CN105289239A - 一种利用微通道反应器脱除低浓度no的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，是将含有NO的混合气体经减压后，以一定速度进入微通道反应器入口；将吸收液注入微通道反应器；含有NO的混合气体与吸收液在微通道反应器内冲击错流接触，接触反应吸收，实现传质后气液分离完成脱除NO过程。该方法通过强化气体与液膜的错流接触，可以显着提高NO吸收过程的界面面积，从而提高传质效率和NO脱除率，实验测得的NO吸收率达99.9％，远远高于传统气液反应器，而且工艺简单，成本低。

Description

一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法

技术领域

本发明涉及一种吸收脱除NO的方法。更具体地，涉及一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法。

背景技术

人类活动排放的氮氧化物，大部分来自煤、石油等化石燃料的燃烧过程和使用氮氧化物的化工行业，主要包括交通尾气，有色及黑色金属冶炼厂，生产硝酸和炸药等的工厂排放的废气，火力发电站排放的烟气。其中半数以上的氮氧化物排放来源于火力发电站和燃煤锅炉。目前，氮氧化物的过量排放使我国环境持续恶化，随着环保法规的日趋严格和公众环保意识的普遍提高，脱除烟气中的氮氧化物成为一项重大的工程课题。通常的烟气脱硝工艺和流程为SCR、SNCR脱除法及化学吸收法；SCR、SNCR脱除法主要采用钒、钛等金属氧化物作为脱硝剂，在高温下利用液氨作为还原剂进行脱硝。但以上这些工艺流程的投资大、工艺流程繁杂、工程周期过长、脱硝剂价格高昂及液氨逃逸等缺点，这些缺点严重地影响了脱硝工艺的工业化进程。

目前，工业上普遍采用填料塔、板式塔、鼓泡塔、超重力旋转填料床等进行NO的吸收，但这些反应器普遍存在工艺复杂、清洁维护及维修成本高昂、NO脱除率低等缺点。

近年来，微化工技术作为化工过程强化的一种新技术，在化学、化工、能源、环境等领域得到了广泛关注。在微反应器中进行气液混合或反应，具有许多常规气液接触设备不可比拟的优势。由于通道线性尺寸缩减至微米级，可获得极高的气液相界面面积，显着强化了气液传质过程。中国专利200910092354.2公开了一种利用套管式微反应器捕获CO₂的方法，该方法脱除的混合气中CO₂含量为40-99.5％，因此该方法不适合脱除人类活动排放的汽车尾气、化工或冶金工业过程中产生的烟气中低浓度的NO，且该专利中提到T型微通道反应器的脱除效率较低，处理量受限，不适宜大处理量的工业过程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，该方法脱除效率高，处理量大，适宜工业化应用，该方法通过强化气体与液膜的错流接触，可以显着提高NO吸收过程的界面面积，从而提高传质效率和NO脱除率，而且工艺简单，成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，将含有NO的混合气体减压后，以一定速度进入微通道反应器入口；将吸收液注入微通道反应器；含有NO的混合气体与吸收液在微通道反应器内冲击错流接触，接触反应吸收，实现传质后气液分离完成脱除NO过程；

所述混合气体中的NO气体浓度为0.05～2％。

所述微通道反应器选自套管式微通道反应器、T型微通道反应器或Y型微通道反应器。

所述减压是将低浓度NO的混合气体减压至0.05-0.3MPa；所述反应吸收温度为5～70℃；

所述微通道反应器的气体流量为50～2500L/h；液体流量为1～100L/h；

所述T型微通道反应器或Y型微通道反应器的气体流量为20～1500L/h；液体流量为0.5～60L/h。

所述膜分散式微通道反应器由一根外管和一根内管构成，在内、外管之间留有环隙构成环形微通道，外管上设有连续相进口和出口，内管一端设有分散相流体进口，另一端为管壁均匀分布有微孔的微孔膜结构，所述的环形问通道径向间距为100微米～5毫米；所述的内管沿壁周向微孔孔径范围为0.05～200微米、开孔率为3％～60％；所述膜分散式微通道反应器的微孔部分长度为10～35毫米。

