一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器，其包括高壓電極、石英管、低壓電極、石英砂芯、固定套、進氣口、出氣口、交流高壓電源、橡膠塞，當施加在高壓電極上的交流電達到一定的電壓和頻率時，在石英管和高壓電極之間的氣體被擊穿從而產(chǎn)生低溫等離子體，催化劑填充于石英砂芯上方的等離子體區(qū)域，當含有NO的氣體污染物通過進氣口進入反應器后可在等離子體和催化劑的協(xié)同下分解脫除，本實用新型專利技術使等離子體反應和催化反應發(fā)生在同一區(qū)域，可用于低溫等離子體協(xié)同催化反應。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器，屬于低溫等離子體去除NO領域。
技術介紹
低溫等離子體協(xié)同催化技術結合了低溫等離子體反應和催化反應的優(yōu)點，既有等離子體能量和活性高的特點，又具有催化劑選擇性強的優(yōu)點。同時低溫等離子體協(xié)同催化技術在處理氣體污染物方面存在能耗低、無二次污染、成本低和占地面積小等優(yōu)點。介質阻擋放電是較為常用的產(chǎn)生等離子體的方法，介質阻擋放電均勻穩(wěn)定、操作方便而被廣泛的應用于各個領域。介質阻擋放電能夠在IO4-1O6Pa高氣壓和50Hz至IMHz寬頻率范圍內(nèi)工作。常見的介質阻擋放電反應器有針-板式、板-板式、線-管式和管-管式，其中管-管式反應器由于其結構簡單、工作環(huán)境適應性強而被廣泛應用。目前國內(nèi)外常用的等離子體協(xié)同催化反應器為“兩段式”，即氣體污染物先通過等離子體區(qū)域，氣體污染物經(jīng)過等離子體活化的再通過催化劑區(qū)域進行催化反應。中國專利CN101773780A提出了一種等離子體協(xié)同催化氧化NO脫除氮氧化物的方法，其裝置由介質阻擋放電發(fā)生器和催化劑固定床反應器串聯(lián)組成。該技術首先將含有NO的氣體通過等離子體區(qū)域對氣體進行活化，再將氣體通過氧化催化裝置進行氧化相催化。中國專利CN102166474A提出了一種低溫等離子體協(xié)同兩相催化裝置及有害排放氣體處理方法，其裝置由氧化相催化裝置、等離子體發(fā)生器、還原相催化裝置串聯(lián)組成。該技術首先將有害氣體通過氧化催化裝置進行氧化相催化，再將氣體通過等離子體區(qū)域對氣體進行活化，最后通過還原相催化裝置對氣體進行還原相催化。這種“兩段式”反應器的優(yōu)點是操作和控制方便；缺點是由于等離子體反應和催化反應在不同的區(qū)域進行而沒有得到充分的協(xié)同，即等離子體反應和催化反應沒有得到充分的相互作用。
技術實現(xiàn)思路
為了克服傳統(tǒng)反應器等離子體反應與催化反應沒得到充分協(xié)同的不足，本技術提供一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器，該反應器帶有石英砂芯的介質阻擋放電的等離子體反應器；本技術能夠生成穩(wěn)定均勻的低溫等離子體，其石英砂芯結構可承載催化劑，使催化劑均勻的分布在等離子體區(qū)域，移動反應器的低壓電極可以調節(jié)放電區(qū)域的大小，使得等離子體區(qū)域體積和催化劑的體積相等。本技術的反應器為同軸管-管式反應器，其包括高壓電極1、石英管2、低壓電極3、石英砂芯4、固定套5、進氣口 6、出氣口 7、交流高壓電源8、橡膠塞9，高壓電極I通過固定套5安裝固定在石英管2內(nèi)，石英砂芯4固定于石英管2內(nèi)，并設置在高壓電極I的一端，低壓電極3設置在石英管2外，進氣口 6和出氣口 7分別設置在石英管2兩端，交流高壓電源8分別與高壓電極I和低壓電極3連接，橡膠塞9設置在石英管2上。本技術所述的在石英砂芯4上方的高壓電極I和石英管2之間填充有催化齊U，且催化劑所在區(qū)域與低壓電極3所覆蓋的低溫等離子體區(qū)域一致。本技術所述的固定套5為不銹鋼。本技術所述低壓電極3是鋁箔，低壓電極3的位置可根據(jù)催化劑所在區(qū)域進行調節(jié)。本技術所述高壓電極為是不銹鋼棒。所述石英砂芯可以承載直徑120目以上的催化劑且允許氣體通過，緊貼高壓電極的一端，使催化劑能夠均勻的填充于等離子體區(qū)域。所述低壓電極是鋁箔緊密包裹于石英管的外層，調整低壓電極位置改變等離子體區(qū)域的長度和體積，使等離子體區(qū)域和催化劑體積完全匹配。