CN107303459A - 超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置 - Google Patents

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徐元强
彭金辉
贾丽娟
段开娇
王博涛
高冀芸
赵光琴
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Abstract

本发明公开了一种超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置。该装置选用304不锈钢制成超重力旋转填充床，有效避免了酸碱反应等条件下的设备腐蚀及反应产物混入杂质问题。利用该装置对500ppm浓度的NOx的脱除效率可达50～70%，较重力条件下对NOx的脱除率提高了5～6倍，通过装置循环吸收瓶中的吸收液对反应产物的不断富集生成具有较高浓度的NO3 -离子液体，经简单处理可转化成硝酸，有效的实现了对NOx的无害化及资源化处理。

Description

超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置
技术领域
本发明涉及一种超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置。属废气无害化及资源化处理技术领域。
背景技术
所谓超重力指的是在比地球重力加速度( 9. 8 m/s2) 大得多的环境下物质所受到的力。研究超重力环境下的物理和化学变化过程的科学称为超重力科学，利用超重力科学原理而创制的应用技术称为超重力技术。在地球上，实现超重力环境的简便方法是通过旋转产生离心力而模拟实现。这样旋转设备被称为超重力机，又称为旋转填充床。
超重力技术是强化多相流传递及反应过程的新技术,上个世纪问世以来，在国内外受到广泛的重视，由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点，使得超重力技术在环保和材料生物化工等工业领域中有广阔的商业化应用前景。
经检索，国内氮氧化物治理现状是：大规模的企业多采用催化还原法治理氮氧化物废气，而占我国大多数的中小规模的企业更多的是釆用湿法脱硝的方式。针对脱硝行业的现状，并考虑到企业的经济效益，我们提出了利用超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置。
超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，既可以在现有的设备上直接应用，又可以实现清洁生产循环经济，反应后的产物经简单处理可转化成硝酸，做到无害化及资源化处理。
发明内容
本发明提供了一超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，选取含量1%的一氧化氮（NO）为处理对象，利用高纯氧气（O2≥99.999%）将NOx配成500 ppm浓度的混合气后通入反应装置中，反应中以氮气（N2≥99.99%）为平衡气体，以水与过氧化氢混合液作为吸收液，实现对NOx气体的无害化及资源化处理。采用超重力旋转填充床装置，无害化脱除低浓度NOx。
具体方法：在室温条件下，将一氧化氮、氧气、氮气按照一定的比例混合，配成含有一定NOx浓度的模拟烟气；设置旋转填充床的填料床轴向厚度和填料层厚度为，开启超重力旋转填充床，待转速稳定后；接通蠕动泵连接的吸收循环液，当吸收液流量稳定后，开始从进气口通入模拟烟气，30min后在出气口连接大气采样仪，保证进气和出气流量一致，用国标法：测定空气中氮氧化物-盐酸萘乙二胺分光光度法测其含量，计算本方法NOx的脱除率。
按照本发明所述的装置，旋转填充床的填料层轴向厚度为1.5mm。
按照本发明所述的装置，旋转填充床的填料层厚度为30mm。
按照本发明所述的装置，旋转填充床的填料为孔隙率为80%的不锈钢铁丝网。
根据本发明所述的装置，反应前，首先开启超重力旋转填充床，接着开启蠕动泵，待吸收液流动稳定后，通入模拟烟气；反应过程中，保证超重力旋转填充床的进气流量和出气流量一致；反应结束，将气体出口的烟气进行测定分析，测得模拟烟气的脱销效率为50%～70%，；检测吸收富液表明，富液中的硝酸根离子（NO3 -）明显增多。
附图说明
图1是本发明的一个实施方案中所使用的超重力旋转填充床反应器的结构示意图。
图2是本发明所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置流程图。
图中标记为：（1）模拟烟气进口、（2）模拟烟气出口、（3）吸收液进口、（4）吸收液出口、（5）旋转填充床转轴、（6）密封件、（7）液体分布器、(8)旋转填充床填料、（9）旋转填充床外壳、（10）电动机、（11）配气混合装置、（12）质量流量控制器、（13）一氧化氮气体、（14）氮气、（15）氧气、（16）吸收液循环收集瓶、（17）蠕动泵、（18）大气采样器、（19）二氧化氮测定吸收瓶、（20）一氧化氮氧化瓶、（21）一氧化氮测定吸收瓶。
具体实施方式
为了更好的说明和实施，下面结合流程图和具体实施实例对本发明做详细说明。
方案1：在室温条件下，将流量为15ml/min一氧化氮、15ml/min的氧气和270ml/min的氮气混合，配成流量为300ml/min浓度为500ppm的NOx模拟烟气；设置旋转填充床的填料床轴向厚度为15mm、填料层厚度为30mm，开启超重力旋转填充床，调节转速为800rpm/min，待转速稳定后；接通蠕动泵连接的吸收循环液，调节吸收液流量为30ml/min，当吸收液流量稳定后，开始从气体入口通入模拟烟气，30min后在出气口连接大气采样仪，保证进气和出气流量一致，用国标法（氮氧化物-盐酸萘乙二胺分光光度法）测定样品中NOx含量。结果表明，该法NOx的脱除率达50～70%，较重力条件下对NOx的脱除效率提高了5～6倍。
方案2:在室温条件下，将流量为25ml/min一氧化氮、25ml/min的氧气和450ml/min的氮气混合，配成流量为500ml/min浓度为500ppm的NOx模拟烟气；设置旋转填充床的填料床轴向厚度为30mm、填料层厚度为30mm，开启超重力旋转填充床，调节转速为1000rpm/min，待转速稳定后；接通蠕动泵连接的吸收循环液，调节吸收液流量为60ml/min，当吸收液流量稳定后，开始从进气口通入模拟烟气，30min后在出气口连接大气采样仪，保证进气和出气流量一致，用国标法（氮氧化物-盐酸萘乙二胺分光光度法）测定样品中NOx含量。结果表明，该法NOx的脱除率达50～70%，较重力条件下对NOx的脱除效率提高了5～6倍。

Claims (6)

1.一种超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，装置主要包括：模拟烟气进口（1）、模拟烟气出口（2）、吸收液进口（3）、吸收液出口（4）、旋转填充床转轴（5）、密封件（6）、液体分布器（7）、旋转填充床填料(8)、旋转填充床外壳（9）、电动机（10）、气体混合装置（11）、质量流量控制器（12）、一氧化氮气体（13）、氮气（14）、氧气（15）、吸收液循环收集瓶（16）、蠕动泵（17）、大气采样器（18）、二氧化氮测定吸收瓶（19）、一氧化氮氧化瓶（20）、一氧化氮测定吸收瓶（21）。
2.根据权利要求1所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，旋转填充床外壳（9）内径为130～150mm。
3.根据权利要求1所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，旋转填充床填料层（8）轴向厚度为15～30mm。
4.根据权利要求1所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，旋转填充床填料层（8）厚度为25～35mm。
5.根据权利要求1所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，旋转填充床的填料（8）为孔隙率为50～90%的不锈钢铁丝网。
6. 根据权利要求1所述的超重力技术无害化脱除低浓度NOx的装置，电动机（10）控制旋转填充床的转速为600～1200rpm/min。
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