[发明专利]一种用于尾气NOx催化氧化的吸收系统与方法

说明书

技术领域

本发明属尾气预处理技术领域，特别是涉及一种用于尾气NOx催化氧化的吸收系统与方法。

背景技术

NOx是一种重要的大气污染源，不仅对人体和动物的肺脏、心脏等器官具有强烈的致毒作用，而且还可以形成酸雾、酸雨和光化学烟雾、破坏臭氧层，给生态环境和人类生产、生活带来极大危害，所以含NOx废气治理已经成为环境保护的重要组成部分，也是工业投产运行的首要条件。目前氮氧化物的处理方法有还原法、等离子体活化法、生化法、吸附法和液体吸收法等。在以上处理方法中，由于碱液吸收法能将NOx回收为亚硝酸盐或硝酸盐产品，有一定的经济效益,而且工艺流程和设备也比较简单，技术路线成熟，所以广泛应用于工业废气中NOx的治理。但由于NOx的主要成分NO，其在水中溶解度很小，因此传统的吸收法对NOx的脱除效率不高。

PMS又名单过硫酸氢钾复合盐，可以在过渡金属、加热或紫外的情况下产生SO4-·并广泛应用于环境处理当中。本发明以PMS为氧化剂，以Co3O4/GO为催化剂，对尾气中的NOx进行催化氧化，解决了传统吸收法中NO难处理的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于尾气NOx催化氧化的吸收系统与方法，以克服传统处理方法的不足同时能使气-液-固三相融合在一起，固相（催化剂）在液相中处于悬浮化状态，气相与液相进行充分的反应，提高NOx氧化效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于尾气NOx催化氧化的吸收系统，包括发生装置，气体缓冲罐，反应器，温控仪，一级吸收系统，二级吸收系统，干燥器，大气采样器，所述的发生装置的第一出气口连接气体缓冲罐，气体缓冲罐的第二出气口连接反应器的第一进气口，反应器上部的第三出气口连接一级吸收系统，所述的一级吸收系统、二级吸收系统、干燥器和大气采样器通过各自的进、出气管依次相连，发生装置顶部通过发生装置出气阀门连接贮料室，反应器内腔的下部安装有一层气体分布板，反应器的外壁上绑缚有温控仪的加热带，反应器的外壁上还贴有传感仪。

所述的反应器形状为筒状。

所述的反应器上部的第三出气口连通一级吸收系统的第二进气口，一级吸收系统的第四出气口连通二级吸收系统的第三进气口，二级吸收系统的第五出气口连通干燥器的第四进气口，干燥器的第六出气口连通大气采样器的第五进气口。

所述的贮料室的顶部为进料口。

所述的反应器的外壁上有一盲管，盲管内可插入温度计。

反应器设计成直立圆柱状，从底部进气，经过气体分布板，形成气-液-固三相混合体系，在气体动力和固体自身重力的作用下，使固体处于上下流动悬浮中。在分布板以上一定的位置，设置一个内置的盲管，插入温度计，把温控仪的加热带直接绑在反应器的表面给反应加热，通过温控仪来调节所需的反应温度。在其上侧壁设计个出气口，出气口通过管子连接到尾气吸收装置。由于NOx的密度比空气的密度大以及为了使NOx与PMS充分接触，采用下进气，上出气。出气经过干燥器连接到大气采样器，干燥器用来干燥气体来保护大气采样器，延长其使用寿命。大气采样器一是气体前进的动力，二是抽空气的时候，使反应器的上部形成一个负压的状态，使整个系统处于封闭的状态之下。

一种用于尾气NOx催化氧化的方法，包括；

1）关上发生装置的阀门，检测各装置之间的连接处密封性，把实验所用亚硝酸钠通过进料口加到贮料室中，盖上进料口的盖子；

2）打开温控仪给反应器加热，当温度计指示达到预设定的温度，打开发生装置出气阀门，让亚硝酸钠溶液均匀地流出；

3）同时启动大气采样器，使气体在封闭系统中运动，气相、液相和固相在反应器中混合，形成悬浮流化状态，这个过程中催化氧化NOx；

4）当达到设定的反应时间，先停止加热，关上大气采样器，把反应液从反应器中取出，同时把吸收液从一级吸收系统、二级吸收系统中取出，一次反应终止。

尾气中NOx难处理的主要原因是NO是NOx中的主要成分，其在水溶液中的溶解性很小。PMS在Co₃O₄/GO存在的情况下处理NOx的反应方程式：

Co²⁺+HSO₅^-Co³⁺+SO₄·+OH^-

HSO₅^-+e^-SO₄·+OH^-