專利名稱：組合制氫催化回收資源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
組合制氫催化回收資源裝置
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 組合制氫催化回收資源裝置，屬治理環(huán)境污染的凈化裝置。
(二) 背景技術(shù)-
當前我國環(huán)境污染制約著社會的發(fā)展，舉世矚目的城市水污染和空氣污染 是兩大焦點。水污染屢治屢惡，固體有機物、空氣污染伴隨著城市污染企業(yè)搬 遷向中小城市和農(nóng)村全面擴散。環(huán)境污染已成為我國經(jīng)濟社會的難治之癥，治 理環(huán)境污染缺乏有效的技術(shù)手段，尤其是對寶貴的硫資源無法回收利用而浪費 掉了。當前我國使用的能源主要是煤炭，但燃燒煤炭的污染物二氧化硫、氮氧 化物，二氧化碳未得到根本治理，煤焦油造成地下水污染嚴重。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的問題就是針對以上不足而提供一種有效的技術(shù)手段和 裝置來治理環(huán)境污染，該裝置制得氫氣以后匹配對污染物進行徹底的催化反應。 其技術(shù)方案如下
它包括通過管道連接的煙氣冷卻塔、除塵器、凈化器、制氫裝置以及回收 裝置。其關(guān)鍵技術(shù)是凈化器包括半導體凈化器和等離子體凈化器，半導體凈化 器是在催化室內(nèi)安裝有第一催化床，第一催化床上粘結(jié)有組合式復合型催化劑， 在催化室上方內(nèi)壁安裝有第一紫外光燈。等離子體凈化器是在外殼內(nèi)安裝石英 管，在石英管上纏繞2--4層金屬絲，在每層金屬絲之間粘結(jié)組合式復合型催化 劑。制氫裝置包括有機物質(zhì)污水池、光合制氫池和礦物制氫反應裝置，在污水 池內(nèi)安裝電擊器和污水泵，在光合制氫池內(nèi)安裝有第二催化床，在第二催化床 上粘結(jié)有組合式復合型催化劑，在光合制氫池的內(nèi)壁安裝有第二紫外光燈。礦 物制氫反應裝置的底部是反應器，在反應器的殼體上分別開口連接輸料筒和發(fā) 生器，輸料筒連接輸料斗，反應器的上方設(shè)置有水箱，水箱的上部設(shè)置氫氣堡， 氫氣堡與氫氣儲瓶連接；回收裝置底部是回收倉，回收倉上方是濾筒，濾筒上 端設(shè)有煙囪。煙氣冷卻塔的下端為儲水池，上端為煙氣通道，煙氣通道的出口 連接除塵器，除塵器的出口連接半導體凈化器，氫氣儲瓶的氣管接入半導體凈 化器內(nèi)，半導體凈化器的出口連接等離子體凈化器，等離子體凈化器與回收裝 置連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型具有如下優(yōu)點1 、該裝置制得氫氣后再與組合式復合型催化劑對污染物進行徹底催化反 應，對環(huán)境污染治理徹底。制氫裝置利用有機物質(zhì)污水制氫，不浪費資源，不 產(chǎn)生二次污染，節(jié)約治理費用。
2、 該技術(shù)采用煙道氣中的CO作還原劑，來源便宜，不需要另增添氣源和 裝置，同時不另增加動力，從而節(jié)約了電能。
3、 該組合制氫回收資源裝置脫除與回收過程是一種無污染脫硫新工藝。產(chǎn) 物不存在二次污染問題。
4、 用氫氣與組合式復合型催化劑結(jié)合光、電破壞、降解、轉(zhuǎn)化多項污染物， 具有反應速率快、破壞污染物分子效率高等特點，大大降低處理過程的資源消 耗，對處理量大、含量低，難降解的污染物具有很大的優(yōu)勢。
(四)
