WO2016034153A2 - 采用电浆的废气处理装置 - Google Patents

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洪昆喨
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苏州鼎德电环保科技有限公司
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Definitions

  • the substrate of the catalyst carrier is one or more of a conductive metal material, ceramic, aluminum oxide and cerium oxide.
  • the type of catalyst attached to the substrate of the catalyst carrier may be selected from a metal catalyst, a metal oxide catalyst, a chemical catalyst or a non-metal catalyst.
  • the soot exhaust gas is mainly an oxide of nitrogen and nitrogen, it is generally required to use a noble metal catalyst such as platinum, palladium or rhodium, etc.; the main component of the soot exhaust gas is sulfur oxide or hydrosulfide.
  • the discharge reactor is a hollow rectangular body open at both ends, and the catalyst carrier comprises a set of hollow straight tubes in an array of square structures.
  • the insulative housing is also a hollow square with open ends.
  • the structure of the discharge needle plate is also square, and the structure of the fixing flange and the fixing screw is adjusted accordingly.
  • the plasma exhaust gas treating apparatus of this embodiment is preferably used for denitrating and desulfurizing engine exhaust gas generated by a transportation vehicle.
  • Fig. 3 is a schematic view showing the disassembled structure of the exhaust gas treating apparatus of the second embodiment of the present invention.
  • the conversion rate of the flue gas to N 2 and H 2 O is as high as 85 to 95%.
  • High-voltage electric field The power supply is 100W and the voltage is 100KV.

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用电浆的废气处理装置，该废气处理装置包括一中空的绝缘外壳，所述绝缘外壳的两端均为开放端；该绝缘外壳内嵌设有一触媒载体和一放电反应器，所述触媒载体上阵列有至少一个单元格，该些单元格均为具有蜂窝状孔道结构的中空直管并且排列方向一致，该些中空直管的两端管口与所述绝缘外壳的两端面位于同一个平面上，所述蜂窝状孔道结构的内部附着有一层触媒；所述放电反应器与所述触媒载体的形状相同，所述放电反应器套设于所述触媒载体的外部；所述放电反应器与所述绝缘外壳形成的空隙处还插设有一放电针板。本发明所提供的废气处理装置能高效杀菌、除臭、并分解有机、有毒气体，工作效率高且无臭氧产生。

