N2O等离子化学转化为NOx和/或其衍生物的方法技术

Ｎ↓［２］Ｏ等离子化学转化为ＮＯ↓［Ｘ］（Ｘ＝１或２）和／或其衍生物的方法，其征在于Ｎ↓［２］Ｏ被置于至少一次放电和／或电弧的存在下。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
N2O等离子化学转化为NOX和/或   其衍生物的方法本专利技术涉及一氧化二氮N2O(笑气)的处理和改进，更具体的是由N2O向其中X＝1或2的NOX产物以及向诸如硝酸HNO3之类衍生物的转化过程。本专利技术涉及N2O的等离子化学氧化方法。排入大气的100份体积的N2O中，70％是来自植物王国的新陈代谢，10％来自各类的燃烧，10％来自机动车的内燃机及其余10％是工业气体的排放物。这些排放物的2％是来自硝酸的生产和8％来自己二酸的生产(聚酰胺6.6的基本组分之一)。(参见关于氧化氮排放的国际讨论会—1992年7月1—3日TSUKUBA(日本))。近来，由于N2O在大气中的积累可构成对环境的危害这一理论的提出，大量的调查已专用于一氧化二氮。尤其，N2O人们怀疑N2O在温室效应中起着一定作用。N2O在大气中的寿命约为170年。在室温下它是稳定气体，实际上它不与原子氧结合，并且它对标准氧化剂的作用是相当稳定的。-->N2O的加工或改进的三种主要常用路线：1—通过焚烧热破坏2—催化裂解为气体N2和O2。3—热转化为NOX(其中X＝1或2)及其衍生物。由于NOX化合物是可循环例如热转化为HNO3，所以第三条路线是特别有利的。N2O被改进成为HNO3是最令人感兴趣的，尤其对己二酸生产者来说，假定硝酸被用来通过氧化反应使环己醇和/或环己酮转化为己二酸，这个反应此外生产出大约占最终己二酸1摩尔的1mol N2O(尼龙生产：一种大气层一氧化二氮的未知源—N.H.Thiemens，W.C.Trogler，科学研究1991年2月)。为了使这个循环成为可能，以经济有效的方式将N2O转化为NOX是必不可少的，也就是说以较少能量、反应物和催化剂的方式进行。然而，与两种反应相互竞争。N2O转化为NOX总是在很复杂地进行的，就象日本专利61257940所说明的，该专利涉及二羧酸在硝酸的循环条件下的制备方法，根据这一过程用硝酸氧化己二醇和或己二酮转化为己二酸的气体副产物于没有N2O转化为NOX催化剂的情况经受连续热分解，然后最后的化合物通过氧化转化为硝酸并且用水吸收。根据下列反应方式：-->然后硝酸被再循环回到己二酸的合成反应。根据这一日本专利，气体副产物NO＋N2O作为限制N2O转化为NOX的因素应该被完全脱除。初始的NOX含量应该低于10％最好低于5％。反应温度在1000～1300℃，而最好在1000～1200℃。停留时间在10-2～100秒，而最好在10-1～10秒。待处理的气体用换热器型的热空气加热器预热。在反应器中使气体的温度升高并通过热分解使温度自动维持。这样温度的应用不易操作并且成本昂贵。从该专利的实例中显示了N2O转化为NOX的收率等于25.4％所获得的最好结果。在这些条件下，过程成本低一般是不够的。这方面科学文献证实了这一点，并且指出了NO和/或N2O的形成表明至多只有百分之几的N2O被转化(参见尤其是A.A.BORISON，Rinet.katal.，1986，9(3)482—W.H.LIPKEA et al.，Combustion Science and Technology，1973，6，257—MONAT et al.，Com-bustion science and Techmology，1977，16，21—I.S.ZASLONKO et-->al.，Rinet katal.1980，21，311)。尽管构成最有吸引力的改进路线，目前在工业上没有足够高的经济效率。在这种先有技术背景下，本专利技术的基本目的之一是提供一种N2O转化为NOX(其中X＝1或2)和/或其衍生物的方法，其特征在于相对于被转化的N2O而言的NOX的产率大于30％(摩尔)。本专利技术的另一目的是提供N2O热分解为NOX(X＝1或2)及其衍生物的方法，该方法容易进行，特别是该方法不需要将反应器加热至高温。本专利技术的另一目的是提供将N2O转化为一种NOX衍生物，如HNO3的方法。本专利技术的另一目的是提供一种实施上述方法所用的设备，该设备有助于实现上述目的。因此，经过大量的实验和研究之后，申请人令人睹目地证实放电和/或电弧能用来将N2O转化为NOX，而相对于转化的N2O，NOX有较高的收率。