專利名稱：一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬尾氣預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
NOx是一種重要的大氣污染源，不僅對(duì)人體和動(dòng)物的肺臟、心臟等器官具有強(qiáng)烈的致毒作用，而且還可以形成酸霧、酸雨和光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層，給生態(tài)環(huán)境和人類生產(chǎn)、生活帶來(lái)極大危害，所以含NOx廢氣治理已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，也是工業(yè)投產(chǎn)運(yùn)行的首要條件。目前氮氧化物的處理方法有還原法、等離子體活化法、生化法、吸附法和液體吸收法等。在以上處理方法中，由于堿液吸收法能將NOx回收為亞硝酸鹽或硝酸鹽產(chǎn)品，有一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且工藝流程和設(shè)備也比較簡(jiǎn)單，技術(shù)路線成熟，所以廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣中NOx的治理。但由于NOx的主要成分NO，其在水中溶解度很小，因此傳統(tǒng)的吸收法對(duì)NOx的脫除效率不高。PMS又名單過(guò)硫酸氫鉀復(fù)合鹽，可以在過(guò)渡金屬、加熱或紫外的情況下產(chǎn)生S04-.并廣泛應(yīng)用于環(huán)境處理當(dāng)中。本發(fā)明以PMS為氧化劑，以Co304/G0為催化劑，對(duì)尾氣中的NOx進(jìn)行催化氧化，解決了傳統(tǒng)吸收法中NO難處理的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)與方法，以克服傳統(tǒng)處理方法的不足同時(shí)能使氣-液-固三相融合在一起，固相(催化劑)在液相中處于懸浮化狀態(tài)，氣相與液相進(jìn)行充分的反應(yīng)，提高NOx氧化效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，包括發(fā)生裝置，氣體緩沖罐，反應(yīng)器，溫控儀，一級(jí)吸收系統(tǒng)，二級(jí)吸收系統(tǒng)，干燥器，大氣采樣器，所述的發(fā)生裝置的第一出氣口連接氣體緩沖罐，氣體緩沖罐的第二出氣口連接反應(yīng)器的第一進(jìn)氣口，反應(yīng)器上部的第三出氣口連接一級(jí)吸收系統(tǒng)，所述的一級(jí)吸收系統(tǒng)、二級(jí)吸收系統(tǒng)、干燥器和大氣采樣器通過(guò)各自的進(jìn)、出氣管依次相連，發(fā)生裝置頂部通過(guò)發(fā)生裝置出氣閥門連接貯料室，反應(yīng)器內(nèi)腔的下部安裝有一層氣體分布板，反應(yīng)器的外壁上綁縛有溫控儀的加熱帶，反應(yīng)器的外壁上還貼有傳感儀。所述的反應(yīng)器形狀為筒狀。所述的反應(yīng)器上部的第三出氣口連通一級(jí)吸收系統(tǒng)的第二進(jìn)氣口，一級(jí)吸收系統(tǒng)的第四出氣口連通二級(jí)吸收系統(tǒng)的第三進(jìn)氣口，二級(jí)吸收系統(tǒng)的第五出氣口連通干燥器的第四進(jìn)氣口，干燥器的第六出氣口連通大氣采樣器的第五進(jìn)氣口。所述的貯料室的頂部為進(jìn)料口。所述的反應(yīng)器的外壁上有一盲管，盲管內(nèi)可插入溫度計(jì)。反應(yīng)器設(shè)計(jì)成直立圓柱狀，從底部進(jìn)氣，經(jīng)過(guò)氣體分布板，形成氣-液-固三相混合體系，在氣體動(dòng)力和固體自身重力的作用下，使固體處于上下流動(dòng)懸浮中。在分布板以上一定的位置，設(shè)置一個(gè)內(nèi)置的盲管，插入溫度計(jì)，把溫控儀的加熱帶直接綁在反應(yīng)器的表面給反應(yīng)加熱，通過(guò)溫控儀來(lái)調(diào)節(jié)所需的反應(yīng)溫度。在其上側(cè)壁設(shè)計(jì)個(gè)出氣口，出氣口通過(guò)管子連接到尾氣吸收裝置。由于NOx的密度比空氣的密度大以及為了使NOx與PMS充分接觸，采用下進(jìn)氣，上出氣。出氣經(jīng)過(guò)干燥器連接到大氣采樣器，干燥器用來(lái)干燥氣體來(lái)保護(hù)大氣采樣器，延長(zhǎng)其使用壽命。大氣采樣器一是氣體前進(jìn)的動(dòng)力，二是抽空氣的時(shí)候，使反應(yīng)器的上部形成一個(gè)負(fù)壓的狀態(tài)，使整個(gè)系統(tǒng)處于封閉的狀態(tài)之下。 