一种磁助气固相反应净化烟气的方法及装置

摘要

本发明公开一种气固相反应烟气磁化净化的方法及装置，属于环境保护大气污染治理领域，该方法在0~200℃、磁场存在条件下，将待净化烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的AsH3、H2S、HCN、PH3中的一种或几种污染物进行催化氧化富集净化，本发明方法通过磁助催化过程实现对烟气中目标杂质气体的富集净化，可以实现AsH3、H2S、HCN、PH3中的一种或几种污染物在在反应器内部高度均布，吸附，催化氧化，实现了气固两相高效混合均匀，方法简单、成本低廉、能够降低能耗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁助气固相反应净化烟气的方法及装置，属于环境保护大气污染治理领域。

背景技术

近年来，大气污染问题逐渐成为环境保护领域的热门话题，尤其是对工业烟气等的治理和其他发达国家相比仍处于技术相对落后的阶段。目前较为广泛的工业化应用的烟气治理技术为气固相反应器。它通常由气体预分布器、均化空间、固定床层（包括催化剂床层和惰性填料层）及出口气体收集段等区段组成。其特点是床层内流体的流动接近活塞流，结构简单、操作方便，投资费用低，床层中催化剂机械磨损小等特点。

气固相反应器性能优劣的重要指标之一，就是吸附剂（催化剂）床层中各部位的吸附剂（催化剂）能否获得最大限度的利用。假设气固相反应器设计不良，会由于气流分布不均，使吸附剂（催化剂）床层中出现死角和中毒区，致使一部分吸附剂（催化剂）超负荷而过早失活，另一部分吸附剂（催化剂）却几乎不起作用，从而导致反应器内整个反应过程恶化，反应性能下降。

典型的气固相反应器，它的内部自上而下包括进气口、气体预分布器、上部均化空间、上部惰性填料层、下部惰性填料层、支撑筛板、下部均化空间和出气口等区段。这些区段密切联系，相互影响，并且都围绕一个共同的目标——在低能量消耗的情况下，实现反应物气流均匀分布于吸附剂（催化剂）床层的各个截面上，使全部催化剂都能获得均匀而充分的利用。然而，实际操作过程中，往往存在反应物气流分布不均匀，催化剂不能均匀而充分地被利用，以及压降损失大的问题。

有许多研究者寄希望通过改进烟气进入方式、固定床床体改造等，来实现实时均匀的催化剂利用效率，这些变化确实使原有的技术得到了许多改善，尤其是对于反应器直径不大，流体均布问题并不突出的情况，但是随着工业化进程不断推进，工业发展和规模的扩大，工厂生产能力大型化，大直径的气固相反应器的气流均布问题日显突出。

专利CN2075277公开了一种组合式流速均布器，类似多级挡板气体预分布器，可以做到催化床层内的气流分布相对比较均匀但它的结构复杂，反应器压降损失较大。

研究大多都集中在进口气体预分布器构件本身进行，结合反应器填料层进行的研究则较少，而专利CN201454503也是通过对进气口的设计来实现气流均布的。

尽管在进气口可以尽量避免回流现象，提高进气的均布性，但是对于进入床层主体，与吸附剂（催化剂）床层反应时，仍然很难控制其均匀分布的稳定性。

发明内容

本发明要解决气固相反应器内存在的因吸附催化剂或者填料自身大小，形状和性质的差异，而引起的催化床层内均布不均的问题，提供一种磁助气固相反应净化烟气的方法，该方法在温度0~200℃、磁场存在条件下，将待处理烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的AsH₃、H₂S、HCN、PH₃中的一种或几种污染物进行催化氧化富集，上述污染物与气体中其他物质CO等有效分离，从而实现对烟气中目标杂质气体的富集净化，其中磁场强度为0.05~10T。

所述催化剂为采用常规浸渍法在载体上负载一种或两种金属离子制得的一元金属离子催化剂或二元金属增强型催化剂，其中载体为活性炭、分子筛、沸石、三氧化二铝中的一种，一元金属离子催化剂是由浓度为0.01~1mol/L的铁盐、铜盐、锰盐或镍盐浸渍载体后干燥活化形成，二元金属增强型催化剂是由一元金属离子催化剂在浓度为0.01~1mol/L的钴盐、镧盐或铈盐中浸渍干燥活化后制得。