Description

采用电浆的废气处理装置
本申请要求申请日为2014年9月4日的中国专利申请CN201410449401.5的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本发明涉及一种采用电浆的废气处理装置。
背景技术
电厂产生的烟气，车辆、船舶、航空器的尾气，工厂的废气，其他如石油、化工、冶金、造纸、垃圾焚烧厂等行业的废气等皆需要治理。对烟气进行脱硝处理的方法，一般以干法脱硝为主，主要原因是干法脱硝的工艺流程简单、脱硝效率高(可达70％以上)，无需供水和进行废水处理。就干法脱硝而言，方法也很多，已有实际应用的就有十余种，其中应用最广的脱硝方法首推选择催化还原法，即SCR工艺。但此法也存在一定的问题，如耗能高、效率一般，触媒易老化，中毒等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的废气处理过程中耗能高、触媒易老化或中毒的缺陷，而提供了一种采用电浆的废气处理装置。所述的采用电浆的废气处理装置采用的是高压电场激发的电浆流与金属触媒或非金属触媒相结合，来治理各种废气。所提供的采用电浆的废气处理装置能高效杀菌、除臭、并分解有机、有毒气体，工作效率高且无臭氧产生。
本发明提供了一种采用电浆的废气处理装置；该采用电浆的废气处理装置包括一中空的绝缘外壳，所述绝缘外壳的两端均为开放端；该绝缘外壳内嵌设有一触媒载体和一放电反应器，所述触媒载体上阵列有至少一个单元格，该些单元格均为具有蜂窝状孔道结构的中空直管并且排列方向一致，该些中 空直管的两端管口与所述绝缘外壳的两端面位于同一个平面上，所述蜂窝状孔道结构的内部附着有一层触媒；所述放电反应器的两端均为开放端，且其开放端的设置位置与所述的绝缘外壳的开放端的设置位置相同；所述放电反应器与所述触媒载体的形状相同，所述放电反应器套设于所述触媒载体的外部；所述放电反应器与所述绝缘外壳形成的空隙处还插设有一放电针板；所述的放电针板的放电面与所述放电反应器的上表面相叠合，所述的放电针板的另一面与所述绝缘外壳的内表面相叠合。
较佳地，所述的绝缘外壳为一空心长方体，其两侧的开放端还分别与一具有气体通道的固定法兰连接，所述开放端与所述固定法兰通过固定螺丝连接；其中，连接处的固定法兰的截面尺寸与所述的绝缘外壳的端面尺寸相同。所述的气体通道的设置方向较佳地与形成所述触媒载体的中空直管的排列方向一致。
较佳地，该触媒载体的基材为导电金属材料、陶瓷、氧化铝和氧化钡中的一种或多种。依据废气的种类，在触媒载体的基材上所附着的触媒的种类可以选择为金属触媒、金属氧化物触媒、化学触媒或非金属触媒。例如，在油烟废气中主要是硝和氮的氧化物的情况下，一般需要使用贵金属触媒，例如铂、钯或铑等三族贵金属元素；在油烟废气的主要成分是硫氧化物或硫氢化物的情况下，则需要使用金属氧化物触媒，例如，氧化铬、氧化钼、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化镍、氧化铜或氧化钨。所述的触媒的附着方式较佳地包括涂布、静电涂装、物理蒸着和化学蒸着中的一种或多种。
其中，所述的触媒载体的单元格阵列结构，能够增加催化剂与废气离子的作用面积和作用时间，因而催化效率较高。
本发明中，所述的放电针板具有一放电面，较佳地，该放电面上均布有多个尺寸相同的放电针。
在本发明的一较佳实施方式中，所述的绝缘外壳包括一绝缘外壳盖和一绝缘外壳底座，所述绝缘外壳盖与所述放电针板的非放电面相叠合；所述的 放电反应器为一两端开放的空心长方体，在所述触媒载体与所述放电反应器套设的贴合面上，所述触媒载体的公差尺寸均比所述放电反应器的对应维度上的内部尺寸小1-10mm。该实施方式的采用电浆的废气处理装置较佳地用于脱除引擎废气中的氮氧化物、SO2和VOCs等。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述的放电反应器为一两端开放的空心正方体，所述触媒载体包括一组阵列为正方体结构的中空直管。对应地，所述的绝缘外壳也为两端为开放端的空心正方体，所述的放电针板的结构也为正方形，同时所述固定法兰和所述固定螺丝的结构也会相应进行调整。该实施方式的采用电浆的废气处理装置较佳地用于对交通运输工具产生的引擎废气进行脱硝除硫。