一種用于尾氣NOx催化氧化的方法，包括；I)關(guān)上發(fā)生裝置的閥門，檢測(cè)各裝置之間的連接處密封性，把實(shí)驗(yàn)所用亞硝酸鈉通過(guò)進(jìn)料口加到貯料室中，蓋上進(jìn)料口的蓋子；2)打開溫控儀給反應(yīng)器加熱，當(dāng)溫度計(jì)指示達(dá)到預(yù)設(shè)定的溫度，打開發(fā)生裝置出氣閥門，讓亞硝酸鈉溶液均勻地流出；3)同時(shí)啟動(dòng)大氣米樣器,使氣體在封閉系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng),氣相、液相和固相在反應(yīng)器中混合，形成懸浮流化狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程中催化氧化NOx ；4)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間，先停止加熱，關(guān)上大氣采樣器，把反應(yīng)液從反應(yīng)器中取出，同時(shí)把吸收液從一級(jí)吸收系統(tǒng)、二級(jí)吸收系統(tǒng)中取出，一次反應(yīng)終止。尾氣中NOx難處理的主要原因是NO是NOx中的主要成分，其在水溶液中的溶解性很小。PMS在Co304/G0存在的情況下處理NOx的反應(yīng)方程式:Co2++HS05Xo3++S04.+0H_HSO5KSO4.+OH-SO4.+e-S042-NOx—eNOf從以上反應(yīng)可以看出PMS是氧化劑，發(fā)生器中產(chǎn)生的NOx很容易在反應(yīng)器中被氧化成no3_。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中存在氣、液、固三相，又由氣-液-固相間接觸面積大、相間混合均勻、傳熱傳質(zhì)效果好和溫度易于控制等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合流化床特性設(shè)計(jì)了一套封閉的反應(yīng)系統(tǒng)來(lái)處理尾氣中的NOx。有益效果本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)有:I)設(shè)備簡(jiǎn)單，用于尾氣中NOx的處理成本低，氣體通過(guò)大氣采樣器流入到反應(yīng)器中具有強(qiáng)烈的作用，使氣-液-固混合均勻，反應(yīng)效果好，并且省掉了攪拌電機(jī)、攪拌槳裝置。2)不適用攪拌槳，系統(tǒng)密封效果更好，維護(hù)簡(jiǎn)單。3)氧化過(guò)程中采用低溫低壓，使得操作安全，節(jié)省能源。4) NOx在封閉的系統(tǒng)中利用，基本上不排放氮氧化物尾氣，減少環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明總裝配示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1如圖1所示，一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)主要包括:進(jìn)料口 1，貯料室2，發(fā)生裝置出氣閥門3，發(fā)生裝置4，發(fā)生裝置進(jìn)氣口 5，氣體緩沖罐6，第二出氣口 7，第一進(jìn)氣口 8，反應(yīng)器9，氣體分布板10，溫控儀11，傳感儀12，加熱帶13，盲管14，第三出氣口 15，第二進(jìn)氣口 16，一級(jí)吸收系統(tǒng)17，第四出氣口 18，第三進(jìn)氣口 19，二級(jí)吸收系統(tǒng)20，第五出氣口 21，第四進(jìn)氣口 22，干燥器23，第六出氣口 24，第五進(jìn)氣口 25，大氣采樣器26。先用橡膠管子把各個(gè)系統(tǒng)連接起來(lái)，形成一個(gè)封閉的氣路。發(fā)生裝置4的出氣口連接到氣體緩沖罐6的進(jìn)氣口，給系統(tǒng)提供足夠的NOx。溫控儀11的傳感儀12纏在反應(yīng)器9的筒壁上，溫控儀11的加熱帶13也綁在其上，通過(guò)調(diào)節(jié)溫控儀11給體系加熱到所需的溫度。在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需，連接好管路，關(guān)上發(fā)生裝置的閥門2，把實(shí)驗(yàn)所用亞硝酸鈉通過(guò)進(jìn)料口 I加到貯料室2中，蓋上進(jìn)料口的蓋子，打開溫控儀11給反應(yīng)器9加熱，當(dāng)溫度計(jì)指示達(dá)到預(yù)設(shè)定的溫度，打開發(fā)生裝置出氣閥門3，讓亞硝酸鈉溶液均勻地流出，同時(shí)啟動(dòng)大氣米樣器26,使氣體在封閉系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng),氣相、液相和固相在反應(yīng)器9中混合，形成懸浮流化狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程中催化氧化NOx。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間，先停止加熱，關(guān)上大氣采樣器26，把反應(yīng)液從反應(yīng)器9中取出，同時(shí)把吸收液從一級(jí)吸收系統(tǒng)17、二級(jí)吸收系統(tǒng)20中取出，一次反應(yīng)終止。
權(quán)利要求
