。
[0064]同時在高溫加熱設(shè)備內(nèi)部接有電熱偶，電熱偶感應(yīng)溫度傳遞給溫控表，流量控制閥與溫控表連接，接受溫控表的溫度信息并以此為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)流量。
[0065]以馬弗爐為例，當(dāng)馬弗爐啟動的時候，控制器閥將該廢氣凈化裝置第一進(jìn)氣口開啟，第二進(jìn)氣口關(guān)閉，此時爐內(nèi)產(chǎn)生的有機(jī)和無機(jī)廢氣均被由第一進(jìn)氣口進(jìn)入第一凈化部分，在第一凈化部分進(jìn)行吸附凈化；當(dāng)加熱溫度升高到設(shè)定值，如200°C，第一進(jìn)氣口關(guān)閉，第二進(jìn)氣口開啟，第一凈化部分吸附的有機(jī)物在溫度升高后的高溫下被燃燒氧化為無害的二氧化碳，同時，第一凈化部分吸附的有害無機(jī)物在高溫下脫附。脫附后的無機(jī)氣體由第2進(jìn)氣口進(jìn)入第二凈化部件進(jìn)行凈化，第二凈化部件為放電協(xié)同吸附進(jìn)行凈化。(對于焙燒的試劑原料為硝酸鹽或者硫酸鹽時，焙燒過程中產(chǎn)生的廢氣為SOjP NO x,此時第二凈化部件的吸附材料為負(fù)載有氧化鈣的活性氧化鋁球顆粒，在放電下產(chǎn)生強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)如O和OH與SOjP NO x氧化鈣反應(yīng)為CaSO 4和CaNO 3。)凈化后的氣體經(jīng)流量控制閥控制，一部分排出，另一部分回流?；亓鳉怏w與凈化裝置進(jìn)氣進(jìn)行熱交換，以便熱量回收
[0066]實施例1有機(jī)廢氣和無機(jī)酸性廢氣凈化)
[0067]以凈化催化劑1110:(/1102在馬弗爐焙燒過程中產(chǎn)生的廢氣為例。
[0068]催化劑Mn0x/Ti02以溶膠-凝膠法制得，所用的試劑為:鈦酸正丁酯、乙醇、水、醋酸以及硝酸錳。制取過程:在室溫下攪拌均勻，形成黃色溶膠。穩(wěn)定數(shù)日，待溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠后，將凝膠在100°C下烘干12h，得到一個多孔固體，然后在馬弗爐中600°C下焙燒6h，即可得到催化劑Mn0x/Ti02o
[0069]在制取催化劑MnOx/Ti(y^烘干焙燒過程中，開啟馬弗爐時，凈化裝置同時開啟，第一進(jìn)氣口開啟(第一凈化部分內(nèi)部裝滿活性氧化鋁)，第二進(jìn)氣口關(guān)閉，加熱過程中產(chǎn)生乙醇、醋酸等揮發(fā)氣體由第一進(jìn)氣口進(jìn)入，并在凈化裝置的第一凈化部分被活性氧化鋁球吸附凈化。隨著爐內(nèi)溫度升高，當(dāng)溫度高于200°C時，控制閥將第一進(jìn)氣口關(guān)閉，第二進(jìn)氣口開啟，此時爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體以無機(jī)氣體NO2為主，NO 2直接進(jìn)入第二凈化部件被凈化(第二凈化部件為填充有CaO-Al2O3)。凈化后的氣體一部分排出，一部分回流至爐內(nèi)。隨著加熱進(jìn)行，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于500°C后，第一凈化部分的吸附劑吸收的有機(jī)物被氧化燃燒為二氧化碳等無害氣體，同時，該第一凈化部分吸收的無機(jī)氣體脫附，脫附后的無機(jī)氣體由第二進(jìn)氣口進(jìn)入第二凈化部件被放電協(xié)同吸附而凈化。
[0070]在出口處分別檢測不加吸附顆粒和加吸附顆粒廢氣濃度值。
[0071]如圖3所示，未凈化時，乙醇最大的濃度可以達(dá)到850.39mg/m3，NO2最大濃度可以達(dá)到126.05mg/m3，當(dāng)?shù)谝粌艋糠峙c第二凈化部件均放入吸附劑，且第二凈化部件的放電電壓為8kV，頻率為50Hz，對乙醇單次凈化率可達(dá)到96.73%,對NO2單次凈化率達(dá)98.86%。
[0072]實施例2 (無機(jī)堿性廢氣凈化)
[0073]以凈化催化劑N1-Mo-W在馬弗爐焙燒過程中產(chǎn)生的廢氣為例。
[0074]將鉬酸銨和偏鎢酸氨溶于水，逐滴加入氨水調(diào)節(jié)pH至適當(dāng)值，并加熱至一定溫度，得到溶液A。將硝酸鎳溶于水中并加熱至與溶液A相同的溫度，得到溶液B。將溶液B緩慢滴加到溶液A中，滴加完畢后靜止反應(yīng)一段時間。然后將溶液過濾、洗滌、干燥、焙燒后得到催化劑N1-Mo-W型催化劑。在此干燥和焙燒過程中會產(chǎn)生無機(jī)有害氣體NH3。
[0075]在制取催化劑N1-Mo-W的烘干焙燒過程中，在干燥和焙燒過程中，凈化裝置與馬弗爐同時開啟，此時只有無機(jī)廢氣一NH3產(chǎn)生，所以，馬弗爐里的氣體直接從第二進(jìn)氣口進(jìn)入至第二凈化部件，在第二凈化部件通過放電協(xié)同吸附進(jìn)行凈化。
[0076]在出口處分別檢測不凈化與凈化后廢氣的濃度值。
[0077]如圖4所示，未凈化時，NH3最大的濃度可以達(dá)到750mg/m3，該廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入到第二凈化部件，調(diào)節(jié)第二凈化部件的放電至5kV，頻率30Hz，NH3在該填充有活性氧化鋁球的放電區(qū)域被氧化為無害的N2，此時，順3的去除率達(dá)到了 98.13%。
