专利名称：一种NOx光促催化氧化反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油化工、环境工程技术领域，特别涉及一种能将NO转化N02的反应装置。
背景技术：
氮氧化物(N0x主要是N0和N0》排放到空气中，将对大气造成严重污染，各国科学家都在研究N0x的脱除方法.目前有关从各种混合气中脱除NOx的方法较多主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法和微生物法等.其中以液体吸收法工艺简单，操作容易，排出物可用作液体肥料，不产生环境污染，属于绿色环保工艺而被广泛应用。而液体吸收法中NO氧化为N02是去除混合气体中N0x的关键.NO几乎不溶于水，也不溶于碱溶液，不处理掉NO就会影响总的N0x的去除率通常用吸收法脱氮时要将NO转化成N02.[0003] 紫外光对半导体进行光照，当入射光能超过禁带宽度时，Ti02价带上的电子被激发，越过禁带进入导带，在价带上产生空穴电子对。电子和空穴与吸附的水和氧反应生成各种强氧化性的物质，主要是活性氢氧基。NO就是在光催化反应器中氧化成N02，容易被吸收液吸收。 光反应器的种类按催化剂的存在状态可以分为三种 (1)悬浮式光反应器；这类反应器通常是将光催化剂粉末加到所要处理的溶液中。它的优点是在反应中，污染物容易和光催化剂接触，不存在质量传输的限制，但也存在不足，处理效率不高，当提高催化剂的浓度时会造成悬浮液浑浊，影响光的穿透，降低光效率，而且催化剂与液体分离困难，处理成本昂贵。 (2)镀膜催化剂反应器；这类反应器的催化剂主要是以膜的形式存在，如将二氧化钛光催化剂涂抹在反应器的内外壁、灯管壁、不锈钢片、发泡镍、玻璃或玻璃布、光导纤维材料等上面，催化剂膜在紫外光的照射下，将吸附在膜表面的污染物降解、矿化。它最大的特点就是不需要对催化剂进行分离，但是反应容易受到传质的限制。 (3)填充床式光催化反应器。这类反应器通常是反应器内填充二氧化钛颗粒或者表面涂有二氧化钛膜的硅胶、Y 二氧化铝、石英砂和玻璃珠等。由于它有效地让光通过并且有较高比表面积，适用于具有较高传质能力的反应系统中。这类反应器和传统悬浆式反应器相比，不需要分离催化剂，和环形膜状反应器相比，反应可不受传质的限制，但不足是颗粒之间的碰撞可能会造成膜的脱落。 本专利就是设计、制作一种新型高效光催化反应器，应用到N0x液体吸收法中将NO氧化为N02。
发明内容针对现有技术的不足和缺陷，本实用新型提供一种转换效率高的N0x光促催化氧化反应装置。
本实用新型是这样设计的一种N0x光促催化氧化反应装置，其特征是包括进料口 1、出料口 11、与进料口相通的气体分布管2，其中紫外灯管6通过紫外灯固定垫5固定设置在反应器中间，所述气体分布管2上方设置有石英板环4，紫外灯管6和反应管外壁12之间设有环形玻璃管7和环形反应管8 ;所述反应管外壁12外表面均匀斜面凸起并设有镀银层9 ;所述的紫外灯管6连接有紫外灯接线3 ;所述的紫外灯管6和反应管外壁12之间设置有测温点10。此反应器的突出之处有2点 (1)将催化剂固定在透光性很好的玻璃环上，即可提高传质效率也可提高光能的利用率。 (2)反应管外壁的外表面加工成有规律的斜面凸起，并在其上镀一层银，使透过填充层的光线再全部反射到反应器上，光效十分奏效。我们实验数据表明，与外管壁是平面的、无银镀层相比，光效可提高17%。 另外，此氧化过程压力变化不大，容易控制且催化剂使用寿命长，较用强氧化剂氧化便利许多。
图1为本实用新型结构示意图[0016] 图2为本实用新型环形玻璃管结构示意图[0017] 图3为本实用新型气体分布管结构示意图[0018] 图4为本实用新型反应管外壁结构示意图 图中1进料口 ；2气体分布管；3紫外灯接线；4石英板环；5紫外灯固定垫；6紫外灯管；7环形玻璃管；8环形反应管；9镀银层；10测温点；11出料口 ；12反应管外壁。