更优选地，所述微通道反应器采用现有中国专利ZL200710177291.1中公开的一种膜分散式微通道反应器。采用上述膜分散式微通道反应器吸收NO气体的方法，包括如下步骤：

1)配制吸收液；

2)将含NO的混合气体经减压阀减压至0.05-0.3MPa后，再经气体流量计，进入套管式微通道反应器，同时保持气体流量在50～2500L/h范围内；

若气体流量低于50L/h，气体流速过低，无法从微孔部分渗出，形成稳定的小气泡，从而影响气液接触；若气体流量高于2500L/h，气体在反应器内停留时间过短，导致气液接触不充分，影响NO脱除效率；

3)将吸收液经蠕动泵注入套管式微通道反应器的外管，保持液体流量在1～100L/h范围内，吸收反应温度为35～60℃；

若液体流量小于1L/h，吸收液无法在微通道反应器环隙内形成稳定的环状液膜，影响气液传质；若液体流量大于100L/h，吸收液在环隙内停留时间过短，气液接触不充分，将导致NO脱除率下降；

4)在微反应器的微孔部分，气体以无数个小气泡的形式与吸收液的液膜冲击接触，进行反应。然后，气体与液体进入微反应器内的环形微通道部分完成整个传质吸收过程；

5)反应后的气液混合物从微通道反应器出口流出，将气液分离后，气体经干燥进入红外线气体分析仪检测其浓度，液体经分液瓶进入废液回收桶。

所述T型微通道反应器或Y型微通道反应器通道宽度为200微米～1.0毫米，通道高300～700微米，通道长度10～50毫米；所述T型微通道反应器入口夹角为90°；所述Y型微通道反应器入口夹角为60°。

采用上述T型、Y型微通道反应器吸收NO的方法，包括如下步骤：

1)配制吸收液；

2)将含NO的混合气体经减压阀减压至0.05-0.3MPa后，再经气体流量计，进入T型或Y型微通道反应器，同时保持气体流量在20～1500L/h范围内；

若气体流量低于20L/h，气体流速过低，微通道内气液接触不充分，影响气液传质；若气体流量高于1500L/h，气体在反应器内停留时间过短，影响NO脱除效率；

3)将吸收液经蠕动泵注入T型或Y型微通道反应器，保持液体流量在0.5～60L/h范围内，吸收反应温度为35～60℃；

若液体流量小于0.5L/h，吸收液无法在微通道反应器内形成稳定的液膜，影响气液传质；若液体流量大于60L/h，吸收液在通道内停留时间过短，气液接触不充分，将导致NO脱除率下降；

4)在微反应器中气体通道与液体通道相交部分，气体与吸收液冲击接触，进行反应。然后，气体与液体进入同一个微通道部分完成整个传质吸收过程；

5)反应后的气液混合物从微通道反应器出口流出，将气液分离后，气体经干燥进入红外线气体分析仪检测其浓度，液体经分液瓶进入废液回收桶。

优选地，所述吸收液选自碱液、还原吸收液、氧化吸收液或络合吸收液中的一种或几种的混合液。

优选地，所述碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述碱液浓度为0.1～3mol/L；

所述还原吸收液选自尿素、亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫代硫酸钠或硫代硫酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述的还原吸收液浓度为0.01～1mol/L；

所述氧化吸收液选自双氧水、次氯酸钠、次氯酸钾、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述氧化吸收液浓度为0.01～0.2mol/L；

所述络合吸收液选自亚铁络合剂Fe^II(L)，优选地，所述络合剂L选自乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸(NTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)或二乙三胺五乙酸(DTPA)中的一种或几种；所述络合吸收液浓度为0.01～0.1mol/L。