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圖1，為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖2，為本實用新型制氫裝置結(jié)構(gòu)示意圖3，為圖1 A-A視圖4，為圖3 B-B視圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本實用新型包括通過管道連接的煙氣冷卻塔、除塵器3、 凈化器、制氫裝置13以及回收裝置。其關(guān)鍵技術(shù)是凈化器包括半導體凈化器和 等離子體凈化器，這里所說的半導體凈化器是在催化室5內(nèi)安裝有第一催化床 7，第一催化床7是在床架上鋪設(shè)有金屬絲網(wǎng)，在金屬絲網(wǎng)上粘結(jié)有組合式復合 型組合式復合型催化劑，這里的金屬絲網(wǎng)選用鎳鉻絲網(wǎng)，在催化室上方內(nèi)壁安 裝有第一紫外光燈6，催化室壁選用透明材料制成；這里所說的等離子體凈化 器是在外殼8內(nèi)安裝石英管12，在石英管12上纏繞2--4層金屬絲11,在每層 金屬絲之間粘結(jié)組合式復合型催化劑9，石英管12兩端是聚四氟乙烯10，外殼 8選用透明材料制成。制氫裝置13包括污水池14、光合制氫池17和礦物制氫 反應裝置，在污水池內(nèi)安裝帶陽極和陰極的電擊器16和污水泵15，在污水泵 上安裝管道通入光合制氫池17內(nèi)，光合制氫池17是一個密閉的池子，以防止 氧氣和氮氣等氣體的進入，在光合制氫池17內(nèi)安裝有第二催化床19，在第二 催化床上粘結(jié)有組合式復合型催化劑，在光合制氫池17的內(nèi)壁安裝有第二紫外 光燈18。礦物制氫反應裝置的底部是反應器25，在反應器的殼體上分別開口連 接輸料筒26和發(fā)生器24，在光合制氫池17內(nèi)安裝有管道與發(fā)生器24連接， 輸料筒26連接輸料斗30，反應器的上方設(shè)置有水箱22，水箱22內(nèi)裝入的是需 降解的有機物質(zhì)污水，水箱的上部設(shè)置氫氣堡23，氫氣堡通過閥門和氣管依次
連接有堿吸收塔36 (堿吸收塔內(nèi)有堿液)、氣水分離瓶32、空氣壓縮機33和氫 氣儲瓶34。在礦物制氫反應裝置外安裝有自動輸料裝置，該自動輸料裝置包括 依次連接的空氣壓縮機27、過濾器20、電磁閥28和氣缸29，氣缸29—端連 接電自控箱21，另一端連接輸料筒26?；厥昭b置底部是回收倉35，回收倉上 方是濾筒36，濾筒36內(nèi)壁分布有帶棘齒的折疊式過濾壁膜38，濾筒上端設(shè)有 煙囪37。煙氣冷卻塔的下端為儲水池1，上端為煙氣通道2，煙氣通道2的出 口連接除塵器3，除塵器的出口連接半導體凈化器，在除塵器3與半導體凈化 器之間的管道上設(shè)有引風機4，氫氣儲瓶34的氣管接入半導體凈化器內(nèi)，半導 體凈化器的出口連接等離子體凈化器，等離子體凈化器與回收裝置連接。
其工作原理是制氫裝置中高濃度有機廢水生物酶(如纖維素、葡萄糖、 醋酸鹽、乙酸、蘋果酸、丙酸)等所有揮發(fā)性酸性物質(zhì)原料進入污水池14，電 擊器16電解酸性物質(zhì)(如醋酸)產(chǎn)生細菌，污水泵15將廢水抽入光合制氫池 17，采用生物技術(shù)將有機異物白天利用日光,夜晚依賴第二紫外光燈18的光照， 在催化劑的作用下進行光合細菌生物產(chǎn)氫，具體是有機物通過EMP、 TCA循環(huán)生 成ATP、質(zhì)子C02和琥珀酸的電子供體，電子供體將電子傳遞給細胞內(nèi)的電子 傳遞鏈，低能態(tài)的電子在光反應中心受到光的激發(fā)生成高能態(tài)的電子氧化還原 蛋白，電子傳遞鏈又將電子傳給固氮酶，另一部分生成ATP，固氮酶則利用ATP、 質(zhì)子和電子生產(chǎn)氫氣。進行生物產(chǎn)氫的微生物分別為異養(yǎng)型，厭氧細菌、固氮 菌、真核藻類、藍細菌和氧光營養(yǎng)細菌。這樣既可生產(chǎn)氫氣又可處理有機廢水， 以及使菌體污泥再得到利用。產(chǎn)生的氫氣經(jīng)管道輸送到礦物制氫反應裝置的發(fā) 生器24內(nèi)。