當施加在高壓電極上的交流電達到一定的電壓(6 7 kV)和頻率(8.6 8.9 kHz)時，在石英管和高壓電極之間的氣體被擊穿從而產(chǎn)生低溫等離子體，催化劑填充于石英砂芯上方的等離子體區(qū)域，當含有NO的氣體污染物通過進氣口進入反應器后可在等離子體和催化劑的協(xié)同下分解脫除，本技術使等離子體反應和催化反應發(fā)生在同一區(qū)域，可用于低溫等離子體協(xié)同催化反應。本技術的有益效果:(I)當峰值電壓為6 7 kV、頻率為8.6 8.9 kHz的高頻高壓交流電施加在技術的高壓電極上時，能夠擊穿氣體生成穩(wěn)定均勻的低溫等離子體；(2)在等離子體區(qū)域內(nèi)填充催化劑，可以增加放電的均勻性和提高等離子體協(xié)同催化作用；(3)本裝置結構簡單，操作方便。附圖說明圖1是本技術反應器剖面結構示意圖。圖2是本技術反應器中固定套結構示意圖。圖3是本技術反應器用于等離子體協(xié)同催化出去NO的使用狀態(tài)示意圖。圖中:1是高壓電極，2是石英管，3是低壓電極，4是石英砂芯，5是不銹鋼固定套，6是進氣口，7是出氣口，8是交流高壓電源，9是橡膠塞，10是催化劑。具體實施方式下面通過附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明，但本技術的保護范圍不局限于所述內(nèi)容。本技術為同軸單層介質阻擋放電等離子體反應器，其包括高壓電極1、石英管2、低壓電極3、石英砂芯4、固定套5、進氣口 6、出氣口 7、交流高壓電源8、橡膠塞9，高壓電極I通過固定套5安裝固定在石英管2內(nèi)，石英砂芯4固定于石英管2內(nèi)，并緊貼在高壓電極I的一端，低壓電極3設置在石英管2外，進氣口 6和出氣口 7分別設置在石英管2兩端，交流高壓電源8分別與高壓電極I和低壓電極3連接；其中高壓電極I為直徑為3mm的不銹鋼管，石英管2為介質層，介質層厚度1mm，石英管的內(nèi)徑為IOmm ;石英管2外層緊密包裹鋁箔紙作為低壓電極3，不銹鋼固定套5與橡膠塞9緊密地固定在高壓電極I上，使高壓電極能夠穩(wěn)定在石英管的中心位置，石英砂芯上可承載催化劑，且低壓電極3覆蓋的放電區(qū)域一低溫等離子體區(qū)域與催化劑10所在區(qū)域一致。(見圖1-2)本反應器長度為350mm，放電區(qū)域長度為2(Tl00mm可調。在圖3中，催化劑10填充于石英管2和高壓電極I之間，通過調節(jié)鋁箔紙，使催化劑恰好填充于等離子體放電區(qū)域，調節(jié)等離子體電源的輸出峰值電壓為6kV、頻率為8.6kHz，氣體污染物從進氣口 6進入反應器，氣體同時到達等離子體和催化劑區(qū)域，處理后的氣體從出氣口 7排出。實驗室研究表明:以直徑為1.5mm的活性炭做催化劑，當含有濃度為500ppm的NO、流量為200mL/min的氣體通入上述反應器時，出口 NO濃度小于50ppm、N02小于30ppm，一氧化氮的分解效率達到85%以上。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器，其特征在于：該反應器為同軸管?管式反應器，其包括高壓電極（1）、石英管（2）、低壓電極（3）、石英砂芯（4）、固定套（5）、進氣口（6）、出氣口（7）、交流高壓電源（8）、橡膠塞（9），高壓電極（1）通過固定套（5）和橡膠塞（9）安裝固定在石英管（2）內(nèi)，石英砂芯（4）固定于石英管（2）內(nèi)，并設置在高壓電極（1）的一端，低壓電極（3）設置在石英管（2）外，進氣口（6）和出氣口（7）分別設置在石英管（2）兩端，交流高壓電源（8）分別與高壓電極（1）和低壓電極（3）連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應器，其特征在于:該反應器為同軸管-管式反應器，其包括高壓電極(I)、石英管(2)、低壓電極(3)、石英砂芯(4)、固定套(5)、進氣口(6)、出氣口(7)、交流高壓電源(8)、橡膠塞(9)，高壓電極(I)通過固定套(5)和橡膠塞(9)安裝固定在石英管(2)內(nèi)，石英砂芯(4)固定于石英管(2)內(nèi)，并設置在高壓電極(I)的一端，低壓電極(3)設置在石英管(2)外，進氣口(6)和出氣口(7)分別設置在石英管(2 )兩端，交流高壓電源(8 )分別與高壓電極(I)和低壓電極(3 )連接。2.根據(jù)權...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：唐曉龍，王建根，易紅宏，李凱，向瑛，彭瀟，馬潔云，陳晨，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：實用新型
國別省市：