[发明专利]一种质子膜电催化烟气脱硫脱硝装置

权利要求书

1.一种质子膜电催化烟气脱硫脱硝装置，其特征在于所述装置由催化反应吸收塔和电解反应器组成，催化反应吸收塔的下端和电解反应器的上端同中心线连接为整体；

催化反应吸收塔的结构是：顶盖(29)和塔身(5)通过法兰同中心线固定连接，顶盖(29)的纵截面呈圆弧状，顶盖(29)的中心位置处设有排气口(1)；

塔身(5)的结构是：塔身壳体(27)为空心圆柱体，塔身壳体(27)的高度和外径比为3︰1~5︰1；在塔身壳体(27)内，从上端到靠近下端处依次设有挡板(28)、第一脱硫脱硝催化剂填料层(2)、上承接板(26)、固碳催化剂填料层(3)、中承接板(25)、第二脱硫脱硝催化剂填料层(4)、下承接板(24)、固液分离器(23)、烟气分散器(6)和氢气分散器(7)；

其中：挡板(28)与上承接板(26)间的距离、上承接板(26)与中承接板(25)间的距离和中承接板(25)与下承接板(24)间的距离相等，第一脱硫脱硝催化剂填料层(2)、固碳催化剂填料层(3)和第二脱硫脱硝催化剂填料层(4)的填料填充率为0.9~1倍；固液分离器(23)为斜面设置，固液分离器(23)与水平面的夹角为15~20°，固液分离器(23)与塔身壳体(27)的内壁固定连接；塔身壳体(27)的一侧开有固体产物排出口(22)，所述塔身壳体(27)的一侧为与固液分离器(23)的斜面最低位置相同的一侧，固体产物排出口(22)紧贴固液分离器(23)的上斜面；在塔身壳体(27)的另一侧开有烟气进气口(8)，烟气进气口(8)位于烟气分散器(6)和氢气分散器(7)之间；烟气分散器(6)的上平面到下承接板(24)的下平面间的距离为塔身壳体(27)内径的0.3~0.4倍，氢气分散器(7)的上平面到烟气分散器(6)的下平面间的距离为塔身壳体(27)内径的0.2~0.3倍；

所述电解反应器的结构是：电解反应器壳体(18)为圆筒状，电解反应器壳体(18)外径与塔身壳体(27)的外径相等，电解反应器壳体(18)的高度与外径之比为1.1︰1~1.3︰1；电解反应器壳体(18)最上端设有引流板(10)，引流板(10)为斜面设置，引流板(10)与水平面的夹角为15~20°；在引流板(10)开有氢气口(9)，氢气口(9)位于引流板(10)斜面的最高处；电解反应器壳体(18)的一侧开有液体产物排出口(21)和氧气排出口(20)，所述电解反应器壳体(18)的一侧为与引流板(10)的斜面最低位置相同的一侧，液体产物排出口(21)紧贴引流板(10)上斜面，氧气排出口(20)紧贴引流板(10)下斜面；

电解反应器壳体(18)内设有电解反应室，电解反应室位于电解反应器壳体(18)的下部，在电解反应器壳体(18)的底部与电解反应室的底部之间开有进液口(16)；电解反应室为箱体状，箱体顶板、箱体底板、箱体前侧板和箱体后侧板的内壁均匀地开有11个或15个或19个插槽，每个插槽呈“口”字状，每个插槽所在的平面与箱体的左侧板平行；在顺序号为偶数的插槽中均嵌有质子膜(13)，顺序号为1、5、9的插槽中嵌入阳极板(14)，或顺序号为1、5、9、13的插槽中嵌入阳极板(14)，或顺序号为1、5、9、13、17的插槽中嵌入阳极板(14)，其余插槽均嵌有阴极板(12)；箱体底板和箱体顶板的插槽间均匀地开有一排小孔，每排小孔为12~30个，小孔孔径为5~8mm；箱体顶板的上平面固定有3~5个条形槽板(19)，每个条形槽板(19)的槽口朝下，阴极板(12)两侧的气孔位于条形槽板(19)的槽口内；条形槽板(19)间相通，氢气管道(11)的一端与条形槽板(19)相通，氢气管道(11)的另一端与氢气口(9)相通；

所述阳极板(14)通过正极导线(17)与电池的正极连接，所述阴极板(12)通过负极导线(15)与电池的负极连接。

2.根据权利要求1所述的质子膜电催化烟气脱硫脱硝装置，其特征在于所述挡板(28)的厚度为1~3cm，挡板(28)的外径与塔身壳体(27)的内径相等；挡板(28)开有小孔，所述小孔的孔径为1~3mm，开孔率为45~65%；所述挡板(28)与上承接板(26)、中承接板(25)和下承接板(24)相同。

3.根据权利要求1所述的质子膜电催化烟气脱硫脱硝装置，其特征在于所述第一脱硫脱硝催化剂填料层(2)的填料为活性炭、Cu/Mg/Al催化剂、CuO/Al₂O₃催化剂和CoMo/Al₂O₃催化剂中的一种以上，粒径为4~6mm。