本发明中，所述的触媒载体还需要接通直流或交流的高压电源；所述的高压电源的电压范围较佳地为50～200KV。将高压电场产生的电浆流与触媒相结合，可加速氧化、还原的化学反应，使废气在高压电场中进行催化过程，同时由于储能电容效应，本发明还可以提高电浆的分解能力。
本发明中，所述的触媒载体以抽取式结构设于所述放电反应器的内部。该抽取式结构拆装、更换方便，还可以防止电浆外漏，在高压电源的启动瞬间，触媒便接受高压电场的能量开始工作，快捷方便。
本发明所提供的采用电浆的废气处理装置的用途广泛，主要用于工业废气的治理，如汽车尾气、工厂尾气等。例如，燃煤、燃气锅炉排放的废气，其中的氮氧化物、硫化物可由本发明的装置治理；交通运输工具的引擎所排放的废气，其中也含有较高比例的氮氧化物、硫化物，也可以由本装置治理；工厂中的含氮氧化物、硫化物废气也可以由本装置治理，一般的VOCs也可以由本装置治理。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的采用电浆的废气处理装置可以结合不同种类的触媒，来处理不同种类的废气，触媒有进一步提高分解效率的作用，根据触媒种类和废气种类的不同来控制废气治理的结果，可以大大降低废气的毒性；所提供的废气处理装置能高效杀菌、除臭、并分解有机、有毒气体，工作效率很高且无臭氧产生；此外，本发明还节能省电，消耗能量仅为热触媒的10％，可以节省大量成本，而且其中的触媒寿命长，不易中毒老化。
附图说明
图1为本发明的实施例1的废气处理装置的拆分结构示意图。
图2为本发明的实施例2的废气处理装置的组装结构示意图。
图3为本发明的实施例2的废气处理装置的拆分结构示意图。
图4为本发明的实施例2的废气处理装置沿图2中的A-A曲面的剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例提供的采用电浆的废气处理装置的结构示意图如图1所示。该采用电浆的废气处理装置包括一中空的绝缘外壳，所述的绝缘外壳包括一绝缘外壳盖101和一绝缘外壳底座102，所述绝缘外壳底座102的两端均为开放端；该绝缘外壳内嵌设有一触媒载体4和一放电反应器3，所述触媒载体4上阵列有多个单元格，该些单元格均为具有蜂窝状孔道结构的中空直管并且排列方向一致，该些中空直管的两端管口与所述绝缘外壳底座102的两端面位于同一个平面上，所述蜂窝状孔道结构的内部附着有一层触媒；所述放 电反应器3的两端均为开放端，且其开放端的设置位置与所述的绝缘外壳底座102的开放端的设置位置相同；所述放电反应器3与所述触媒载体4的形状相同，所述放电反应器3套设于所述触媒载体4的外部；所述放电反应器3与所述绝缘外壳盖101形成的空隙处还插设有一放电针板2；所述的放电针板2的放电面与所述放电反应器3的上表面相叠合，所述的放电针板2的另一面与所述绝缘外壳盖101的内表面相叠合。
所述的放电反应器3为一两端开放的空心长方体，在所述触媒载体4与所述放电反应器3套设的贴合面上，所述触媒载体4的上、下、左、右的公差尺寸均比所述放电反应器4的对应维度上的内部尺寸小1mm。所述的放电针板2具有一放电面，该放电面上均布有多个尺寸相同的放电针。
所述的绝缘外壳为一空心长方体，其两侧的开放端还分别与一具有气体通道的固定法兰5连接，所述开放端与所述固定法兰5通过固定螺丝6连接；其中，连接处的固定法兰5的截面尺寸与所述的绝缘外壳底座102的端面尺寸相同。所述的气体通道的设置方向较佳地与形成所述触媒载体4的中空直管的排列方向一致。
进一步，用本实施例提供的采用电浆的废气处理装置来处理烟气，同时进行烟气的氨气脱硝：
其中发生的主要反应如下：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O；
6NO2+8NH3→7N2+12H2O；
高压电场：电源为100W，电压为100KV。
经检测，采用本实施例的采用电浆的废气处理装置处理该烟气时，烟气转化为N2和H2O的转化率高达85～95％。
实施例2
本实施例提供的采用电浆的废气处理装置的组装结构示意图如图2所示。 其拆分结构示意图如图3所示，如果沿A-A曲面将所述采用电浆的废气处理装置剖开，其剖面示意图如图4所示。
