[发明专利]用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法及反应器

说明书

本发明公开了一种用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法及反应器，包括阻挡介质层，阻挡介质层的外壁上设置外电极；在阻挡介质层的中部设置内电极，内电极与阻挡介质层之间的空隙形成气体通道；所述内电极的表面垂直设置多个电极针，电极针的针头与阻挡介质层之间的空隙形成放电间隙；在电源接通后，电极针与外电极之间的气体被击穿，由于阻挡介质层的作用，放电间隙内形成稳定细微的快脉冲放电通道，将气体通道内NO氧化成高阶氮氧化物，再通过碱液将高阶氮氧化物去除。本发明不仅具有非常优越的NO的脱除效果，而且本发明结构简单、制造和处理成本较为低廉。此外，本发明还具有更宽的气体通道，可以处理更大流量的气体，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及气体污染物控制设备制造技术领域，特别是一种用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法及反应器。

背景技术

在大气处理方面NOx的控制和处理非常重要，为此我国制定了NOx控制战略目标：到2020年、2030年、2050年NOx较2010年排放量分别降低10％、20％和40％。根据脱除原理的不同NOx脱除技术可以分为分解法、还原法和氧化法等。分解法是采用催化剂在高温下将NO分解为N2和O2，但催化剂的稳定性和效率会受到烟气粉尘等因素的严重影响。还原法是将NOx还原成无害的N₂和H₂O，目前常用的还原法有选择性催化还原法(Selective CatalyticReduction，SCR)和选择性非催化还原法(Selective Non-catalytic Reduction，SNCR)，但这两种方法一直面临还原剂NH3可靠存储，防腐等问题，系统投资和运行维护费用居高不下。氧化法是通过氧化剂将NOx中的NO氧化成NO2等高阶氮氧化物，然后采用烃类催化还原、吸附、溶液吸收等多种方法去除烟气中的NOx。

氧化法中，将NO转化为NO₂是整个方法的核心。由于NO活性较低，不易于氧化，常规方法下对反应条件和催化剂提出了严苛的要求，在工程上不易于实现。而大气压介质阻挡放电(Dielectric BarrierDischarge，DBD)能够通过在常温常压下产生等离子体，从而在气体中产生氧化性较强的粒子，最终对NO进行氧化转化。该方法具有转化效率高、设备简单、易于维护、不产生二次污染等特点。介质阻挡放电电源形式包括脉冲和交流两类，电源频率范围为50Hz～1MHz，脉冲电源较交流结构复杂，价格更贵，但是同样反应器结构下放电间隙也更宽。DBD反应器结构设计形式多样，典型结构可分为板式、线筒式和填充床式三大类，各有优缺点和适合场合。

由此可见，传统的线筒式NO脱除结构，一方面NO的脱除效果并不理想，另一方面为了提高处理效果和降低能耗，一般会添加催化剂或者同时添加其他辅助气体，比如碳氢化合物，这样会增加费用、整体结构复杂程度及场地。此外，为了更加均匀的放电，放电气隙会被控制，但这样会造成处理气量减少，并不适用于大规模的工业化。

本发明的目的在于，提供一种用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法及反应器。本发明不仅具有非常优越的NO的脱除效果，而且本发明结构简单、制造和处理成本较为低廉。此外，本发明还具有更宽的气体通道，可以处理更大流量的气体，适用于工业化生产。

本发明的技术方案：用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法，包括呈套筒状的阻挡介质层，阻挡介质层的外壁上设置外电极；在阻挡介质层的中部设置内电极，内电极与阻挡介质层之间的空隙形成气体通道，用于流通气体；所述内电极的表面垂直设置多个电极针，电极针的针头与阻挡介质层之间的空隙形成放电间隙；在电源接通后，电极针与外电极之间的气体被击穿，由于阻挡介质层的作用，放电间隙内形成稳定细微的快脉冲放电通道，产生大量的自由基或准分子，将气体通道内NO氧化成高阶氮氧化物，再通过碱液将高阶氮氧化物去除。

上述的用于氮氧化物脱除的多针同轴式放电脱除方法，所述气体通道的宽度与放电间隙的宽度之比为4-7:1。