优选地，所述含有NO的混合气体选自汽车尾气、化工或冶金工业过程中产生的烟气。

本发明NO脱除率计算公式

$\mathrm{\η}=[1-\left(\frac{Y_{\mathrm{NO},2}}{1-Y_{\mathrm{NO},2}}\right)\left(\frac{1-Y_{\mathrm{NO},1}}{Y_{\mathrm{NO},1}}\right)]\×100\%---\left(1\right)$

其中，Y_NO,1表示NO气体进口体积分数；

Y_NO,2表示NO气体出口体积分数。

本发明的有益效果如下：

本发明提出一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，通过强化气体与液膜的错流接触，显着提高了NO吸收过程的界面面积，从而提高传质效率和NO脱除率，该方法针对不同性质的吸收液吸收NO的反应机理，通过控制气液相流率、反应温度和压力，充分发挥了微反应器在反应传质中的高效传质特性，实验测得的NO吸收率(99.9％)远远高于传统气液反应器。此外，在本发明中规定的气液流量范围内，利用单通道微通道反应器，即T型与Y型微通道反应器也可以达到较高的NO脱除效果。除此之外，本发明的方法工艺简单，操作安全，大大降低NO吸收成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明实施例1的套管式微通道反应器吸收NO气体的工艺流程图。

图2出本发明实施例6的T型微通道反应器吸收NO气体的工艺流程图。

图3出本发明实施例11的Y型微通道反应器吸收NO气体的工艺流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为500μm，微孔孔径为10μm，开孔率为5％，微孔部分长度为35.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体体积比NO:N₂为0.1:99.9。气体流率为600L/h；液体流率为8.8L/h；反应吸收的温度为20℃。实验装置如附图1所示，将低浓度NO储气瓶1内的混合气体经气体流量计2从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.5mol/LNaOH为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放入储液槽9，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度进行分析；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率为99.2％。

实施例2

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为250μm，微孔孔径为10μm，开孔率为5％，微孔部分长度为10.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体体积比NO:N₂为0.2:99.8；气体流率为1000L/h；液体流率为12.4L/h；反应吸收的温度为35℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.3mol/L尿素为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达95.6％。

实施例3

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为750μm，微孔孔径为200μm，开孔率为20％，微孔部分长度为20.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体体积比NO:N₂为1:99；气体流率为900L/h；液体流率为10.2L/h；反应吸收的温度为70℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.1mol/LNa₂S₂O₈为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达96％。

实施例4

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为500μm，微孔孔径为40μm，开孔率为15％，微孔部分长度为15.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体NO:N2为0.05:99.95；气体流率为1000L/h；液体流率为15L/h；反应吸收的温度为25℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.04mol/LFe^IIEDTA和0.02mol/LFe^IIDTPA复合溶液为吸收液，(EDTA和DTPA的体积比为1:1，)由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式进行计算得出NO脱除率可达99.2％。

实施例5

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为250μm，微孔孔径为200μm，开孔率为20％，微孔部分长度为20.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体体积比NO:N₂为0.2:99.8；气体流率为2000L/h；液体流率为20L/h；反应吸收的温度为25℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管，气体进口的压力由压力表测量；0.06mol/LH₂O₂和0.5mol/LNaOH复合溶液为吸收液，(H₂O₂与NaOH的体积比为1:1)，由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达98.5％。

实施例6

利用T型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

,采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.4mm，通道高0.3mm，通道长度25mm。气体流率为300L/h；液体流率为2.5L/h；反应吸收的温度为25℃。实验装置如附图2所示，将低浓度NO储气瓶10内的混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.2:99.8)经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；1.2mol/LKOH为吸收液时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放入储液槽18，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达98.4％。

实施例7

利用T型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.7mm，通道高0.5mm，通道长度40mm。气体流率为400L/h；液体流率为6.2L/h；反应吸收的温度为30℃。实验装置如附图2所示，将混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.1:99.9)经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；1mol/LNa₂CO₃和0.08mol/LNa₂SO₃复合溶液为吸收液，体积比为1:1，时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪17在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达96.5％。