將鋅、鋁、鎵、硅、堿等礦石熔煉制備成微小球狀顆?；蛐K粉狀 物作為礦物組合式復合型催化劑送入輸料斗30中，空氣壓縮機27提供的氣源 經(jīng)過濾器20除去空氣中的水分和塵粒后經(jīng)過電磁閥28，受電自控箱21指令， 氣缸29按時將輸料斗30中的礦物組合式復合型催化劑經(jīng)輸料筒26輸送入礦物 制氫反應裝置的反應室25內(nèi)，同時水箱22內(nèi)的水和發(fā)生器24內(nèi)的氫氣也進入 反應室25內(nèi)，礦物組合式復合型催化劑和污水反應將水中的生物酶電解成醋 酸，將一切有機物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化為氫氣體，進入氫氣堡23，經(jīng)氫氣堡的閥門和氣 管輸送到堿吸收塔31 ，經(jīng)堿吸收二氧化碳后再經(jīng)氣水分離瓶32進行氣水分離， 在空氣壓縮機33負壓作用下將氫氣收集于空氣壓縮機內(nèi)，在0. 8個氣壓作用下 正壓于氫氣儲瓶34內(nèi)。氫氣儲瓶34內(nèi)的氫氣由閥門和管道輸入半導體凈化器 內(nèi)。同時高溫有害氣體進入煙氣冷卻塔，經(jīng)儲水池1內(nèi)的水降溫冷卻后經(jīng)煙氣 通道2和管道進入除塵器3，經(jīng)除塵后的S02經(jīng)引風機4引至半導體凈化器。 半導體凈化器白天利用日光，夜間由第一紫外光燈6照射，組 合式復合型催化劑在光照射下表現(xiàn)出很高的活性，利用光與組合式復合型催化 劑結(jié)合成光催化，S02和氫氣在光催化作用下進行徹底的化學反應，能氧化絕大 多數(shù)物質(zhì)，降解污染物，當污染物吸附于半導體凈化器表面時，就會產(chǎn)生氧化 還原反應，從而達到消除污染的目的。被凈化的S02和氫氣進入等離子體凈化
器，等離子體凈化器由于在多層金屬絲之間粘結(jié)有組合式復合型催化劑，構(gòu)成
非平衡阻擋放電反應器，利用化學催化和光催化耦合脫除火電廠煙道氣中so2，
生成H2S。反應后的氣體進入回收裝置，固體粉末硫磺被收集入回收倉35，氣 體經(jīng)內(nèi)壁分布有帶棘齒的過濾壁膜的濾筒36過濾后，潔凈氣體由煙囪37排空。 該裝置適用于凈化火電廠和焚燒爐排出的二惡英及多種有害物質(zhì)的有害氣體， 從而實現(xiàn)化害為利、變害為寶的目的。
將制氫裝置和凈化器組合可用于對土壤污染腐蝕后的酸化土質(zhì)和鹽海沿岸 的土地鹽堿化土質(zhì)進行凈化氫氣與氨組成混合氣體，在催化作用下結(jié)合光、 電與氨及生物酶組合的葡萄糖、醋酸鹽等釋放的電子和質(zhì)子滲透到酸化土質(zhì)中 與硫酸質(zhì)、硝酸質(zhì)反應生成硫酸胺和硝酸胺化肥，從而給農(nóng)作物提供增產(chǎn)的途 徑，以此徹底凈化多年酸化的土質(zhì)而增產(chǎn)。
將制氫裝置和凈化器組合還可用于對固體廢棄物(主要針對廢塑料和廢舊 橡膠)的催化裂解，具有耗能低、產(chǎn)品質(zhì)量好、無污染物排放、工藝簡單、操 作易控制、治理成本大大降低等優(yōu)點。
制氫裝置制備的氫氣可單獨作焚燒爐的燃燒能源，不需另備熱能。還可作 為綠色無污染的清潔能源，廣泛應用于日常移動電源、炊事、洗浴、取暖、交 通汽車、輪船、洲際飛機、航空火箭，并用于工業(yè)鍋爐、窯爐的能源。更好地 用于燃料電池和氫能源發(fā)電站等。