[0078]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，包括: 第一凈化部件，設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備內(nèi)部且?guī)в械谝贿M(jìn)氣口 ； 第二凈化部件，設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備外部且與設(shè)置在高溫加熱設(shè)備上的第二進(jìn)氣口連接； 風(fēng)機(jī)，為第一凈化部件和第二凈化部件提供動力并將凈化后的氣體排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述第一凈化部件為吸附裝置，該吸附裝置所采用吸附劑為氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣、二氧化鈦、高溫分子篩和沸石中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述第二凈化部件為過濾器、吸附裝置、吸收塔、催化凈化反應(yīng)器和等離子體反應(yīng)器中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述第二凈化部件為等離子體放電協(xié)同吸附凈化反應(yīng)器，包括: 反應(yīng)器主體，該反應(yīng)器的一端帶有進(jìn)氣口，另一端帶有出氣口 ； 設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi)的若干對電極，每對電極由接高壓電源的高壓電極與接地的接地電極組成； 對應(yīng)設(shè)于每對電極的高壓電極與接地電極之間的介質(zhì)板； 對應(yīng)填充于介質(zhì)板間的吸附劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，還包括設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備內(nèi)部的溫控表以及設(shè)于所述風(fēng)機(jī)出口管路上的流量控制閥，所述流量控制閥與溫控表連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，還包括設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備上的回流口，所述風(fēng)機(jī)的出口管路的其中一路連接至該回流口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述高溫加熱設(shè)備為馬弗爐、鍋爐或烘箱。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置，其特征在于，還設(shè)有用于控制第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口開閉的自動控制閥。9.一種用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)高溫加熱設(shè)備加熱時產(chǎn)生的廢氣在高溫加熱設(shè)備內(nèi)進(jìn)行一次凈化，去除加熱過程中產(chǎn)生的有機(jī)污染物，所述一次凈化的方法為吸附，所用吸附劑為氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣、二氧化鈦、高溫分子篩和沸石中的至少一種； (2)經(jīng)過一次凈化后的廢氣送至高溫加熱設(shè)備外進(jìn)行二次凈化，去除廢氣中的無機(jī)污染物，所述二次凈化的方法為過濾、吸附、吸收、催化凈化和等離子體反應(yīng)中的至少一種； (3)二次凈化后的氣體經(jīng)流量控制閥計量后一部分排出，一部分回流至高溫加熱設(shè)備內(nèi)進(jìn)行能量回收。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述廢氣凈化方法，其特征在于，所述二次凈化的方法為為等離子體放電協(xié)同吸附凈化，等離子體放電處理的放電電壓0.Ι-lOOOkV，頻率lO-lOOOOHz ;吸附凈化的吸附劑為活性氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化納、氧化鉀、二氧化鈦、二氧化硅、高溫分子篩和沸石中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高溫加熱設(shè)備的廢氣凈化裝置及方法，廢氣凈化裝置包括：第一凈化部件，設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備內(nèi)部且?guī)в械谝贿M(jìn)氣口；第二凈化部件，設(shè)于所述高溫加熱設(shè)備外部且與設(shè)置在高溫加熱設(shè)備上的第二進(jìn)氣口連接；風(fēng)機(jī)，為第一凈化部件和第二凈化部件提供動力并將凈化后的氣體排出。本發(fā)明采用分步凈化法，第一凈化部分放置于高溫加熱設(shè)備內(nèi)部，該部分對有機(jī)物進(jìn)行去除；所述第二凈化部件設(shè)置于高溫加熱設(shè)備外部，將無機(jī)氣體去除，可將加熱過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣和無機(jī)廢氣同時凈化，防止廢氣排放對人體健康和環(huán)境造成危害。
【IPC分類】B01D53/02, F27D17/00, F23G7/06
【公開號】CN105222140
【申請?zhí)枴緾N201510684249
【發(fā)明人】吳正玉, 汪琦, 陸海全, 姚水良, 韓競一
【申請人】浙江工商大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月20日