所述的铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种；

所述的铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、醋酸铜中的一种；

所述的锰盐为高锰酸钾；

所述的镍盐为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种；

所述的钴盐为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴、磺化酞菁钴中的一种；

所述的镧盐为硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的一种；

所述的铈盐为硝酸铈、氯化铈、硫酸铈中的一种。

本发明另一目的是提供实现磁助气固相反应净化烟气的方法的气固相磁化催化反应器，其包括三角隔板3、上封头4、筒体7、磁助催化层8，上封头4通过法兰5安装在筒体7上，筒体7顶部设置有进气口1，进气口1下端设置有细孔筛板2，在细孔筛板2下方设有三角隔板3，筒体7上部设置有上部均化层6，筒体7下部设置有下部均化层14，磁助催化层8通过填料支撑板12设置在上部均化层6和下部均化层14之间，下部均化层14一侧开有出气口13，下部均化层14底部设置有液体流出口15，筒体7下部设置有催化剂卸料口11，其中磁助催化层8包括磁场发生器17和催化剂，磁场发生器17设置在催化剂中，且其产生的磁场方向和气流方向平行，筒体7或细孔筛板2上设置有加热器（见图1）。

所述磁场发生器17为永久磁铁9或电磁发生器18，其中永久磁铁9的磁场排布为轴向排布的磁铁磁极方向设置相同，相邻排布的磁铁磁极相异。

所述磁助催化层8外侧设置机械振打框架16，外接频率调控装置，振打强度为50-200g，振打时间1-2min，振打冲程30-50mm，振打频率20-80次/min；所述机械振打框架16的设计有两个作用，一是为了防止吸附剂（催化剂）因局部磁化而引起的结构变化，二是为了吸附剂（催化剂）再生时，促进已经吸附（催化）在固相微孔结构里的杂质脱除。

本发明的目的是根据法拉第导磁性原理，利用目标气体的元素和氮元素的磁性之差，配合磁场对这些气体特殊的顺磁性，在催化剂固体介质中形成一种高效的结合状态，来提高气体在气固相催化反应器中的均布能力。氧气和氮气虽然为同一周期相邻的元素组成的分子，但是磁性差别却非常大：氧气分子中有两个p电子成单地占据能量较高的反键轨道，产生了分子环流，所以具有磁性，而氮气分子则不具备这样的能力。像氧气分子两个在反键轨道上面的p电子不稳定，所以在外加电场的作用下，可以由原来无序的热运动，转变成与外电场方向一致的运动。另外氧的磁化率为氮气的150倍，如果合理利用这一机理，设计合理的实验条件，就能有效地利用氧气、AsH₃、H₂S、HCN、PH₃等顺磁性气体，以形成磁化气，有利于实现低温微氧的条件时，还原性混合气较好的与吸附剂（催化剂）进行结合，大大地提高吸附剂（催化剂）的综合利用效率，可以大大的延长吸附剂（催化剂）穿透时间。

本发明气固相反应烟气磁化净化的方法是在常温、磁场存在条件下，将具有顺磁性的气体在经过轴向气固相反应器中被磁化，磁化之后的气体一部分被吸附剂（催化剂）吸附在固相微孔内部，使得吸附剂（催化剂）进而形成一定的局部磁化区域。AsH₃、H₂S、HCN、PH₃等气体分子本身具有顺磁性，但是它的这种性质很少得到国内外的广泛应用，当今大气污染控制技术方法中，无论是湿法还是干法，都需要利用溶解在水体介质中的气体或者是吸附在固体介质中的气体来进行，而目前面临最大的问题就是气体吸附不完全，以及局部过早穿透的问题，采用永久磁铁形成的磁场，将目标气体磁化。当新进入的可磁化气通过床层与这些吸附有前面磁化气的吸附剂（催化剂）通过磁性凝聚作用，形成了磁性相吸的“联合体”，使得目标气体在固体吸附剂（催化剂）介质中的均布性能大大增高，从而找到一种能够降低能耗，成本低廉，方法简单的处理方法，满足AsH₃、H₂S、HCN、PH₃等有顺磁性的气体在固体介质中吸附量增大，并且还能在原有气固相反应器物理吸附、化学吸附的基础上，提供一种“磁化物理吸附”的手段。

