專利名稱：表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體脫硝方法，尤其是指一種表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法。
背景技術：
近年來，等離子體脫除一氧化氮技術越來越引起人們的重視。和傳統(tǒng)脫除一氧化氮方法相比，等離子體煙氣脫除一氧化氮是一種高效率、低成本的新方法，具有投資省、裝置體積小、操作簡單、產物是高質化肥等無可比擬的優(yōu)點。它是國際上公認的最有前途的新一代脫除一氧化氮技術，通過脈沖放電或其它形式產生的等離子體中含有大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有很強氧化性的自由基。這些活性粒子和一氧化氮分子碰撞的結果或者在極高能量條件下打開一氧化氮分子鍵生成氮氣和氧氣；或者產生大量·OH、·HO2、·O等自由基，這些自由基使一氧化氮分子氧化，最終在氨分子的參與下生成氨鹽。但這些方法存在耗能高等不可避免的缺點，傳統(tǒng)的方法將含有一氧化氮的污染氣體通過20萬伏特以上的高頻高壓氣體，或者直接將一氧化氮分解成氮氣和氧氣，或者通過氣體放電使氧氣分解出活性氧原子將一氧化氮氧化成二氧化氮，然后通入水蒸氣和氨使一氧化氮轉化成氨鹽。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明提供一種能夠降低能耗的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法。
技術方案一種用于氣體脫硝的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，在含有一氧化氮的氣體中加入氮氣并混和，并使其通過高頻高壓電場，該高頻高壓電場為峰值電壓不低于3000伏特，脈沖電壓頻率不低于500赫茲，氮氣在經過電場時被設置于電場中的固體顆粒化學吸附于其表面，經氣體放電形成活性氮原子，活性氮原子與一氧化氮相結合形成氮氣即可完成一氧化氮的脫除。
技術效果①由于本發(fā)明使含有一氧化氮與氮氣的混合氣體通過電場，電場中的固體顆粒有選擇地化學吸附氮氣，并在其表面形成氣體放電，產生活性氮原子，形成氮氣(其基元反應為和)，從而脫除一氧化氮，而氮氣電離出活性原子所需能量低，而吸附在顆粒表面的氮氣電離時所需的能量則更低，從而有效地降低了脫除一氧化氮所需的能量。②由于本發(fā)明選用了金屬氧化物顆粒，如氧化鋁、氧化銅、氧化鈣或沸石等，在顆粒上通過離子交換使顆粒具有了金屬離子，比如鈉、鎂、銅等離子，這些離子的作用應該是改變(降低)氣體分子的鍵能。從而進一步降低成本能耗。③本發(fā)明將流量比不小于10∶1的一氧化氮和氮氣混和后通入電場的優(yōu)點在于該技術措施能使氮氣包裹在固體顆粒表面，從而可使一氧化氮充分反應，有利于一氧化氮的完全脫除。④固體顆粒限定為球形或塊狀且其線性尺寸限定為2～3毫米后，其優(yōu)點在于能混合氣體利用顆粒之間的間隙順利通過，并有利于一氧化氮的完全脫除，顆粒的直徑大小代表了顆粒的比表面積(比表面積是單位質量的顆粒所具有的表面積)，比表面積越大，顆粒所能吸附的氣體越多。顆粒直徑太小，顆粒之間的空隙也就太小，不利于氣體通過；顆粒直徑太大，比表面積就太小，不利于吸附。⑤本發(fā)明使含有一氧化氮的氣體在高頻高壓電場中的停留時間大于10-4秒，可以更為有效地脫除一氧化氮。
四、具體實施方案一種用于氣體脫硝的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，使含有一氧化氮的氣體通過高頻高壓電場，該高頻高壓電場為峰值電壓不低于3000伏特，脈沖電壓頻率不低于500赫茲，本實施例所選電場的峰值電壓不低于15000伏特，脈沖電壓頻率不低于30000赫茲，一氧化氮被設置于電場中的固體顆?；瘜W吸附于其表面，并經氣體放電形成活性氮原子，活性氮原子相結合形成氮氣，固體顆粒先用金屬氧化物顆粒，該固體顆?？梢允茄趸}、氧化鋁、氧化物或沸石等，如果在含一氧化氮的氣體中缺少或沒有氮氣或考慮到有利于一氧化氮的脫除，在含有一氧化氮的氣體中加入氮氣并混和，且使一氧化氮與氮氣的流量比不小于10∶1，經放電后在固體顆粒表面形成活性氮原子等離子體，上述固體顆?？梢詾榍蛐尾M于電場之中，該球形固體顆粒的直徑為2～3毫米，也可以為塊狀并充滿于電場之中，該塊狀態(tài)固體顆粒的長度為2～3毫米，在本實施例中，含有一氧化氮氣體滯留于電場的時間不小于10-4秒。
權利要求
1.一種用于氣體脫硝的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于在含有一氧化氮的氣體中加入氮氣并混和，并使其通過高頻高壓電場，該高頻高壓電場為峰值電壓不低于3000伏特，脈沖電壓頻率不低于500赫茲，氮氣在經過電場時被設置于電場中的固體顆?；瘜W吸附于其表面，經氣體放電形成活性氮原子，活性氮原子與一氧化氮相結合形成氮氣即可完成一氧化氮的脫除。
2.根據(jù)權利要求1所述的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于一氧化氮與氮氣的流量比不小于10∶1。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于固體顆粒為球形并充滿于電場之中，該球形固體顆粒的直徑為2～3毫米。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于固體顆粒為塊狀并充滿于電場之中，該塊狀固體顆粒的長度為2～3毫米。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于含有一氧化氮的氣體滯留于電場的時間不小于10-4秒。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，其特征在于固體顆粒采用金屬氧化物顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于氣體脫硝的表面吸附低能態(tài)等離子體一氧化氮脫除方法，在含有一氧化氮的氣體中加入氮氣并混和，并使其通過高頻高壓電場，該高頻高壓電場為峰值電壓不低于3000伏特，脈沖電壓頻率不低于500赫茲，氮氣在經過電場時被設置于電場中的固體顆?；瘜W吸附于其表面，經氣體放電形成活性氮原子，活性氮原子與一氧化氮相結合形成氮氣即可完成一氧化氮的脫除。本發(fā)明電場中的固體顆粒有選擇地化學吸附氮氣，并在其表面形成氣體放電，產生活性氮原子，形成氮氣，從而脫除一氧化氮，氮氣電離出活性原子所需能量低，而吸附在顆粒表面的氮氣電離時所需的能量則更低，從而有效地降低了脫除一氧化氮所需的能量。
文檔編號B01D53/56GK1486775SQ0213839
公開日2004年4月7日 申請日期2002年9月30日 優(yōu)先權日2002年9月30日
發(fā)明者顧璠, 余剛, 徐益謙, 顧 申請人:東南大學