由此实现了本专利技术的目的，它涉及N2O热转化为NOX(X＝1或2)和/或其衍生物，其中N2O处在至少有一个放电和/或电弧的存在的条件下。更具体地，本专利技术的方法包括：—形成一股待处理的含有N2O的气体；-->—在一定电压下将该气流导入至少两个分离电极的间隙空间，以便产生至少一个放电流和/或电弧，并且作为一个低温等离子发生器的部分，这个发生器通过电极间形成的放电滑动而工作；这样，气体由其中电极彼此靠近的放电和/或电弧区域沿电极环流；—回收含有生成的NOX的气体。该方法提供了在低温(室温)下引发以破坏热力学平衡的方式进行N2O改质分解的可能性。通过滑动放电和/或电弧给含待转化N2O的气体提供能量使其成为可能，滑动放电和/或电弧可以导致引发放热反应的破坏热力学平衡的反应物生成。NOX的收率大于或等于30％(摩尔)，这明显地高于通常被承认限度也就是25％(摩尔)。这个结果是在低成本并具有适应性强和易实施的情况下获得的。如果不包括进行这一过程的装置，本专利技术将是不完全的，所述装置由一绝热套组成，该夹套包括：通过滑动放电和/或电弧的形成而运行的低温等离子发生器，—形成喷射气的装置。这个发生器包括至少一对最好至少三对发散电极，它们连接到供电设备上并且通过排布确定了间隙空间，形成一扩展放电区。本专利技术将被更好地理解并且该专利技术的另外一些优点和非限定性-->实施方法从随后的描述中将会更清楚地显示，N2O等离子化学转化为NOX(X＝1或2)的方法可以用附图表示。该图为构成本专利技术主题的反应器的纵向剖面主示图。在图中，反应器用1来表示。它包括一个绝热套2其中包括有待转化气体的喷射器3、一个滑动放电和或电弧等离子发生器4，一个用于密封气体的管状衬套5，和用于将N2O转化为NOX的转化区6。有待处理气体的喷射装置3包括一个装置7，该装置7根据需要可使气体在其中预热。该预热器7(燃烧器、电阻、换热器)安装在用于在加压下将气体由入口E引入喷嘴9，该喷嘴安装在套2的盖21上。喷嘴9对着六根10a到10f发散电极的底座。这些电极导电板，被成对地排布在经向平面上成60°角偏移并与轴对称。这些电极呈发散状，也就是说它们的表面内边缘从底层自由端处间隔逐渐变大。这些电极10a到10f限定一个间隙空间或一个加宽的电弧和/或放电区域11，该区域内人们设计将滑动电弧和/或放电从电极底层移动到电极的一端。电极所需的电通过三相发电机12提供，用图上的连接线13象征性地表示。关于详细情况，参考由法国专利申请NO.2,639,172所述的等离子发生器。-->管形衬套5与套2同轴，略低于后者。该衬套5与套2的底22限定受压下通过喷口9喷入气体的密封区域14的空间。这个空间的上部被电极10a到10f占据。另外，衬套5与套2的壁23构成了一个外部环腔15。这个空腔与衬套5的内部在套2顶部互通并且在其底部设有开口16，它与管子17连通将处理过的气体排到外面。一部分气体可经过管子18循环，这点连接排放管17和引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.N2O等离子化学转化为NOX(X＝1或2)和/或其衍生物的方法，其征在于N2O被置于至少一次放电和/或电弧的存在下。2.根据权利要求1的方法，其特征在于包括：—形成含N2O的待处理气体流，—在一个电压下该气流进入至少两组发散电极(10a～10f)的间隙空间(11)，足以产生至少一次放电和/或电弧，并且是在低温等离子发生器(4)的内部发生，该发生器通过在电极(10a～10f)之间滑动电子放电和/或电弧的形成而工作的，这样气体从放电和/或电弧区域11沿电极环流，那里电极相互靠得最近，—回收含有形成的NOX的气体。3.根据权利要求1或2的方法，其中含有形成的NOX的气体经过转化处理，它使获得硝酸成为可能。4.根据权利要求3的方法，其中处理是在塔中进行氧化吸收，最好与水急冷系统相结合。5.根据权利要求1—4的任何一种方法，其特征在于被注入滑动放电和/或电弧间隙空间中的气体是不含或基本上不含水蒸气。6.根据权利要求1—5的任何一种方法，其特征在于N2O转化为N0X是压力在0～10×105Pa之间完成的，最好在0～6×105Pa甚至更好地在标准大气压(105Pa)进行。7.权利要求1—6的任何一种方法，其中放电区的气体流入口温度在0～800℃之间，最好在400～700℃之间的条件。8.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·查拉麦尔，A·泽尼科斯基，A·格鲁斯，
申请(专利权)人：罗纳布朗克化学公司，
类型：发明
国别省市：