具体实施方式如图1所示，此反应器主要包含环形反应管8，反应管外壁12外表面加工成均匀斜面凸起并施镀加强光利用的镀银层9，紫外灯管6，载有光催化剂填料的环形玻璃管7，气体分布管上方和环形反应管或环形玻璃管下方的圆环形气体分布器_石英板环4。辅助部分有与进料口 l相通的气体分布管2，连接紫外灯管的紫外灯接线3，测温点10，以及物料的出料口11，灯管与反应管内壁通过紫外灯固定垫5将紫外灯管6固定，整个反应器由固定卡子固定一个平台上。 含有N0X的混合气( 一般含氧气，并有一定湿度)从进料口 1进入气体分布管2中，分布管下面开有均匀细孔，使进入气体分散喷出，然后进入的气体经石英板环4进一步分布进入环形反应管8中。混合气在上升过程中与环形玻璃管7上催化剂接触，在紫外光灯的辐照下，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也有部分被进一步氧化)，并随主流气体从反应器上端物料的出料口 ll流出，环形玻璃管可选用玻璃管Ol. Omm，环。6. 0mm规格。[0022] 此反应器的突出之处有2点 (1)、将催化剂固定在透光性很好的玻璃环上，即可提高传质效率也可提高光能的利用率。 (2)、反应管外壁的外表面加工成有规律的斜面凸起，并在其上镀一层银，使透过
4填充层的光线再全部反射到反应器上，光效十分奏效。我们实验数据表明，与外管壁是平面的、无银镀层相比，光效可提高17%。 另外，此氧化过程压力变化不大，容易控制且催化剂使用寿命长，较用强氧化剂氧化便利许多。 在N0x湿法吸收过程中，N0不溶于水，也不溶于碱性溶液，且N02在吸收过程中又有NO生成。在检测出口气体中N0x浓度时，虽然N02含量达标，但NO增加使总的N0x浓度达不到要求，其中主要是冊转化为冊2的转化率成为关键。我们在研究使用强氧化剂氧化NO的基础上，用新型的光催化反应器氧化，达到了很好的效果。且所处理的气体不用干燥，控制简单。
权利要求一种NOx光促催化氧化反应装置，其特征是包括进料口(1)、出料口(11)、与进料口相通的气体分布管(2)，其中紫外灯管(6)通过紫外灯固定垫(5)固定设置在反应器中间，所述气体分布管(2)上方设置有石英板环(4)，紫外灯管(6)和反应管外壁(12)之间设有环形玻璃管(7)和环形反应管(8)；所述反应管外壁(12)外表面均匀斜面凸起并设有镀银层(9)。
2. 根据权利要求1所述的一种N0x光促催化氧化反应装置，其特征是所述的紫外灯 管(6)连接有紫外灯接线(3)。
3. 根据权利要求1所述的一种N0x光促催化氧化反应装置，其特征是所述的紫外灯 管(6)和反应管外壁(12)之间设置有测温点(10)。
专利摘要本实用新型涉及一种NOx光促催化氧化反应装置，属于石油化工、环境工程技术领域，包括进料口、出料口、与进料口相通的气体分布管，其中紫外灯管通过紫外灯固定垫固定设置在反应器中间，所述气体分布管上方设置有石英板环，紫外灯管和反应管外壁之间设有环形玻璃管和环形反应管；所述反应管外壁外表面均匀斜面凸起并设有镀银层，将催化剂固定在透光性很好的玻璃环上，即可提高传质效率也可提高光能的利用率，反应管外壁的外表面加工成有规律的斜面凸起，并在其上镀一层银，使透过填充层的光线再全部反射到反应器上，光效十分奏效，本实用新型结构设计合理，催化效果佳，易于操作，便于推广应用。
文档编号B01D53/75GK201454386SQ20092009411
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者乔迁, 尹丽, 王树江, 王立托, 石秀敏 申请人:长春工业大学