一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器，其包括高压电极、石英管、低压电极、石英砂芯、固定套、进气口、出气口、交流高压电源、橡胶塞，当施加在高压电极上的交流电达到一定的电压和频率时，在石英管和高压电极之间的气体被击穿从而产生低温等离子体，催化剂填充于石英砂芯上方的等离子体区域，当含有NO的气体污染物通过进气口进入反应器后可在等离子体和催化剂的协同下分解脱除，本实用新型专利技术使等离子体反应和催化反应发生在同一区域，可用于低温等离子体协同催化反应。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器，属于低温等离子体去除NO领域。
技术介绍
低温等离子体协同催化技术结合了低温等离子体反应和催化反应的优点，既有等离子体能量和活性高的特点，又具有催化剂选择性强的优点。同时低温等离子体协同催化技术在处理气体污染物方面存在能耗低、无二次污染、成本低和占地面积小等优点。介质阻挡放电是较为常用的产生等离子体的方法，介质阻挡放电均匀稳定、操作方便而被广泛的应用于各个领域。介质阻挡放电能够在IO4-1O6Pa高气压和50Hz至IMHz宽频率范围内工作。常见的介质阻挡放电反应器有针-板式、板-板式、线-管式和管-管式，其中管-管式反应器由于其结构简单、工作环境适应性强而被广泛应用。目前国内外常用的等离子体协同催化反应器为“两段式”，即气体污染物先通过等离子体区域，气体污染物经过等离子体活化的再通过催化剂区域进行催化反应。中国专利CN101773780A提出了一种等离子体协同催化氧化NO脱除氮氧化物的方法，其装置由介质阻挡放电发生器和催化剂固定床反应器串联组成。该技术首先将含有NO的气体通过等离子体区域对气体进行活化，再将气体通过氧化催化装置进行氧化相催化。中国专利CN102166474A提出了一种低温等离子体协同两相催化装置及有害排放气体处理方法，其装置由氧化相催化装置、等离子体发生器、还原相催化装置串联组成。该技术首先将有害气体通过氧化催化装置进行氧化相催化，再将气体通过等离子体区域对气体进行活化，最后通过还原相催化装置对气体进行还原相催化。这种“两段式”反应器的优点是操作和控制方便；缺点是由于等离子体反应和催化反应在不同的区域进行而没有得到充分的协同，即等离子体反应和催化反应没有得到充分的相互作用。
技术实现思路
为了克服传统反应器等离子体反应与催化反应没得到充分协同的不足，本技术提供一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器，该反应器带有石英砂芯的介质阻挡放电的等离子体反应器；本技术能够生成稳定均匀的低温等离子体，其石英砂芯结构可承载催化剂，使催化剂均匀的分布在等离子体区域，移动反应器的低压电极可以调节放电区域的大小，使得等离子体区域体积和催化剂的体积相等。本技术的反应器为同轴管-管式反应器，其包括高压电极1、石英管2、低压电极3、石英砂芯4、固定套5、进气口 6、出气口 7、交流高压电源8、橡胶塞9，高压电极I通过固定套5安装固定在石英管2内，石英砂芯4固定于石英管2内，并设置在高压电极I的一端，低压电极3设置在石英管2外，进气口 6和出气口 7分别设置在石英管2两端，交流高压电源8分别与高压电极I和低压电极3连接，橡胶塞9设置在石英管2上。本技术所述的在石英砂芯4上方的高压电极I和石英管2之间填充有催化齐U，且催化剂所在区域与低压电极3所覆盖的低温等离子体区域一致。本技术所述的固定套5为不锈钢。本技术所述低压电极3是铝箔，低压电极3的位置可根据催化剂所在区域进行调节。本技术所述高压电极为是不锈钢棒。所述石英砂芯可以承载直径120目以上的催化剂且允许气体通过，紧贴高压电极的一端，使催化剂能够均匀的填充于等离子体区域。所述低压电极是铝箔紧密包裹于石英管的外层，调整低压电极位置改变等离子体区域的长度和体积，使等离子体区域和催化剂体积完全匹配。当施加在高压电极上的交流电达到一定的电压(6 7 kV)和频率(8.6 8.9 kHz)时，在石英管和高压电极之间的气体被击穿从而产生低温等离子体，催化剂填充于石英砂芯上方的等离子体区域，当含有NO的气体污染物通过进气口进入反应器后可在等离子体和催化剂的协同下分解脱除，本技术使等离子体反应和催化反应发生在同一区域，可用于低温等离子体协同催化反应。