權(quán)利要求1、一種組合制氫催化回收資源裝置，包括通過管道連接的煙氣冷卻塔、除塵器(3)、凈化器、制氫裝置(13)以及回收裝置，其特征是凈化器包括半導體凈化器和等離子體凈化器，半導體凈化器是在催化室(5)內(nèi)安裝有第一催化床(7)，第一催化床(7)上粘結(jié)有組合式復合型催化劑，在催化室上方內(nèi)壁安裝有第一紫外光燈(6)；等離子體凈化器是在外殼(8)內(nèi)安裝石英管(12)，在石英管(12)上纏繞2--4層金屬絲(11)，在每層金屬絲之間粘結(jié)組合式復合型催化劑；制氫裝置(13)包括污水池(14)、光合制氫池(17)和礦物制氫反應裝置，在污水池內(nèi)安裝電擊器(16)和污水泵(15)，在光合制氫池(17)內(nèi)安裝有第二催化床(19)，在第二催化床上粘結(jié)有組合式復合型催化劑，在光合制氫池(17)的內(nèi)壁安裝有第二紫外光燈(18)；礦物制氫反應裝置的底部是反應器(25)，在反應器的殼體上分別開口連接輸料筒(26)和發(fā)生器(24)，輸料筒(26)連接輸料斗(30)，反應器的上方設(shè)置有水箱(22)，水箱的上部設(shè)置氫氣堡(23)，氫氣堡與氫氣儲瓶(34)連接；回收裝置底部是回收倉(35)，回收倉上方是濾筒(36)，濾筒上端設(shè)有煙囪(37)；煙氣冷卻塔的下端為儲水池(1)，上端為煙氣通道(2)，煙氣通道(2)的出口連接除塵器(3)，除塵器的出口連接半導體凈化器，氫氣儲瓶(34)的氣管接入半導體凈化器內(nèi)，半導體凈化器的出口連接等離子體凈化器，等離子體凈化器與回收裝置連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是第一催 化床(7)是在床架上鋪設(shè)有金屬絲網(wǎng)，在金屬絲網(wǎng)上粘結(jié)有組合式復合型組合 式復合型催化劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是石英管 (12)兩端是聚四氟乙烯(10)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是在除塵 器(3)與半導體凈化器之間的管道上設(shè)有引風機(4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是在礦物 制氫反應裝置外安裝有自動輸料裝置，該自動輸料裝置包括依次連接的空氣壓 縮機(27)、過濾器(20)、電磁閥(28)和氣缸(29)，氣缸(29) —端連接電 自控箱(21)，另一端連接輸料筒(26)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是氫氣堡 (23)與氫氣儲瓶(34)之間通過閥門和氣管依次連接有堿吸收塔(31)、氣水分離瓶(32)和空氣壓縮機(33)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是回收裝 置的濾筒(36)內(nèi)壁分布有帶棘齒的折疊式過濾壁膜(38)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制氫催化回收資源裝置，其特征是半導體 凈化器的催化室壁和等離子體凈化器的外殼(8)選用透明材料制成。
專利摘要組合制氫催化回收資源裝置，屬治理環(huán)境污染的凈化裝置。它包括通過管道連接的煙氣冷卻塔、除塵器、凈化器、制氫裝置以及回收裝置。凈化器包括半導體凈化器和等離子體凈化器。煙氣冷卻塔的下端為儲水池，上端為煙氣通道，煙氣通道的出口連接除塵器，除塵器的出口連接半導體凈化器，氫氣儲瓶的氣管接入半導體凈化器內(nèi)，半導體凈化器的出口連接等離子體凈化器，等離子體凈化器與回收裝置連接。該裝置的優(yōu)點是制得氫氣后再與催化劑結(jié)合光、電破壞、降解、轉(zhuǎn)化多項污染物，具有反應速率快、破壞污染物分子效率高的特點，對處理量大、含量低，難降解的污染物具有很大優(yōu)勢；制氫裝置利用有機物質(zhì)污水制氫，不浪費資源，不產(chǎn)生二次污染，降低了處理過程的資源消耗。
文檔編號B01D53/86GK201182972SQ20082006162
公開日2009年1月21日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者斌 沈 申請人:斌 沈