专利名称：表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法
技术领域：
本发明涉及一种气体脱硝方法，尤其是指一种表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法。
背景技术：
近年来，等离子体脱除一氧化氮技术越来越引起人们的重视。和传统脱除一氧化氮方法相比，等离子体烟气脱除一氧化氮是一种高效率、低成本的新方法，具有投资省、装置体积小、操作简单、产物是高质化肥等无可比拟的优点。它是国际上公认的最有前途的新一代脱除一氧化氮技术，通过脉冲放电或其它形式产生的等离子体中含有大量高能电子、离子、激发态粒子和具有很强氧化性的自由基。这些活性粒子和一氧化氮分子碰撞的结果或者在极高能量条件下打开一氧化氮分子键生成氮气和氧气；或者产生大量·OH、·HO2、·O等自由基，这些自由基使一氧化氮分子氧化，最终在氨分子的参与下生成氨盐。但这些方法存在耗能高等不可避免的缺点，传统的方法将含有一氧化氮的污染气体通过20万伏特以上的高频高压气体，或者直接将一氧化氮分解成氮气和氧气，或者通过气体放电使氧气分解出活性氧原子将一氧化氮氧化成二氧化氮，然后通入水蒸气和氨使一氧化氮转化成氨盐。
发明内容
技术问题本发明提供一种能够降低能耗的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法。
技术方案一种用于气体脱硝的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，在含有一氧化氮的气体中加入氮气并混和，并使其通过高频高压电场，该高频高压电场为峰值电压不低于3000伏特，脉冲电压频率不低于500赫兹，氮气在经过电场时被设置于电场中的固体颗粒化学吸附于其表面，经气体放电形成活性氮原子，活性氮原子与一氧化氮相结合形成氮气即可完成一氧化氮的脱除。
技术效果①由于本发明使含有一氧化氮与氮气的混合气体通过电场，电场中的固体颗粒有选择地化学吸附氮气，并在其表面形成气体放电，产生活性氮原子，形成氮气(其基元反应为和)，从而脱除一氧化氮，而氮气电离出活性原子所需能量低，而吸附在颗粒表面的氮气电离时所需的能量则更低，从而有效地降低了脱除一氧化氮所需的能量。②由于本发明选用了金属氧化物颗粒，如氧化铝、氧化铜、氧化钙或沸石等，在颗粒上通过离子交换使颗粒具有了金属离子，比如钠、镁、铜等离子，这些离子的作用应该是改变(降低)气体分子的键能。从而进一步降低成本能耗。③本发明将流量比不小于10∶1的一氧化氮和氮气混和后通入电场的优点在于该技术措施能使氮气包裹在固体颗粒表面，从而可使一氧化氮充分反应，有利于一氧化氮的完全脱除。④固体颗粒限定为球形或块状且其线性尺寸限定为2～3毫米后，其优点在于能混合气体利用颗粒之间的间隙顺利通过，并有利于一氧化氮的完全脱除，颗粒的直径大小代表了颗粒的比表面积(比表面积是单位质量的颗粒所具有的表面积)，比表面积越大，颗粒所能吸附的气体越多。颗粒直径太小，颗粒之间的空隙也就太小，不利于气体通过；颗粒直径太大，比表面积就太小，不利于吸附。⑤本发明使含有一氧化氮的气体在高频高压电场中的停留时间大于10-4秒，可以更为有效地脱除一氧化氮。
四、具体实施方案一种用于气体脱硝的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，使含有一氧化氮的气体通过高频高压电场，该高频高压电场为峰值电压不低于3000伏特，脉冲电压频率不低于500赫兹，本实施例所选电场的峰值电压不低于15000伏特，脉冲电压频率不低于30000赫兹，一氧化氮被设置于电场中的固体颗粒化学吸附于其表面，并经气体放电形成活性氮原子，活性氮原子相结合形成氮气，固体颗粒先用金属氧化物颗粒，该固体颗粒可以是氧化钙、氧化铝、氧化物或沸石等，如果在含一氧化氮的气体中缺少或没有氮气或考虑到有利于一氧化氮的脱除，在含有一氧化氮的气体中加入氮气并混和，且使一氧化氮与氮气的流量比不小于10∶1，经放电后在固体颗粒表面形成活性氮原子等离子体，上述固体颗粒可以为球形并满于电场之中，该球形固体颗粒的直径为2～3毫米，也可以为块状并充满于电场之中，该块状态固体颗粒的长度为2～3毫米，在本实施例中，含有一氧化氮气体滞留于电场的时间不小于10-4秒。
权利要求
1.一种用于气体脱硝的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于在含有一氧化氮的气体中加入氮气并混和，并使其通过高频高压电场，该高频高压电场为峰值电压不低于3000伏特，脉冲电压频率不低于500赫兹，氮气在经过电场时被设置于电场中的固体颗粒化学吸附于其表面，经气体放电形成活性氮原子，活性氮原子与一氧化氮相结合形成氮气即可完成一氧化氮的脱除。
2.根据权利要求1所述的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于一氧化氮与氮气的流量比不小于10∶1。
3.根据权利要求1或2所述的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于固体颗粒为球形并充满于电场之中，该球形固体颗粒的直径为2～3毫米。
4.根据权利要求1或2所述的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于固体颗粒为块状并充满于电场之中，该块状固体颗粒的长度为2～3毫米。
5.根据权利要求1或2所述的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于含有一氧化氮的气体滞留于电场的时间不小于10-4秒。
6.根据权利要求1或2所述的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，其特征在于固体颗粒采用金属氧化物颗粒。
全文摘要
本发明公开了一种用于气体脱硝的表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法，在含有一氧化氮的气体中加入氮气并混和，并使其通过高频高压电场，该高频高压电场为峰值电压不低于3000伏特，脉冲电压频率不低于500赫兹，氮气在经过电场时被设置于电场中的固体颗粒化学吸附于其表面，经气体放电形成活性氮原子，活性氮原子与一氧化氮相结合形成氮气即可完成一氧化氮的脱除。本发明电场中的固体颗粒有选择地化学吸附氮气，并在其表面形成气体放电，产生活性氮原子，形成氮气，从而脱除一氧化氮，氮气电离出活性原子所需能量低，而吸附在颗粒表面的氮气电离时所需的能量则更低，从而有效地降低了脱除一氧化氮所需的能量。
文档编号B01D53/56GK1486775SQ0213839
公开日2004年4月7日 申请日期2002年9月30日 优先权日2002年9月30日
发明者顾璠, 余刚, 徐益谦, 顾 申请人:东南大学