[发明专利]一种高浓度氮氧化物废气催化分解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮氧化物废气的处理装置，尤其涉及一种硝化反应过程中产生的高浓度氮氧化物废气的催化分解装置。 

  

背景技术

氮氧化物是一种有毒有害、腐蚀性很强的气体，有硝基化物及有硝酸参加的化学反应都会产生含氮氧化物的有害气体，严重危害环境和人、畜的健康。 

汽车尾气中含有低浓度的氮氧化物，已由稀贵金属及稀土金属制成的触媒构成的触媒管处理解决。工业中产生的高浓度氮氧化物一般用碱液法或还原剂溶液淋洗吸收，但不彻底，并产生二次污染。最新的焦炭还原法，处理效果好，但其不足之处在于设备庞大，操作烦锁，费用较大，大量的触媒用于其自身氧化反应的消耗。 

  

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足之处，研究采用触媒来催化分解高浓度氮氧化物废气，通过电加热装置，使触媒催化剂受热至900-1000℃，高浓度氮氧化物废气通过触媒床，分解为无毒无害的N₂。本发明解决了硝化反应过程中，产生的高浓度氮氧化物废气的无毒化处理问题。 

实现本发明目的的技术方案是： 

一种高浓度氮氧化物废气催化分解装置，包括外壳、腔体、废气导入口、废气排出口，腔体中还设有触媒床，触媒床用于放置触媒催化剂；腔体中还设有加热装置。加热装置可以使电加热装置，腔体内壁设有保温层，保温层为陶瓷保温棉。外壳的材质为不锈钢。

腔体的下部设有清理腔，用于收集散落的触媒催化剂以及催化反应产物，便于及时清理。电加热装置可以设有加热温度、加热时间的控制装置，便于催化反应的控制。 

废气导入口设于催化分解装置的下部，废气排出口设于催化分解装置的上部。优选的，废气导入口设于催化分解装置的底部，废气排出口设于催化分解装置的顶部。外壳上设有观察窗，用于观察高浓度氮氧化物废气催化分解的情况。 

触媒催化剂为活性金属或者碳类物质，如活性铁、活性炭、焦炭、木炭等，触媒催化剂可以是活性铁、活性炭、焦炭、木炭中的一种或者多种。 

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：触媒催化剂在与空气隔离的条件下，经外部加热后与高浓度氮氧化物废气发生催化反应，将氮氧化物废气分解为无毒无害的N₂，避免了大量的触媒催化剂用于其自身氧化反应的消耗；采用电加热装置加热，便于加热温度、加热时间的精确控制，更有利于催化反应的控制。 

说明书附图

图1为本发明的结构示意图。

  

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。 

实施例1：参见图1，一种高浓度氮氧化物废气催化分解装置，包括外壳9、腔体5、废气导入口10、废气排出口7、触媒催化剂加料口6，腔体中还设有触媒床1，触媒床用于放置触媒催化剂3；腔体中还设有电加热装置2，电加热装置可以设有加热温度、加热时间的控制装置，便于催化反应的控制。腔体5内壁设有保温层8，保温层为陶瓷保温棉。外壳的材质为不锈钢。腔体呈筒状，其下部设有清理腔11，用于收集散落的触媒催化剂3以及催化反应产物，便于及时清理。废气导入口10设于催化分解装置的下部，废气排出口7设于催化分解装置的上部。外壳上设有观察窗4，用于观察高浓度氮氧化物废气催化分解的情况。 

在触媒床加入1.5kg的触媒催化剂活性铁，启动电加热装置，设定温度为900℃，使其达到设定温度后并保持。取1000ml浓HNO₃（68%）和过量紫铜反应，当反应进行时，产生的氮氧化物废气，由导入管通入废气导入口，从观察窗中可以看到由导入进入的棕红色气体，经过触媒床后，变为无色的气体，由废气排出口排出。 

通过理论计算：1000ml浓HNO₃（68%）和过量紫铜反应，平均每小时产生NO₂42.3L，4小时共产生169.2L的，该气体经过1.5kg的触媒催化剂活性铁触后，被分解为无毒无害的氮气后排放。 

实施例2：其与实施例1不同之处在于，废气导入口设于催化分解装置的底部，废气排出口设于催化分解装置的顶部。在其触媒床加入1kg的触媒催化剂焦炭，启动电加热装置，设定温度为1000℃，使其达到设定温度后并保持。取1000ml浓HNO₃（68%）和过量紫铜反应，当反应进行时，产生的氮氧化物废气，由导入管通入废气导入口，从观察窗中可以看到由导入进入的棕红色气体，经过触媒床后，变为无色的气体，由废气排出口排出。