本实施例的采用电浆的废气处理装置的结构基本上与实施例1相同，不同之处在于，所述的放电反应器3’为一两端开放的空心正方体，所述触媒载体4’包括一组阵列为正方体结构的中空直管。对应地，所述的绝缘外壳1’也为两端为开放端的空心正方体，所述的放电针板2’的结构也为正方形，同时所述固定法兰5’和所述固定螺丝6’的结构也会相应进行调整。
进一步，用本实施例提供的采用电浆的废气处理装置来处理汽车引擎排出的废气，具体的，内燃机尾气污染物的构成如下：①未完全燃烧物：包括饱和/不饱和烃和芳烃；②部分燃烧产物：CO和H2；③氧化产物：NO、NO2和SO2。本实施例中的触媒载体中的触媒为铂钯铑三效电催化剂，其中的电催化氧化还原与氧化反应如下：
氧化反应(触媒的催化成分为铂/钯)：CxHy+O2→CO2+H2O，CO+O2→CO2；
还原反应(触媒的催化成分为钯/铑)：NOx+CO→N2+CO2，NOx+H2→N2+H2O；
高压电场：电源为100W，电压为100KV。
经检测，采用本实施例的采用电浆的废气处理装置处理该引擎废气时，引擎废气转化为CO2和H2O的转化率高达88～98％。
实施例3
本实施例利用实施例1的采用电浆的废气处理装置来处理烃类废气(此处所说的烃类废气是指碳原子数小于等于4的烃类废气，或者主要成分为新戊烷的废气)，处理后的终产物仅为CO2和H2O。
实施例4
本实施例利用实施例1的采用电浆的废气处理装置来处理含氧有机物(其中包括醛、醇、酮和酯类等)，处理后的终产物仅为CO2和H2O。
实施例5
本实施例利用实施例1的采用电浆的废气处理装置来处理含氮有机物(其中包括氨、酰胺和腈等)，处理后的终产物仅为CO2、H2O、N2和微量的NOX。
实施例6
本实施例利用实施例1的采用电浆的废气处理装置来处理含硫有机物(其中包括硫醇、硫醚、硫酚及二硫化碳等)，处理后的终产物仅为CO2、H2O、单质S和微量的SOX。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

  1. 一种采用电浆的废气处理装置，其特征在于，包括一中空的绝缘外壳，所述绝缘外壳的两端均为开放端；该绝缘外壳内嵌设有一触媒载体和一放电反应器，所述触媒载体上阵列有至少一个单元格，该些单元格均为具有蜂窝状孔道结构的中空直管并且排列方向一致，该些中空直管的两端管口与所述绝缘外壳的两端面位于同一个平面上，所述蜂窝状孔道结构的内部附着有一层触媒；所述放电反应器的两端均为开放端，且其开放端的设置位置与所述的绝缘外壳的开放端的设置位置相同；所述放电反应器与所述触媒载体的形状相同，所述放电反应器套设于所述触媒载体的外部；所述放电反应器与所述绝缘外壳形成的空隙处还插设有一放电针板；所述的放电针板的放电面与所述放电反应器的上表面相叠合，所述的放电针板的另一面与所述绝缘外壳的内表面相叠合。
  2. 如权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，所述的绝缘外壳为一空心长方体，其两侧的开放端还分别与一具有气体通道的固定法兰连接，所述开放端与所述固定法兰通过固定螺丝连接，连接处的固定法兰的截面尺寸与所述的绝缘外壳的端面尺寸相同。
  3. 如权利要求2所述的废气处理装置，其特征在于，所述的气体通道的设置方向与形成所述触媒载体的中空直管的排列方向一致。
  4. 如权利要求1-3中至少一项所述的废气处理装置，其特征在于，所述触媒载体的基材为导电金属材料、陶瓷、氧化铝和氧化钡中的一种或多种；在触媒载体的基材上所附着的触媒的种类为金属触媒、金属氧化物触媒、化学触媒或非金属触媒；所述的触媒的附着方式包括涂布、静电涂装、物理蒸着和化学蒸着中的一种或多种。
  5. 如权利要求1-4中至少一项所述的废气处理装置，其特征在于，所述的放电针板具有一放电面，该放电面上均布有多个尺寸相同的放电针。
  6. 如权利要求1-5中至少一项所述的废气处理装置，其特征在于，所述的绝缘外壳包括一绝缘外壳盖和一绝缘外壳底座，所述绝缘外壳盖与所述放电针板的非放电面相叠合；所述的放电反应器为一两端开放的空心长方体，在所述触媒载体与所述放电反应器套设的贴合面上，所述触媒载体的公差尺寸均比所述放电反应器的对应维度上的内部尺寸小1-10mm。
  7. 如权利要求1-6中至少一项所述的废气处理装置，其特征在于，所述的放电反应器为一两端开放的空心正方体，所述触媒载体包括一组阵列为正方体结构的中空直管。
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