一種分解二氧化碳等有害氣體的方法
2023-05-06 10:21:21
專利名稱：一種分解二氧化碳等有害氣體的方法
技術領域：
本發明屬於一種分解有害氣體的方法。
全球每年燃燒大量礦物燃料，排入大氣的CO2約佔49%。由此帶來可使地球表面氣溫逐步升高的「溫室效應」，給社會和經濟發展帶來嚴重影響。目前，世界各國都在探索治理的方法。國外最近提出用液態氨或含鹼溶液吸收、用填充沸石的方式吸收和用聚合物薄膜分離等方法分離回收火力發電廠排放煙氣中CO2的主張，雖然效果較好，但成本昂貴，它將使投資費用增加70%以上。
本發明擬採用電暈弧光放電的物理方法分解煙氣中的CO2及其他有害氣體，從而達到淨化燃燒礦物燃料產生煙氣的目的。該方法不需另加化學藥品，成本較為低廉。
煙氣中有害氣體主要是CO2、SO2和NOx等，這些有害氣體分子化學鍵能是很高的。如CO2為16.56eV，SO2為25.43eV，NO為6.56eV，NO2為26.17eV，這裡CO2分子化學鍵能最高。本發明使用了超高脈衝電暈放電技術。波形成型器(11)上輸出的電壓為20～80千伏直流電壓上迭加200～400千伏的脈衝電壓。脈衝寬度為1微秒左右，周期為1～20毫秒，脈衝前後沿約為80～200毫微秒，脈衝電流為5安培。在毫微秒數量級內，空間電場強度發生巨大突變，煙氣分子因突然獲得「爆炸式」的巨大能量，幾乎全部被激發而處於活化狀態，瞬間猛增了自由能，成為活化分子。這些具有高能量的活化分子，在發生頻繁有效碰撞瞬間，將動能轉化為分子內部勢能，破壞了舊的化學鍵，使一個或幾個鍵斷裂，在定向反應作用下，產生新的單一原子組成的氣體分子和固體單質微粒。採用了以Fe為母體的催化劑，可以大大降低有害氣體的活化能，提高分解CO2等有害氣體的效率。
分解CO2等有害氣體的裝置如
圖1所示。本裝置從結構上看與現在的高壓靜電收塵器相似。由反應器和高壓電源兩部分組成，在反應器腔(3)中有間隔排列的陽極板(4)，陽極板(4)中間均勻排列著電暈線(5)。直流高壓電源(9)產生的直流電壓與脈衝高壓電源(10)產生的脈衝電壓在波形成型器(11)中迭加後，通過傳輸線(7)加到電暈線(5)上。陽極板(4)接地。(8)是脈衝參數測試儀，(12)是絕緣子。本裝置的陽極板(4)、電暈線(5)及反應器殼(2)內壁附有催化劑。其成分為Fe90～95%，Cr1～3%，Mn1～2%，Ni2～4%，C1～3%。
含有害氣體的煙氣從煙氣入口(1)進入反應器腔(3)，受到超高壓脈衝電場作用，獲得了巨大能量，CO2等有害氣體的化學鍵受到破壞而斷裂，產生了分解反應。CO2分子分解為單質C和氧氣，SO2分子分解為單質S和氧氣，NOx也分解為氮氣和氧氣。單質C和單質S吸附在陽極板(4)上，氧氣和氮氣隨著被淨化的煙氣從煙氣出口(6)排出。在高壓靜電場的作用下，煙塵也同時落在陽極板(4)上，通過振打裝置進行回收。
本發明具有投資少、維修費用低、工藝簡單、不需外加昂貴化學藥品、不再處理汙染物等特點，可用於發電廠、化工廠CO2等有害氣體的分解，兼有消煙除塵功能。分解多種有害氣體和消煙除塵消耗的能量相當於治理一種氣體消耗的能量，經濟效益、社會效益均顯著，市場前景十分廣闊。
圖1是分解CO2等有害氣體裝置的示意圖。
實施例反應器殼(2)直徑為200毫米，長度為1200毫米，催化劑配比為Fe 91%、Cr 2%、Mn 1%、Ni 4%、C 2%。分解CO2氣體實驗數據如下表1
如上條件分解多種有害氣體實驗數據如下表權利要求
1.一種分解CO2等有害氣體的方法，所用裝置由煙氣入口(1)、反應器殼(2)、反應器腔(3)、陽極板(4)、電暈線(5)、煙氣出口(6)、傳輸線(7)、脈衝參數測試儀(8)、直流高壓電源(9)、脈衝高壓電源(10)、波形成型器(11)和絕緣子(12)組成。其特徵在於(a)、波形成型器(11)上輸出的電壓為20～80千伏直流電壓上迭加200～400千伏脈衝電壓，脈衝寬度為1微秒左右，周期為1～20毫秒，脈衝前後沿約為80～200毫微秒。(b)、陽極板(4)、電暈線(5)和反應器殼(2)內壁附有催化劑，其成份為Fe90～95%，Cr1～3%，Mn1～2%，Ni2～4%，C1～3%。
全文摘要
本發明屬於一種分解有害氣體的方法。它採用弧光放電的方法分解燃燒礦物燃料產生的CO
文檔編號B01D53/34GK1106311SQ9411006
公開日1995年8月9日 申請日期1994年2月5日 優先權日1994年2月5日
發明者白希堯, 依成武, 白敏冬, 付稅 申請人:鞍山靜電技術研究設計院