电辅助选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电辅助选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器，其包括进气口、出气口、外圆筒电极、内圆筒电极、金属导线I、金属导线II、圆形滤板、橡胶塞、石英或玻璃管；金属导线I和金属导线II通过橡胶塞固定在石英或玻璃管上，金属导线I一端与外圆筒电极连接，金属导线II一端与内圆筒电极连接，内圆筒电极侧面被有机隔膜材料包裹，内圆筒电极两端面被有机隔膜材料密封，内圆筒电极设置外圆筒电极内，紧靠石英或玻璃管内壁，圆形滤板固定于外圆筒电极下方，进气口和出气口分别设置在石英或玻璃管两端；本装置结构简单、操作方便，与通电前相比，在80~150℃范围内可提高10~20%左右的NO转化效率，进一步提高了选择性催化还原NO的低温效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于大气污染控制工程与净化
，具体地说是一种在外加直流电压条件下，能够促进选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器。
技术介绍
氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2两种气体，是化工工业、电力工业、内燃机等排放气体中有害物质之一。在所有排放总量中，燃料燃烧排放出的NOx占有最大比重，约30% ；火山喷发、化工厂尾气排放等其他因素共占约70%。燃料燃烧又包括固定源和流动源两个方面，固定源(包括:火电厂、燃煤锅炉及工业燃烧装置等)排放量约占燃烧总排放的70%，其余主要来自机动车辆等流动源。NO占燃烧烟气中NOx总量的90°/Γ95%。随着我国经济持续发展，能源消耗逐年增加，NOx的排放量也迅速增加，2000年全国NOx排放总量约为1.2 X IO7t，2010年超过2Χ107 t。今后我国NOx的排放量将十分巨大，如果不加以控制直接排放到大气中可能造成酸雨、臭氧空洞等环境问题，同时也可能对人体的呼吸系统产生危害。NH3选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术因其高效、稳定等特点，是目前应用最为广泛的固定源脱硝技术。但该项技术需要较高的催化起活温度，已商业化的钒钛体系催化剂起活温度一般高于300°C，难以在烟气处理系统末端应用。等离子体协同低温催化氧化NO脱除氮氧化物是目前研究较为热门的一项低温脱硝技术，但其需要在高压放电条件下才能实现，而且容易打火而产生爆炸事故。除此项技术外，其他针对低温脱除氮氧化物的研究在国内外尚未见突破性进展。因此，一种低温、高效、安全、稳定的脱硝技术成为目前大气污染控制工程与净化
的研究热点话题。
技术实现思路
为了进一步提高氨选择性催化还原NO脱除氮氧化物的低温效率，本技术提供一种在外加电压条件下，能够促进选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器。本技术是一种能够实现低温、高效、安全、稳定脱除氮氧化物的电容式反应器，其包括进气口 1、出气口 2、金属导线I 3、金属导线II 4、橡胶塞5、圆形滤板6、外圆筒电极7、内圆筒电极8、石英或玻璃管9，其中金属导线I 3和金属导线II 4通过橡胶塞5固定在石英或玻璃管9上，金属导线I 3 —端与外圆筒电极7连接，另一端与直流电源负极相连，金属导线II 4 一端与内圆筒电极8连接，另一端与直流电源正极相连，内圆筒电极8侧面被有机隔膜材料包裹，内圆筒电极8两端面被有机隔膜材料密封，内圆筒电极8设置外圆筒电极7内，外圆筒电极7与石英或玻璃管内壁紧密相靠，圆形滤板6固定于石英或玻璃管9内，位于外圆筒电极7下方，进气口 I和出气口 2分别设置在石英或玻璃管9两端。本技术所述有机隔膜材料为市售聚酰亚胺薄膜胶带，可在155 220°C空气中长期使用，膜厚度小于0.1mm。 本技术所述外圆筒电极7和内圆筒电极8之间间距为f4mm。本技术所述在外圆筒电极7和内圆筒电极8之间填充有炭基负载型金属氧化物催化剂和石墨的混合物，炭基负载型金属氧化物催化剂和石墨质量比为1:广15:1 ;炭基负载型金属氧化物催化剂为采用常规浸溃法制得的催化剂，如:铜氧化物负载活性炭(CuO/AC)催化剂、锰氧化物负载活性炭(Mn02/AC)催化剂、镍氧化物负载活性炭(NiO/AC)催化剂等；石墨为市售鳞片石墨。本技术所述金属导线I 3和金属导线II 4为镀膜铜丝，内外圆筒电极材料为抛光铁片。本技术是根据电容器工作原理设计，其借助内外圆筒电极间电势差，强迫电子从外圆筒电极板泵入炭基负载型金属氧化物催化剂，增加催化剂表面负电荷富集量，从而降低反应活化能，提高催化剂低温活性，达到促进选择性催化还原NO脱除氮氧化物的目的。为方便电子在催化剂内的传导，适当比例的石墨被添加进去。在操作过程中，由于有机隔膜材料的绝缘作用，催化系统并没有形成闭合回路，催化剂表面额外电子以直接参与反应的形式促进催化过程，因此，在整个历程中，并不会有电流产生，从而降低了电损耗。本技术与现有技术相比，具有能耗低、效率高、无安全隐患等优点；其操作电压为5 30V，在8(Tl50°C范围内可以提高10% 20%左右的NO转化率，且在催化反应过程中，NO和NH3发生作用，并以氮气和水蒸气的形式排出，不会对环境造成二次污染。本技术适用于大气污染控制工程与净化