实施例8

利用T型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.5mm，通道高0.3mm，通道长度35mm。气体流率为450L/h；液体流率为8.5L/h；反应吸收的温度为60℃。实验装置如附图2所示，将混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.05:99.95)经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；0.05mol/LNaClO为吸收液时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪17在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达97.3％。

实施例9

利用T型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.7mm，通道高0.5mm，通道长度40mm。气体流率为800L/h；液体流率为20L/h；反应吸收的温度为30℃。实验装置如附图2所示，将混合气体经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；1.2mol/LNa₂CO₃和0.05mol/LNa₂SO₃混合溶液为吸收液，体积比为1:1，由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪17在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达95.5％。

实施例10

利用T型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.4mm，通道高0.5mm，通道长度20mm。气体流率为100L/h；液体流率为2.8L/h；反应吸收的温度为15℃。实验装置如附图2所示，将混合气体经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；0.2mol/LK₂S₂O₈为吸收液时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪17在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达99％。

实施例11

利用Y型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的Y型微通道反应器24，通道宽度为0.4mm，通道高0.5mm，通道长度40mm。气体流率为300L/h；液体流率为4.5L/h；反应吸收的温度为25℃。实验装置如附图3所示，将低浓度NO储气瓶19内的混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.2:99.8)经气体流量计20，从Y型微通道反应器24一端的气体入口水平方向进入微通道；0.5mol/LNaOH为吸收液时由储液槽21经蠕动泵22、恒温储槽23，从Y型微通道反应器24的液体入口注入Y型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶25，气体排空，而液体排放至储液槽27，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪26在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达99.9％。

实施例12

利用Y型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的Y型微通道反应器24，通道宽度为0.7mm，通道高0.5mm，通道长度40mm。气体流率为800L/h；液体流率为18L/h；反应吸收的温度为30℃。实验装置如附图3所示，将混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.3:99.7)经气体流量计20，从Y型微通道反应器24一端的气体入口水平方向进入微通道；1.2Na₂CO₃和0.05Na₂SO₃混合溶液为吸收液，体积比为1:1，由储液槽21经蠕动泵22、恒温储槽23，从Y型微通道反应器24的液体入口注入Y型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶25，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪26在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达96.3％。

实施例13

利用Y型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的Y型微通道反应器24，通道宽度为0.5mm，通道高0.3mm，通道长度35mm。气体流率为450L/h；液体流率为8L/h；反应吸收的温度为60℃。实验装置如附图3所示，将混合气体(混合气体体积比NO:N₂为0.5:99.5)经气体流量计20，从Y型微通道反应器24一端的气体入口水平方向进入微通道；0.05mol/LKClO为吸收液时由储液槽21经蠕动泵22、恒温储槽23，从Y型微通道反应器24的液体入口注入Y型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶25，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪26在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达96.2％。

实施例14

利用Y型微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的Y型微通道反应器15，通道宽度为0.4mm，通道高0.5mm，通道长度20mm。气体流率为400L/h；液体流率为9.6L/h；反应吸收的温度为15℃。实验装置如附图3所示，将混合气体经气体流量计20，从Y型微通道反应器24一端的气体入口水平方向进入微通道；0.2mol/LNa₂S₂O₈为吸收液时由储液槽21经蠕动泵22、恒温储槽23，从Y型微通道反应器24的液体入口注入Y型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶25，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪26在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达99.3％。

实施例15

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为5毫米，微孔孔径为10μm，开孔率为60％，微孔部分长度为35.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体NO浓度为0.05％。气体流率为500L/h；液体流率为20L/h；反应吸收的温度为60℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.8mol/LNaOH为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达98.2％。