上述装置进气口1连接待净化的烟气，细口筛板2的作用是加大气流湍流，三角隔板3的设计是为了减少由进气口直上直下而引起的局部回流，造成反应器内部气体分布不均的问题，筒体上部设置的上部均化层6，目的是更好的实现气体均布；设置法兰5为了打开上封头4，方便清理反应器，进行冲洗催化剂或者添加催化剂；在筒体7内的磁助催化层8实现目标气的磁化吸附（催化）净化过程；

本发明中永久磁铁可在外层包裹了防腐、机械强度大的材料，目的是防止磁铁与目标气体发生反应，并且对于酸碱性气体，再生溶液有较高的耐腐蚀性能。

本发明所述的气固相吸附剂（催化剂）是指一般常用的活性炭，分子筛，沸石，三氧化二铝等及它们的改性产品，且具有一定机械强度，不会因磁场过大而引起床层分散的吸附剂（催化剂），例如有些活性炭催化剂经改性，活性中心含有部分可被磁化的金属，经过磁化后可产生一定的磁性，从而使吸附剂（催化剂）在靠近磁铁的周围形成局部磁化区，而离磁铁相对较远的空间形成稀疏的固相结构。为了提高催化床层的机械强度，可以采用催化剂︰沸石=1︰0.5-2的比例混合，这样磁场作用便不会使得催化床层产生过大的间隙，使得催化效能得以提高。

在使用永久磁铁作为磁场发生器时，在永久磁铁层之间可设置缓冲填料层，缓冲填料层是指机械强度较大的玻璃渣、沸石等，目的是保护固定床内部磁铁轴向间距不会因为磁力过大，压迫催化剂而发生形变。

本发明所述的反应器采用的材料为不锈钢材质，防止催化剂再生阶段腐蚀等问题。

本发明所述的气体温控系统可采用在细孔筛板2下方增加一个气体预热装置，在筒体7内部设置有温度检测器进行控制，也可以采用在筒体7外部设置加热套对反应器进行加热恒温。

本发明装置设计目的一是使进入反应器的目标气体AsH₃、H₂S、HCN、PH₃等，从上而下流经反应器，因为自身密度比较大的缘故，相对来说会自然沉降，可以减少设备的能量损耗；二是上部均化层6体积:磁助催化层8体积=1:7-12，这样可以使得气体进入反应器后相对来说在初始段有一定的均化作用，减少气体回流，三是催化床层和磁化中心，会在反应器内部形成磁场和间接磁场，增大可被磁化的固体催化剂与目标气体接触的面积，减少气固相之间的传质阻力。

本发明将磁场发生器的不同磁性的磁极固定在反应器的内部，保证磁场的稳定性，一方面，使得目标气体被强电场磁化，另一方面，又将磁化气吸附在吸附剂（催化剂）的固相微孔内部，使得吸附剂（催化剂）进而形成一定的局部磁化区域。磁场发生器产生的磁性可以长时间稳定的提供磁场，当新进入的可磁化气通过床层与这些吸附有前面磁化气的吸附剂（催化剂）形成了磁性相吸的“联合体”，使得目标气体在固体吸附剂（催化剂）介质中的均布性能大大增高，提供一种“磁化物理吸附”的手段，为提升固定床的工艺操作提供了更多帮助。

本发明的有益效果为：

1、与其他方法相比，目前很多方法尚未针对反应器内部进行气体均布的研究，大部分的方法虽然通过进气方法的变更得到了一定的成效，仍然很难解决反应器内部均布问题。本发明的优势在于无噪声，能耗较低，通过磁助催化过程产生的磁场，加强了气固相催化反应；

2、与其他磁化方法相比，本发明是根据主要含CO工业尾气中，AsH₃、H₂S、HCN、PH₃等杂质气体容易被磁化的特点，通过磁助催化过程，不同于简单增加磁场磁化的单一手段，本方法处理工艺机理清晰。经处理，上述几种杂质气体的吸附容量大大加强，净化效率达到98%以上；

