一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法和装置，所述方法包括在以离子交换膜为隔膜分隔为阳极室和阴极室的双室电解槽中，以PbO2为阳极，以Ti为阴极，以包含2，2，6，6

【技术实现步骤摘要】
一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法和装置


[0001]本专利技术涉及烟气中NO脱除
，尤其涉及一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法和装置。

技术介绍

[0002]近年来，NO
x
作为主要的大气污染物之一越来越受到人们的重视，其主要来源于化石燃料的燃烧(固定源)和机动车尾气的排放(移动源)，一些严重的大气问题如酸雨、臭氧层空洞、光化学烟雾等均与之相关。目前工业应用最为成熟的两种技术是SCR(选择性催化还原)和SNCR(选择性非催化还原)，这两种技术氮氧化物脱除率较高，但是设备占地大，初期投资极高，不适宜应用于中小型锅炉。液相氧化法具有设备和运行成本较低的优点，适用于中小型燃煤锅炉，但是其NO脱除率较低，且运行消耗大量氧化剂，存在氧化剂储运困难的问题。
[0003]目前，国家对环境问题提出了更严格的要求，因此迫切需要寻找一种更加环保、节能、高效的NO
x
脱除技术。相比传统的烟气脱硝工艺，间接电化学脱硝，也称为介导电化学氧化还原脱硝，是指通过媒介将电极上的电荷转移作用在NO分子上，将NO氧化为NO2‑
或者还原为N2O、N2或NH3。间接电化学脱硝能够解决传统液相氧化法氧化剂大量消耗和储运困难的问题，是一种极具应用前景的脱硝技术。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法及装置，该方法及装置使用可逆氧化还原活性物质，利用电解产生的氧化性媒介，实现对工业烟气中NO的氧化吸收、还原释放和媒介的循环再生，其易于实施，不会产生二次污染，能耗低，电流效率较高，具有良好的应用前景。
[0005]本专利技术提出的一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，包括：在以离子交换膜为隔膜分隔为阳极室和阴极室的双室电解槽中，以PbO2为阳极，以Ti为阴极，以包含2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物、柠檬酸钠和Na2SO4的水溶液为电解液，采用恒流电解的方式进行电解；
[0006]电解过程中，持续将阳极室产生的电解液通过电解液储存槽再循环流回阴极室，利用电解液储存槽对通入其中的NO进行吸附，持续将阴极室的产生电解液通过真空剥离器再循环流回阳极室，利用真空剥离器对溶解在电解液中的NO进行剥离，并收集剥离出的NO。
[0007]优选地，所述阳极室内的电化学反应为：
[0008][0009]所述电解液储存槽内的化学反应为：
[0010][0011]所述阴极室内的电化学反应为：
[0012]NO2‑
+4H
+
+e
→
NO
(aq)
+2H2O。
[0013]本专利技术中，在以离子交换膜为隔膜分隔为阳极室和阴极室的双室电解槽中，以PbO2为阳极，以Ti为阴极，以2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物(TEMPO)为氧化还原媒介，柠檬酸钠为添加剂，Na2SO4为支持电解质，利用TEMPO/TEMPO
+
氧化还原系统捕集NO：阳极室内TEMPO被电化学氧化，以提供TEMPO
+
，阳极室产生的含TEMPO
+
的电解液被泵送到电解液储存槽，在那里引入模拟烟气或富含NO气流，NO被TEMPO
+
氧化，生成NO2‑
同时，TEMPO再生，该含NO2‑
和TEMPO的电解液再被泵送到阴极室，NO2‑
被电化学还原为NO，所得的含NO的电解液再被泵送到真空剥离器，通过真空剥离器释放自由的NO后并收集，电解液又回到阴极室，循环流动以实现连续捕集NO。
[0014]优选地，所述电解液中，2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物的含量为0.2
‑
1wt％，柠檬酸钠的含量为0.1
‑
0.5wt％，Na2SO4的含量为8
‑
10wt％。
[0015]优选地，所述电解的电流密度为0.5
‑
2mA/dm2。
[0016]优选地，所述电解液循环通过阳极室、电解液储存槽、阴极室和真空剥离器的流量为150
‑
200mL/min，温度为30
‑
40℃。
[0017]优选地，所述电解液储存槽通过通入含NO的烟气向其中通入NO；