实施例16

利用套管式微通道反应器吸收低浓度NO的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为100μm，微孔孔径为10μm，开孔率为3％，微孔部分长度为10.0mm，微通道长度为156.0mm，混合气体NO浓度为2％。气体流率为2500L/h；液体流率为50L/h；反应吸收的温度为5℃。实验装置如附图1所示，将混合气体经气体流量计2，从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管，气体进口的压力由压力表测量；0.01mol/LFe^IIHEDTA和0.1mol/LFe^IINTA混合溶液为吸收液，体积比为1:1，由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪8在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达94％。

对比例1采用201010196664.1公开的喷淋塔脱除烟气中的NO；对比例2采用201110322550.1公开的超重力旋转床脱除烟气中氮氧化物。

表1各类反应器脱除NO处理量与脱除率比较

	对比例1	对比例2	实施例1	实施例6	实施例11
						脱除方式	喷淋塔	超重力旋转床	套管式微通道反应器	T型微通道反应器	Y型微通道反应器
处理量	60L/h	920L/h	1000L/h	800L/h	800L/h
						脱除率	82％	72.6％	99.2％	98.4％	99.9％

对比例与本发明部分实施例的反应器脱除NO处理量与脱除率比较见表1。从表1的数据可以看出本发明的吸收NO的方法，吸收率达到99.9％，远远高于传统气液反应器。

表2为不同条件下的对比例实验数据。

表2不同条件下的对比例实验数据

实施例17

利用套管式微通道反应器吸收汽车尾气的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为100μm，微孔孔径为0.05μm，开孔率为3％，微孔部分长度为10.0mm，微通道长度为156.0mm，气体流率为50L/h；液体流率为1L/h；反应吸收的温度为5℃。实验装置如附图1所示，将汽车尾气经气体流量计2从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.5mol/L，NaOH为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放。

实施例18、19

利用套管式微通道反应器分别吸收化工或冶金工业过程中产生的烟气的方法，包括如下步骤：

采用的套管式微通道反应器6，环形微通道径向间距为5mm，微孔孔径为200μm，开孔率为60％，微孔部分长度为35.0mm，微通道长度为156.0mm，气体流率为2500L/h；液体流率为100L/h；反应吸收的温度为35℃。实验装置如附图1所示，将烟气经气体流量计2从套管式微通道反应器6一端的气体入口水平方向进入内管；0.5mol/LNaOH为吸收液时由储液槽3经蠕动泵4、恒温储槽5，从套管式微通道反应器6侧面的液体入口注入套管式微通道反应器的外管，气液两相在套管式微通道反应器内的微孔部分冲击错流接触，并在整个环形微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶7，气体排空，而液体排放。

实施例20

利用T型微通道反应器吸收汽车尾气的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为0.2mm，通道高0.3mm，通道长度10mm。气体流率为20L/h；液体流率为0.5L/h；反应吸收的温度为5℃。实验装置如附图2所示，将汽车尾气经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；1.2mol/LKOH为吸收液时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放，吸收结果采用红外线气体浓度分析仪在线检测混合气体中的NO浓度；将所得数据代入公式(1)进行计算得出NO脱除率可达98.4％。

实施例21、22

利用T型微通道反应器分别吸收化工或冶金工业过程中产生的烟气的方法，包括如下步骤：

采用的T型微通道反应器15，通道宽度为1.0mm，通道高0.7mm，通道长度50mm。气体流率为1500L/h；液体流率为60L/h；反应吸收的温度为35℃。实验装置如附图2所示，将烟气经气体流量计11，从T型微通道反应器15一端的气体入口水平方向进入微通道；1.2mol/LKOH为吸收液时由储液槽12经蠕动泵13、恒温储槽14，从T型微通道反应器15的液体入口注入T型微通道反应器内，气液两相在反应器通道内冲击错流接触，并在整个微通道中完成传质过程；完成反应后，气液通过排放口进入相分离瓶16，气体排空，而液体排放。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：将含有低浓度NO的混合气体经减压阀减压后，以一定速度进入微通道反应器入口；将吸收液注入微通道反应器；含有NO的混合气体与吸收液在微通道反应器内冲击错流接触，接触反应吸收，实现传质后气液分离完成脱除NO过程；