本技术的有益效果:(I)当峰值电压为6 7 kV、频率为8.6 8.9 kHz的高频高压交流电施加在技术的高压电极上时，能够击穿气体生成稳定均匀的低温等离子体；(2)在等离子体区域内填充催化剂，可以增加放电的均匀性和提高等离子体协同催化作用；(3)本装置结构简单，操作方便。附图说明图1是本技术反应器剖面结构示意图。图2是本技术反应器中固定套结构示意图。图3是本技术反应器用于等离子体协同催化出去NO的使用状态示意图。图中:1是高压电极，2是石英管，3是低压电极，4是石英砂芯，5是不锈钢固定套，6是进气口，7是出气口，8是交流高压电源，9是橡胶塞，10是催化剂。具体实施方式下面通过附图和实施例对本技术作进一步详细说明，但本技术的保护范围不局限于所述内容。本技术为同轴单层介质阻挡放电等离子体反应器，其包括高压电极1、石英管2、低压电极3、石英砂芯4、固定套5、进气口 6、出气口 7、交流高压电源8、橡胶塞9，高压电极I通过固定套5安装固定在石英管2内，石英砂芯4固定于石英管2内，并紧贴在高压电极I的一端，低压电极3设置在石英管2外，进气口 6和出气口 7分别设置在石英管2两端，交流高压电源8分别与高压电极I和低压电极3连接；其中高压电极I为直径为3mm的不锈钢管，石英管2为介质层，介质层厚度1mm，石英管的内径为IOmm ;石英管2外层紧密包裹铝箔纸作为低压电极3，不锈钢固定套5与橡胶塞9紧密地固定在高压电极I上，使高压电极能够稳定在石英管的中心位置，石英砂芯上可承载催化剂，且低压电极3覆盖的放电区域一低温等离子体区域与催化剂10所在区域一致。(见图1-2)本反应器长度为350mm，放电区域长度为2(Tl00mm可调。在图3中，催化剂10填充于石英管2和高压电极I之间，通过调节铝箔纸，使催化剂恰好填充于等离子体放电区域，调节等离子体电源的输出峰值电压为6kV、频率为8.6kHz，气体污染物从进气口 6进入反应器，气体同时到达等离子体和催化剂区域，处理后的气体从出气口 7排出。实验室研究表明:以直径为1.5mm的活性炭做催化剂，当含有浓度为500ppm的NO、流量为200mL/min的气体通入上述反应器时，出口 NO浓度小于50ppm、N02小于30ppm，一氧化氮的分解效率达到85%以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器，其特征在于：该反应器为同轴管?管式反应器，其包括高压电极（1）、石英管（2）、低压电极（3）、石英砂芯（4）、固定套（5）、进气口（6）、出气口（7）、交流高压电源（8）、橡胶塞（9），高压电极（1）通过固定套（5）和橡胶塞（9）安装固定在石英管（2）内，石英砂芯（4）固定于石英管（2）内，并设置在高压电极（1）的一端，低压电极（3）设置在石英管（2）外，进气口（6）和出气口（7）分别设置在石英管（2）两端，交流高压电源（8）分别与高压电极（1）和低压电极（3）连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于低温等离子体协同催化去除NO的反应器，其特征在于:该反应器为同轴管-管式反应器，其包括高压电极(I)、石英管(2)、低压电极(3)、石英砂芯(4)、固定套(5)、进气口(6)、出气口(7)、交流高压电源(8)、橡胶塞(9)，高压电极(I)通过固定套(5)和橡胶塞(9)安装固定在石英管(2)内，石英砂芯(4)固定于石英管(2)内，并设置在高压电极(I)的一端，低压电极(3)设置在石英管(2)外，进气口(6)和出气口(7)分别设置在石英管(2 )两端，交流高压电源(8 )分别与高压电极(I)和低压电极(3 )连接。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓龙，王建根，易红宏，李凯，向瑛，彭潇，马洁云，陈晨，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：