[发明专利]一种低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置及其处理方法

权利要求书

1.一种低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于：本装置包括管状或筒状的反应器壳体（3），反应器壳体（3）中设置有与其同轴设置的柱状或棒状的金属阳极（5），反应器壳体（3）的外侧环绕有板状或网状的金属阴极（2）；所述反应器壳体（3）中还设置有固态催化剂（6），所述催化剂（6）充填在金属阳极（5）外壁与反应器壳体（3）内壁之间，且催化剂（6）的上端面与金属阴极（2）的上端面相平齐，催化剂（6）的下端面与金属阴极（2）的下端面相平齐；所述反应器壳体（3）的上、下两端处均设置有用于密封的封盖（7），其中一个封盖上设置有气体进口，另一个封盖上设置有气体出口，所述金属阳极（5）的至少一端穿过封盖（7）并伸出在反应器壳体（3）的外侧；所述金属阳极（5）伸出在封盖（7）外侧的一端与直流高压电源（8）的正极相连，金属阴极（2）与直流高压电源（8）的负极相连或者接地。

2.根据权利要求1所述的低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于：所述反应器壳体（3）为石英玻璃管或陶瓷管，所述金属阳极（5）为铜棒或铝棒或铁棒或不锈钢棒，所述金属阴极（2）为铜板网或铝板网或铁板网或钢板网，所述封盖（7）为硅橡胶塞。

3.根据权利要求2所述的低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于所述催化剂（6）由如下步骤制成：

1）、黏土原矿提纯

将含有凹凸棒石的海泡石原矿粉加入蒸馏水中，所述海泡石原矿粉的质量单位以克计，蒸馏水的体积以毫升计，则所加入的海泡石原矿粉的质量与蒸馏水的体积比例为5:3，搅拌10min，静止倾倒出上层悬浮物，然后真空抽滤中间层悬浮液，所得固体滤饼在105℃下烘干研碎；

2）、酸活化

用浓度1.0～2.0 mol/L的硝酸或者盐酸活化经1）步骤提存得到的固体物料，所述固体物料的质量单位以克计，硝酸或者盐酸的体积以毫升计，则所述固体物料的质量与硝酸或者盐酸的体积比例范围为1:5～1:15；所述固体物料于20～60℃下浸泡在硝酸或者盐酸中24～72h；酸活化后所得物料用去离子水反复洗涤至中性，过滤得到滤饼，所得滤饼在120℃温度加热干燥4h，自然冷却后研碎；

3）、改性

将步骤2）中制得的物料在室温下浸渍于硝酸铈溶液中24h，所述硝酸铈溶液中氧化铈的质量浓度为4～8%；而后将物料在60℃水浴锅中蒸发干燥4h，并在200～260℃下焙烧6h，然后研磨至60目；如此反复浸渍、蒸发干燥、焙烧、研磨3～4次；将研磨得到的固体物料浸渍于质量浓度为2～10%的Cu(NO₃)₂溶液中，在60℃下蒸发干燥4h，干燥后的固体物料研碎至230～250目，再用模具压制成型，并在300～500℃下加热活化5h，最后粉碎成设定的颗粒体积即可。

4.根据权利要求3所述的低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于：所述步骤1）中，海泡石原矿粉的质量为200g，蒸馏水的体积为120ml。

5.根据权利要求3所述的一种低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于：所述步骤3）中，所述与设定的颗粒体积等体积的球型颗粒的直径范围为0.5～2.5mm。

6.根据权利要求2～5任一项所述的低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置，其特征在于：所述石英玻璃管或陶瓷管的内径27～32mm、壁厚2～3mm、长度120～360mm；所述金属阳极（5）为外径为4～12mm的不锈钢棒；所述金属阴极（2）为厚度1.6～2.4mm的铝板网，且铝板网的沿反应器壳体（3）的轴向长度为60～320mm。

7.一种根据权利要求1所述的低温等离子体协同催化剂脱除NOx的处理装置的处理方法，其特征在于：所述直流高压电源（8）连续放电，且直流高压电源（8）的放电电压为5～45KV，放电电流为0.01～0.4mA，放电功率为0.2～4W；进入反应器壳体（3）的废气流量为2～7L/min，废气初始浓度范围为100～360ppm，空速范围为6-12s^-1。