專利名稱：一種NOx光促催化氧化反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油化工、環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能將NO轉(zhuǎn)化N02的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
氮氧化物(N0x主要是N0和N0》排放到空氣中，將對大氣造成嚴(yán)重污染，各國科學(xué)家都在研究N0x的脫除方法.目前有關(guān)從各種混合氣中脫除NOx的方法較多主要有氣相反應(yīng)法、液體吸收法、吸附法、液膜法和微生物法等.其中以液體吸收法工藝簡單，操作容易，排出物可用作液體肥料，不產(chǎn)生環(huán)境污染，屬于綠色環(huán)保工藝而被廣泛應(yīng)用。而液體吸收法中NO氧化為N02是去除混合氣體中N0x的關(guān)鍵.NO幾乎不溶于水，也不溶于堿溶液，不處理掉NO就會影響總的N0x的去除率通常用吸收法脫氮時(shí)要將NO轉(zhuǎn)化成N02.[0003] 紫外光對半導(dǎo)體進(jìn)行光照，當(dāng)入射光能超過禁帶寬度時(shí)，Ti02價(jià)帶上的電子被激發(fā)，越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，在價(jià)帶上產(chǎn)生空穴電子對。電子和空穴與吸附的水和氧反應(yīng)生成各種強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，主要是活性氫氧基。NO就是在光催化反應(yīng)器中氧化成N02，容易被吸收液吸收。 光反應(yīng)器的種類按催化劑的存在狀態(tài)可以分為三種 (1)懸浮式光反應(yīng)器；這類反應(yīng)器通常是將光催化劑粉末加到所要處理的溶液中。它的優(yōu)點(diǎn)是在反應(yīng)中，污染物容易和光催化劑接觸，不存在質(zhì)量傳輸?shù)南拗疲泊嬖诓蛔?，處理效率不高，?dāng)提高催化劑的濃度時(shí)會造成懸浮液渾濁，影響光的穿透，降低光效率，而且催化劑與液體分離困難，處理成本昂貴。 (2)鍍膜催化劑反應(yīng)器；這類反應(yīng)器的催化劑主要是以膜的形式存在，如將二氧化鈦光催化劑涂抹在反應(yīng)器的內(nèi)外壁、燈管壁、不銹鋼片、發(fā)泡鎳、玻璃或玻璃布、光導(dǎo)纖維材料等上面，催化劑膜在紫外光的照射下，將吸附在膜表面的污染物降解、礦化。它最大的特點(diǎn)就是不需要對催化劑進(jìn)行分離，但是反應(yīng)容易受到傳質(zhì)的限制。 (3)填充床式光催化反應(yīng)器。這類反應(yīng)器通常是反應(yīng)器內(nèi)填充二氧化鈦顆?；蛘弑砻嫱坑卸趸伳さ墓枘z、Y 二氧化鋁、石英砂和玻璃珠等。由于它有效地讓光通過并且有較高比表面積，適用于具有較高傳質(zhì)能力的反應(yīng)系統(tǒng)中。這類反應(yīng)器和傳統(tǒng)懸漿式反應(yīng)器相比，不需要分離催化劑，和環(huán)形膜狀反應(yīng)器相比，反應(yīng)可不受傳質(zhì)的限制，但不足是顆粒之間的碰撞可能會造成膜的脫落。 本專利就是設(shè)計(jì)、制作一種新型高效光催化反應(yīng)器，應(yīng)用到N0x液體吸收法中將NO氧化為N02。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本實(shí)用新型提供一種轉(zhuǎn)換效率高的N0x光促催化氧化反應(yīng)裝置。
本實(shí)用新型是這樣設(shè)計(jì)的一種N0x光促催化氧化反應(yīng)裝置，其特征是包括進(jìn)料口 1、出料口 11、與進(jìn)料口相通的氣體分布管2，其中紫外燈管6通過紫外燈固定墊5固定設(shè)置在反應(yīng)器中間，所述氣體分布管2上方設(shè)置有石英板環(huán)4，紫外燈管6和反應(yīng)管外壁12之間設(shè)有環(huán)形玻璃管7和環(huán)形反應(yīng)管8 ;所述反應(yīng)管外壁12外表面均勻斜面凸起并設(shè)有鍍銀層9 ;所述的紫外燈管6連接有紫外燈接線3 ;所述的紫外燈管6和反應(yīng)管外壁12之間設(shè)置有測溫點(diǎn)10。此反應(yīng)器的突出之處有2點(diǎn) (1)將催化劑固定在透光性很好的玻璃環(huán)上，即可提高傳質(zhì)效率也可提高光能的利用率。 (2)反應(yīng)管外壁的外表面加工成有規(guī)律的斜面凸起，并在其上鍍一層銀，使透過填充層的光線再全部反射到反應(yīng)器上，光效十分奏效。我們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與外管壁是平面的、無銀鍍層相比，光效可提高17%。 另外，此氧化過程壓力變化不大，容易控制且催化劑使用壽命長，較用強(qiáng)氧化劑氧化便利許多。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖[0016] 圖2為本實(shí)用新型環(huán)形玻璃管結(jié)構(gòu)示意圖[0017] 圖3為本實(shí)用新型氣體分布管結(jié)構(gòu)示意圖[0018] 圖4為本實(shí)用新型反應(yīng)管外壁結(jié)構(gòu)示意圖 圖中1進(jìn)料口 ；2氣體分布管；3紫外燈接線；4石英板環(huán)；5紫外燈固定墊；6紫外燈管；7環(huán)形玻璃管；8環(huán)形反應(yīng)管；9鍍銀層；10測溫點(diǎn)；11出料口 ；12反應(yīng)管外壁。