所述混合气体中的NO气体浓度为0.05～2％。

2.根据权利要求1所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述微通道反应器选自膜分散式微通道反应器、T型微通道反应器或Y型微通道反应器。

3.根据权利要求2所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述减压是将低浓度NO的混合气体减压至0.05-0.3MPa；所述反应吸收温度为5～70℃；

所述微通道反应器的气体流量为50～2500L/h；液体流量为1～100L/h；

所述T型微通道反应器或Y型微通道反应器的气体流量为20～1500L/h；液体流量为0.5～60L/h。

4.根据权利要求2所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述膜分散式微通道反应器由一根外管和一根内管构成，在内、外管之间留有环隙构成环形微通道，外管上设有连续相进口和出口，内管一端设有分散相流体进口，另一端为管壁均匀分布有微孔的微孔膜结构，所述的环形问通道径向间距为100微米～5毫米；所述的内管沿壁周向微孔孔径范围为0.05～200微米、开孔率为3％～60％；所述膜分散式微通道反应器的微孔部分长度为10～35毫米。

5.根据权利要求4所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)配制吸收液；

2)将含NO的混合气体经减压阀减压至0.05-0.15MPa后，再经气体流量计，进入套管式微通道反应器，气体流量为500～2000L/h；

3)将吸收液经蠕动泵注入套管式微通道反应器的外管，液体流量为5～50L/h，吸收反应温度为35～60℃；

4)在微反应器的微孔部分，气体与吸收液的液膜冲击接触，进行反应；然后，气体与液体进入微反应器内的环形微通道部分完成整个传质吸收过程；

5)反应后的气液混合物从微通道反应器出口流出，将气液分离后，气体经干燥进入红外线气体分析仪检测其浓度，液体经分液瓶进入废液回收桶。

6.根据权利要求2所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述T型微通道反应器或Y型微通道反应器通道宽度为0.2～1.0毫米，通道高0.3～0.7毫米，通道长度10～50毫米；所述T型微通道反应器入口夹角为90°；所述Y型微通道反应器入口夹角为60°。

7.根据权利要求6所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)配制吸收液；

2)将含NO的混合气体经减压阀减压至0.05-0.1MPa后，再经气体流量计，进入T型或Y型微通道反应器，气体流量为100～800L/h；

3)将吸收液经蠕动泵注入T型或Y型微通道反应器，液体流量为2～20L/h，吸收反应温度为35～60℃；

4)在微反应器中气体通道与液体通道相交部分，气体与吸收液冲击接触，进行反应，然后，气体与液体进入同一个微通道部分完成整个传质吸收过程；

5)反应后的气液混合物从微通道反应器出口流出，将气液分离后，气体经干燥进入红外线气体分析仪检测其浓度，液体经分液瓶进入废液回收桶。

8.根据权利要求1-7任一项所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述吸收液选自碱液、还原吸收液、氧化吸收液或络合吸收液中的一种或几种的混合液。

9.根据权利要求8所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：

优选地，所述碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述碱液浓度为0.1～3mol/L；

优选地，所述还原吸收液选自尿素、亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫代硫酸钠或硫代硫酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述的还原吸收液浓度为0.01～1mol/L；

优选地，所述氧化吸收液选自双氧水、次氯酸钠、次氯酸钾、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或几种的混合溶液；所述氧化吸收液浓度为0.01～0.5mol/L；

优选地，所述络合吸收液选自亚铁络合剂Fe^II(L)，优选地，所述络合剂L选自乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸(NTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)或二乙三胺五乙酸(DTPA)中的一种或几种；所述络合吸收液浓度为0.01～0.1mol/L。

10.根据权利要求1所述利用微通道反应器脱除低浓度NO的方法，其特征在于：所述含有NO的混合气体选自汽车尾气、化工或冶金工业过程中产生的烟气。