1.一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，包括發(fā)生裝置(4)，氣體緩沖罐(6)，反應(yīng)器(9)，溫控儀(11)，一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)，二級(jí)吸收系統(tǒng)(20)，干燥器(23)，大氣采樣器(26)，其特征是:所述的發(fā)生裝置(4)的第一出氣口(5)連接氣體緩沖罐(6)，氣體緩沖罐(6)的第二出氣口(7)連接反應(yīng)器(9)的第一進(jìn)氣口(8)，反應(yīng)器(9)上部的第三出氣口(15)連接一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)，所述的一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)、二級(jí)吸收系統(tǒng)(20)、干燥器(23)和大氣采樣器(26)通過(guò)各自的進(jìn)、出氣管依次相連，發(fā)生裝置(4)頂部通過(guò)發(fā)生裝置出氣閥門(3)連接貯料室(2)，反應(yīng)器(9)內(nèi)腔的下部安裝有一層氣體分布板(10)，反應(yīng)器(9)的外壁上綁縛有溫控儀(11)的加熱帶(13)，反應(yīng)器(9)的外壁上還貼有傳感儀(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，其特征是:所述的反應(yīng)器(9)形狀為筒狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，其特征是:所述的反應(yīng)器(9)上部的第三出氣口(15)連通一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)的第二進(jìn)氣口(16)，一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)的第四出氣口(18)連通二級(jí)吸收系統(tǒng)(20)的第三進(jìn)氣口(19)，二級(jí)吸收系統(tǒng)(20)的第五出氣口(21)連通干燥器(23)的第四進(jìn)氣口(22)，干燥器(23)的第六出氣口(24)連通大氣米樣器(26)的第五進(jìn)氣口(25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，其特征是:所述的貯料室(2)的頂部為進(jìn)料口(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，其特征是:所述的反應(yīng)器(9)的外壁上有一盲管(14)，盲管(14)內(nèi)可插入溫度計(jì)。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的一種用于尾氣NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)的方法，包括下列步驟: 1)關(guān)上發(fā)生裝置的閥門(2)，檢測(cè)各裝置之間的連接處密封性，把實(shí)驗(yàn)所用亞硝酸鈉通過(guò)進(jìn)料口(I)加到貯料室(2)中，蓋上進(jìn)料口的蓋子； 2)打開溫控儀(11)給反應(yīng)器(9)加熱，當(dāng)溫度計(jì)指示達(dá)到預(yù)設(shè)定的溫度，打開發(fā)生裝置出氣閥門(3)，讓亞硝酸鈉溶液均勻地流出； 3)同時(shí)啟動(dòng)大氣米樣器(26),使氣體在封閉系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng),氣相、液相和固相在反應(yīng)器(9)中混合，形成懸浮流化狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程中催化氧化NOx ； 4)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間，先停止加熱，關(guān)上大氣采樣器(26)，把反應(yīng)液從反應(yīng)器(9)中取出，同時(shí)把吸收液從一級(jí)吸收系統(tǒng)(17)、二級(jí)吸收系統(tǒng)(20)中取出，一次反應(yīng)終止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于尾氣中NOx催化氧化的吸收系統(tǒng)，吸收系統(tǒng)包括尾氣發(fā)生器、氣體緩沖罐、吸收反應(yīng)器、溫控儀、干燥器、大氣采樣器，各部分用管道串聯(lián)。方法為發(fā)生器的出口連接著氣體緩沖罐的進(jìn)口，經(jīng)氣體緩沖罐的出口到反應(yīng)器，再經(jīng)氣體分布板使反應(yīng)器中氣、液、固相混合均勻，形成氣-液-固三相流化狀態(tài)，上側(cè)壁出氣口連接尾氣吸收裝置，經(jīng)二級(jí)尾氣吸收后，流經(jīng)干燥器，干燥器的出口與大氣采樣器的進(jìn)氣口相連，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置處于負(fù)壓的狀態(tài)之中。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，提供了一種新的NOx尾氣吸收方法，避免了傳統(tǒng)吸收法中NOx吸收效率不高的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/56GK103111178SQ20131006098
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者李登新, 孫秀枝, 楊明, 呂偉, 段元東, 陸鈞皓, 李春江, 王倩, 尹佳音, 伊玉, 周婉媛 申請(qǐng)人:東華大學(xué)