具體實(shí)施方式如圖1所示，此反應(yīng)器主要包含環(huán)形反應(yīng)管8，反應(yīng)管外壁12外表面加工成均勻斜面凸起并施鍍加強(qiáng)光利用的鍍銀層9，紫外燈管6，載有光催化劑填料的環(huán)形玻璃管7，氣體分布管上方和環(huán)形反應(yīng)管或環(huán)形玻璃管下方的圓環(huán)形氣體分布器_石英板環(huán)4。輔助部分有與進(jìn)料口 l相通的氣體分布管2，連接紫外燈管的紫外燈接線3，測溫點(diǎn)10，以及物料的出料口11，燈管與反應(yīng)管內(nèi)壁通過紫外燈固定墊5將紫外燈管6固定，整個(gè)反應(yīng)器由固定卡子固定一個(gè)平臺上。 含有N0X的混合氣( 一般含氧氣，并有一定濕度)從進(jìn)料口 1進(jìn)入氣體分布管2中，分布管下面開有均勻細(xì)孔，使進(jìn)入氣體分散噴出，然后進(jìn)入的氣體經(jīng)石英板環(huán)4進(jìn)一步分布進(jìn)入環(huán)形反應(yīng)管8中。混合氣在上升過程中與環(huán)形玻璃管7上催化劑接觸，在紫外光燈的輻照下，N0X中的NO被全部氧化并生成容易被吸收液吸收的N02 (共中N02也有部分被進(jìn)一步氧化)，并隨主流氣體從反應(yīng)器上端物料的出料口 ll流出，環(huán)形玻璃管可選用玻璃管Ol. Omm，環(huán)。6. 0mm規(guī)格。[0022] 此反應(yīng)器的突出之處有2點(diǎn) (1)、將催化劑固定在透光性很好的玻璃環(huán)上，即可提高傳質(zhì)效率也可提高光能的利用率。 (2)、反應(yīng)管外壁的外表面加工成有規(guī)律的斜面凸起，并在其上鍍一層銀，使透過
4填充層的光線再全部反射到反應(yīng)器上，光效十分奏效。我們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與外管壁是平面的、無銀鍍層相比，光效可提高17%。 另外，此氧化過程壓力變化不大，容易控制且催化劑使用壽命長，較用強(qiáng)氧化劑氧化便利許多。 在N0x濕法吸收過程中，N0不溶于水，也不溶于堿性溶液，且N02在吸收過程中又有NO生成。在檢測出口氣體中N0x濃度時(shí)，雖然N02含量達(dá)標(biāo)，但NO增加使總的N0x濃度達(dá)不到要求，其中主要是冊轉(zhuǎn)化為冊2的轉(zhuǎn)化率成為關(guān)鍵。我們在研究使用強(qiáng)氧化劑氧化NO的基礎(chǔ)上，用新型的光催化反應(yīng)器氧化，達(dá)到了很好的效果。且所處理的氣體不用干燥，控制簡單。
權(quán)利要求一種NOx光促催化氧化反應(yīng)裝置，其特征是包括進(jìn)料口(1)、出料口(11)、與進(jìn)料口相通的氣體分布管(2)，其中紫外燈管(6)通過紫外燈固定墊(5)固定設(shè)置在反應(yīng)器中間，所述氣體分布管(2)上方設(shè)置有石英板環(huán)(4)，紫外燈管(6)和反應(yīng)管外壁(12)之間設(shè)有環(huán)形玻璃管(7)和環(huán)形反應(yīng)管(8)；所述反應(yīng)管外壁(12)外表面均勻斜面凸起并設(shè)有鍍銀層(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N0x光促催化氧化反應(yīng)裝置，其特征是所述的紫外燈 管(6)連接有紫外燈接線(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N0x光促催化氧化反應(yīng)裝置，其特征是所述的紫外燈 管(6)和反應(yīng)管外壁(12)之間設(shè)置有測溫點(diǎn)(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種NOx光促催化氧化反應(yīng)裝置，屬于石油化工、環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，包括進(jìn)料口、出料口、與進(jìn)料口相通的氣體分布管，其中紫外燈管通過紫外燈固定墊固定設(shè)置在反應(yīng)器中間，所述氣體分布管上方設(shè)置有石英板環(huán)，紫外燈管和反應(yīng)管外壁之間設(shè)有環(huán)形玻璃管和環(huán)形反應(yīng)管；所述反應(yīng)管外壁外表面均勻斜面凸起并設(shè)有鍍銀層，將催化劑固定在透光性很好的玻璃環(huán)上，即可提高傳質(zhì)效率也可提高光能的利用率，反應(yīng)管外壁的外表面加工成有規(guī)律的斜面凸起，并在其上鍍一層銀，使透過填充層的光線再全部反射到反應(yīng)器上，光效十分奏效，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，催化效果佳，易于操作，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號B01D53/75GK201454386SQ20092009411
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者喬遷, 尹麗, 王樹江, 王立托, 石秀敏 申請人:長春工業(yè)大學(xué)