，操作过程中，无电流产生，在外加电势影响下，电子进入催化剂，从而达到促进选择性催化还原NO脱除氮氧化物的目的。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术内外圆筒电极结构示意图；图中:1是进气口 ；2是出气口 ；3是金属导线I ;4是金属导线II ;5是橡胶塞；6是圆形滤板；7是外圆筒电极；8 是内圆筒电极；9是石英或玻璃管，10是有机隔膜材料。具体实施方式下面通过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以下所述内容。实施例1:本技术电容式反应器包括进气口 1、出气口 2、金属导线I 3、金属导线II 4、橡胶塞5、圆形滤板6、外圆筒电极7、内圆筒电极8、石英或玻璃管9，其中金属导线I 3和金属导线II 4通过橡胶塞5固定在石英或玻璃管9上，金属导线I 3—端与外圆筒电极7连接，另一端与直流电源负极相连，金属导线II 4 一端与内圆筒电极8连接，另一端与直流电源正极相连，内圆筒电极8侧面被市售聚酰亚胺薄膜胶带(膜厚度0.06mm)包裹，内圆筒电极8两端面被市售聚酰亚胺薄膜胶带密封，内圆筒电极8设置外圆筒电极7内，夕卜圆筒电极7与石英或玻璃管内壁紧密相靠，圆形滤板6固定于石英或玻璃管9内并位于外圆筒电极7下方，进气口 I和出气口 2分别设置在石英或玻璃管9两端，外圆筒电极7和内圆筒电极8之间间距为2mm;该电辅助选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器应用中，将按常规浸溃法制得的锰氧化物负载活性炭(MnO2AC)催化剂和鳞片石墨以1:1的质量比混合后填充于外圆筒电极7和内圆筒电极8之间，金属导线I 3与5V直流电源负极相连，金属导线I4与该直流电源正极相连，气体污染物从进气口 I进入反应器，并在反应器核心部件内完成氧化还原反应，经出气口 2排出。实验中，NO体积百分比为0.05%，NH3体积百分比为0.06%,O2体积百分比为3%，载气为N2,流速为500cm3/min，空速为3000( '结果表明:在80°C范围内，与通电前相比，可提高12%左右的NO转化率，转化率达到62%。实施例2:本技术结构同实施例1，不同在于外圆筒电极7和内圆筒电极8之间间距为2mm ;金属导线I 3与20V直流电源负极相连，将按常规浸溃法制得的铜氧化物负载活性炭(CuO/AC)催化剂和鳞片石墨以10:1的质量比混合后填充于外圆筒电极7和内圆筒电极8之间，实验中，NO体积百分比为0.05%, NH3体积百分比为0.06%, O2体积百分比为3%，载气为N2,流速为500cm3/min，空速为3000( '结果表明:在100°C范围内，与通电前相比，可提高15%左右的NO转化率，转化率达到83%。实施例3:本技术结构同实施例1，不同在于外圆筒电极7和内圆筒电极8之间间距为Imm ;金属导线I 3与30V直流电源负极相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电辅助选择性催化还原NO脱除氮氧化物的电容式反应器，其特征在于：其包括进气口（1）、出气口（2）、金属导线I（3）、金属导线II（4）、橡胶塞（5）、圆形滤板（6）、外圆筒电极（7）、内圆筒电极（8）、石英或玻璃管（9），金属导线I（3）和金属导线II（4）通过橡胶塞（5）固定在石英或玻璃管（9）上，金属导线I（3）一端与外圆筒电极（7）连接，另一端与直流电源负极相连，金属导线II（4）一端与内圆筒电极（8）连接，另一端与直流电源正极相连，内圆筒电极（8）两端面及侧面被有机隔膜材料（10）包裹，内圆筒电极（8）设置外圆筒电极（7）内，外圆筒电极（7）与石英或玻璃管内壁紧密相靠，圆形滤板（6）固定于石英或玻璃管（9）内并位于外圆筒电极（7）下方，进气口（1）和出气口（2）分别设置在石英或玻璃管（9）两端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓龙，徐先莽，易红宏，孙鑫，陈晨，李凯，王川，胡景丽，王盼，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：