[发明专利]一种含NOX废气的净化方法

说明书

本发明是涉及用于除去各种生产过程废气中含有氮氧化物NOx的方法，更具体是涉及用电晕放电和固体吸收剂联合的方式去除废气中含有的NOx净化方法。

氮氧化物NOx主要包括NO和NO₂产生于燃料烧和各种生产加工过程，大量的氮氧化物排放是引起大气光化学雾和酸雨的主要原因之一。

一般地，目前NOx治理的主要方法有干法和湿法两种。其中干法有催化还原法和吸附法：催化还原法是目前处理燃料废气的主要手段之一，但催化剂对运行条件要求较高，投资和运转费用较高，不适合低温排放源的应用；吸附法对NOx的脱除效率高，但因吸附剂容量有限，因而设备体积庞大，且再生耗能大。湿法是采用各种液体对NOx进行吸收，但对含NO较多的NOx，其处理效率较低，且废液需二次处理。

由脉冲放电和无声放电等产生的非平衡等离子技术作为一种新型的NOx废气治理技术，近年来得到各国研究者的广泛研究。研究发现用非平衡等离子技术能实现NOx的氧化和还原反应。一般在有氧化剂存在下主要发生氧化反应，而在还原剂存在下主要发生还原反应。但由于非平衡等离子化学反应难于控制，因此在处理实际气体时必须与其他方法联合使用。Yang等在EnvironmentalProgress 17(3)：183-189，1998，报导了采用两段式，即先经非平衡等离子反应器使NOx中的NO被氧化为NO₂后，再由吸收器吸收，以解决用液体吸收法对含NO较多的NOx处理效率较低的问题。该法虽然克服了NO难于吸收的问题，但其工艺依然复杂。也有报导采用水膜放电反应器如Mizuno A等IEEE-LAS Transac-tions 31(6)：1463-1467，1995，但该法的实际应用面临的困难是由于水的蒸法导致能耗很大，并且被处理气体温度不能超过100℃和水的二次处理问题。

本发明的目的是在于设计和提供了一种非平衡等离子技术化学反应吸收器的方法，是采用电晕放电和固体吸收剂联合的方法以克服上述用非平衡等离子技术处理NOx的问题。

本发明的内容是在于提供用于气流中NOx净化方法，其特征是由电晕放电和固体吸收剂联合一体的反应吸收器组成，其中在电晕放电所需的两电极之间的一电极表面部分或全部覆盖有一定厚度的多孔性吸收材料，使被处理气体通过由吸收材料表面和另一放电电极组成的空间，使气流中的NO在电晕放电作用下被氧化为NO₂，所生成的NO₂与装在反应器内的固体吸收剂发生吸收反应被吸收，从而达到气体净化，吸收饱和后的吸收剂通过解吸反应后再生。

吸收过程的主要反应，以Mg(OH)2作吸收剂为例：

解吸过程的主要反应在250～350℃范围：

本发明所采用的电晕放电反应吸收器的结构形式可以是线—筒、线—板式和针—板式，电极材料包括普通导电材料、两电极的距离为10～100mm。

本发明所采用电晕放电的供电方式包括交流和脉冲，其中交流供电的电压为5K～100KV、频率为20～50KHz：脉冲供电的电压为±5K～±150KV，脉冲重复频率为10～2KHz。

本发明所采用的电晕放电反应吸收器内作为固体吸收剂的包括钙、镁或锌的氧化物、氢氧化物和碳酸盐及相应矿物。另外也可在吸收剂材料中添加一定量的一元或多元具有催化活性的过渡金属如钒、钛、锰、铬、铜、镍、钛和铁的氧化物或贵金属铂、铑、钯作为辅助材料以加强反应。吸收剂的载体材料可以是氧化铝、氧化硅和二氧化钛。

固体吸收剂与电极的结合方式可以是直接涂装成型和预先成型后组装，径向吸收剂高度一般为1～30m，视反应器大小及负荷大小设定。电晕放电反应吸收器反应器的工作温度可为室温～200℃，一般以小于100℃为宜。气体在反应器内的停留时间为2～5s。

吸收剂解吸再生是通过对吸收剂加热脱吸反应后再生的，加热的方式可以是用装在反应器内的电热丝加热和热气流加热。解吸温度为250～700℃，视采用的吸收剂不同而变化。解吸可在氮气、空气和水蒸气中进行，可回收解吸后的NOx，也可在氮气中加入还原气体，如氨气和轻烃等，经电晕放电或催化剂存在下把脱吸后的气体还原为氮气。

装置可以由上述的反应吸收器多个串联和并联组成交替工作。