[0018]优选地，所述含NO的烟气的流速为1
‑
3L/min。
[0019]本专利技术提出一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的装置，包括以离子交换膜为隔膜分隔为阳极室和阴极室的双室电解槽、电解液储存槽和真空剥离器；
[0020]阳极室内设有PbO2阳极，阴极室内设有Ti阴极，电解液储存槽上设有NO进口，真空剥离器上设有NO出口；
[0021]其中，阳极室与电解液储存槽、阴极室和真空剥离器相互连通，以使得包含2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物、柠檬酸钠和Na2SO4的电解液依次循环通过阳极室、电解液储存槽、阴极室和真空剥离器。
[0022]优选地，阳极室和阴极室上皆设有电解液出口和电解液进口；电解液储存槽和真空剥离器上也皆设有电解液出口和电解液进口；
[0023]其中，阳极室的电解液出口与电解液储存槽的电解液进口相连，电解液储存槽的电解液出口与阴极室的电解液进口相连，阴极室的电解液出口与真空剥离器的电解液进口相连，真空剥离器的电解液出口与阳极室的电解液进口相连。
[0024]优选地，所述装置还包括电解液循环泵，电解液循环泵用于提供电解液依次循环通过阳极室、电解液储存槽、阴极室和真空剥离器的动力。
[0025]优选地，所述装置还包括NO收集罐，NO收集罐用于收集从真空剥离器剥离出的NO。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0027](1)本专利技术能够有效用于烟气中NO的捕集，并且电解液和有机媒介循环使用，运行成本低，无二次污染，绿色环保，是一种极具应用前景的脱硝技术。
[0028](2)本专利技术工艺流程简单，条件温和，设备及工艺简单，能耗低，捕集效率高。
附图说明
[0029]图1为本专利技术所述间接电化学捕集NO装置的结构示意图：
[0030]其中，1
‑
阴极室、2
‑
阳极室、3
‑
离子交换膜、4
‑
电解液储存槽、5
‑
真空剥离器、6
‑
pH计、7
‑
电解液循环泵、8
‑
NO收集罐、9
‑
温度剂、10
‑
稳压电源。
具体实施方式
[0031]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0032]实施例1
[0033]参照图1，本实施例提出一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，其特征在于，包括：在以离子交换膜为隔膜分隔为阳极室和阴极室的双室电解槽中，以PbO2为阳极，以Ti为阴极，以包含2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物、柠檬酸钠和Na2SO4的水溶液为电解液，采用恒流电解的方式进行电解；电解过程中，持续将阳极室产生的电解液通过电解液储存槽再循环流回阴极室，利用电解液储存槽对通入其中的NO进行吸附，持续将阴极室的产生电解液通过真空剥离器再循环流回阳极室，利用真空剥离器对溶解在电解液中的NO进行剥离，并收集剥离出的NO。2.根据权利要求1或2所述利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，其特征在于，所述阳极室内的电化学反应为：所述电解液储存槽内的化学反应为：所述阴极室内的电化学反应为：NO2‑
+4H
+
+e
→
NO
(aq)
+2H2O。3.根据权利要求1或2所述利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，其特征在于，所述电解液中，2，2，6，6
‑
四甲基哌啶氧化物的含量为0.2
‑
1wt％，柠檬酸钠的含量为0.1
‑
0.5wt％，Na2SO4的含量为8
‑
10wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，其特征在于，所述电解的电流密度为0.5
‑
2mA/dm2。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述利用有机媒介间接电化学捕集NO的方法，其特征在于，所述电解液循环通过阳极室、电解液储存槽、阴极室和真空剥离器的流量为150
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：杜荣斌，陈杨，刘涛，方安玥，朱旭，黄顺，汪宏亮，范高灿，黄敬冉，朱正国，
申请(专利权)人：安庆师范大学，
类型：发明
国别省市：