[发明专利]常温催化氧化-固体碱吸收法净化半封闭空间的氮氧化物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于道路隧道和地下停车场等半封闭空间排放的低浓度NO_x污染物彻底消除的常温催化氧化-固体碱吸收技术，属于大气污染控制领域。

背景技术

随着快速道路和机动车保有量的快速增加，为了解决日益加剧的城市交通拥堵和停车难等问题，道路隧道和地下停车场等半封闭空间设施的数量也急剧增加。然而这类半封闭空间内空气流动性较差，再加上机动车冷启动或频繁启动，造成所排放的污染物不断累积，以致如颗粒物(PM)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)和碳氢化合物(HC)等污染物含量远超国家二级空气质量标准。NO_x进入大气环境中会导致酸雨、光化学烟雾的形成，参与臭氧层的破坏，对人类的身体健康和生存环境造成极大的危害。因此，对道路隧道和地下停车场等半封闭空间排放的NO_x污染物的治理已经迫在眉睫。

NO_x污染物的常用治理技术主要为选择性催化还原法（SCR）和吸附法。SCR法可将污染气体中的NO_x浓度从1000ppm左右降到100~200ppm，NO_x的稳定脱除率可达到80%以上，但SCR法的反应温度高、操作费用大，无法应用于低浓度（≤200ppm）和低温（≤200℃）的NO_x污染物的治理。而吸附法只能作为NO_x污染物治理的过渡手段，仅仅起到富集NO_x的作用，并未改变NO的存在状态，不能将NO_x转化为N₂、亚硝酸盐、硝酸盐等无害化物质。因此，若要彻底解决NO_x的污染问题，还需要采用其他技术来进行进一步处理。

由于污染气体中NO_x主要为NO（占90%以上），NO在常温下是超临界流体，具有弱极性和稳定的物化性质，无论在水中或碱性溶液中都很难反应，故很难通过常规手段将其予以除去。相比于NO稳定的理化性质，NO₂易于与H₂O按式1发生反应生成HNO₃；而将等摩尔的NO与NO₂同时通入碱性溶液（如NaOH溶液）时，可按式2发生归中反应，同时消除NO与NO₂的污染。

      （1）

   (2)

基于上述思路形成了常温催化氧化-固体碱吸收法，它以空气中的O₂为氧化剂，在氧化催化剂的作用下，将NO_x污染物中的NO部分氧化为NO₂，使NO₂占所有NO_x污染物的50~60%，再用固体碱吸收剂进行吸收，生成亚硝酸盐等产品。因此，常温催化氧化-固体碱吸收法的关键在于开发高性能的NO常温氧化催化剂。

中国发明专利CN101279185A公开了一种气相氧化-液相还原吸收脱除废气中NO_x的方法，利用废气中的氧气作为氧化剂，将低氧化度的NO_x废气经非催化氧化或碱溶液改性的活性炭材料催化氧化后，然后与碱性的还原性溶液进行充分反应后以脱除NO_x，但是废气中的NO_x需要经过多级氧化和还原吸收，工艺过程复杂，经过处理后NO_x脱除率最高也只有86.4%。

中国发明专利CN102527198A公开了一种液相催化氧化-碱液吸收净化含NO_x烟气的方法，利用含铁的酸性液体催化剂催化氧化烟气中的NO，当氧化后烟气中NO₂的体积分数约占总NO_x的40~65%时，然后再用氨水溶液将其吸收，有效去除了NO_x的污染问题，但是该方法的NO_x脱除率最高为95%。

在上述二个中国发明专利中，废气处理空速小，NO_x脱除率低，而且最后都用碱性溶液对NO_x污染物进行吸收脱除，容易产生大量废液，增加处理成本。 

发明内容

 本发明目的是为了克服现有技术存在的废气处理空速小、NO_x脱除率低和容易产生废液等缺点，提供一种用于道路隧道和地下停车场等半封闭空间排放的低浓度NO_x污染物彻底消除的常温催化氧化-固体碱吸收技术。