3、结构简单且制作简易的固定床气固相催化反应方法，综合考虑其他方法的优点，提出了自己的思路，不采用复杂的形式，确保了实施环境的稳定性，这样经过反应器之后，废气的净化效果更佳显著，为工业废气的发展提供了一些新的思路，真正意义实现了气固两相高效混合均匀，比起单一的操作单元，本方法可以提供更多的选择条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明装置磁场发生器为永磁磁铁的结构示意图；

图3为本发明装置磁场发生器为电磁发生器的结构示意图；

图4为本发明中有磁场和没有磁场对PH₃、H₂S、AsH₃、HCN净化能力的影响结果示意图；

图中：1-进气口，2-细孔筛板，3-三角隔板，4-上封头，5-法兰，6-上部均化层，7-筒体，8-催化剂，9-永久磁铁，10-缓冲填料层，11-催化剂卸料口，12-填料支撑板，13-出气口，14-下部均化层，15-液体流出口，16-机械振打框架，17-磁场发生器，18-电磁发生器，19-电磁固定板，20-电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明保护范围并不限于所述内容。

实施例1：本磁助气固相反应净化PH₃烟气的方法，在20℃、磁场存在条件下，将含有PH₃烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的PH₃污染物进行催化氧化富集，其中磁场强度为0.5T，所述催化剂是将活性炭置于浓度0.1mol/L的氯化铜溶液中浸渍24h后，在105℃干燥箱里面干燥10h，在270℃下活化4h后制得。

完成上述方法的气固相磁化催化反应器为图2所示的结构，其包括三角隔板3、上封头4、筒体7、磁助催化层8，上封头4通过法兰5安装在筒体7上，筒体7顶部设置有进气口1，进气口1下端设置有细孔筛板2，在细孔筛板2下方设有三角隔板3，筒体7上部设置有上部均化层6，上部均化层6体积:磁助催化层8体积=1:7，筒体7下部设置有下部均化层14，磁助催化层8通过填料支撑板12设置在上部均化层6和下部均化层14之间，下部均化层14一侧开有出气口13，下部均化层14底部设置有液体流出口15，筒体7下部设置有催化剂卸料口11，其中磁助催化层8包括永久磁铁9、催化剂、沸石、缓冲填料层10（玻璃渣），永久磁铁9在竖直方向上间隔排列构成磁助层，磁助层内相邻排布的磁铁磁极相异，催化剂和沸石按体积比1︰2的比例混合后填充在相邻永久磁铁9之间，磁助催化层8中设置有5层磁助层，缓冲填料层10设置在磁助层间（层与层间排布的永久磁铁的磁极方向相同），整个磁助催化层8产生的磁场方向和气流方向平行。

气固相磁化催化反应器高度为30cm，直径为8cm，筒体7外部设置有电热套进行加热恒温。使用时，PH₃烟气由进气口1以1000mL/min流速进入反应器，细口筛板2的作用是加大气流湍流，三角隔板3的设计是为了减少由进气管直上直下而引起的局部回流，造成反应器内部气体分布不均的问题，气体进入筒体上部的气体均化层6，能更好的实现气体均布，然后气体在磁助催化层8中进行催化氧化富集得到磷酸盐，净化后气体由出气口13排出。

反应装置筒体顶盖法兰5在清理和再生反应器时，打开上封头4，进行冲洗催化剂或者添加催化剂。催化剂卸料口11是在催化剂在反应器内再生效率低于80%时，取出催化剂时开启。液体流出口15的作用是催化剂再生过程中，将过热蒸汽从进气口1通入反应器内，蒸汽洗涤液将在固体催化剂表面附着的可溶性盐冲洗下来，进入液相，液体从液体流出口15排出。

同时，以吸附剂为活性炭，将PH₃气体从进气口1通入到未设置磁助层的反应装置中，测定目标气体未经磁化的浓度变化趋势曲线，比较判断反应差异，结果见表1；

表1：有磁场和没有磁场对PH₃净化能力的影响

由上表可以看出：在有磁场存在的条件下的PH₃检测浓度低，说明在有磁场的情况下，PH₃的吸附性能明显加强，如果按照检测浓度:初始浓度>5%计算为活性炭被穿透，那么结果表明，无磁场条件下，活性炭在7h后穿透，相对地，有磁场条件下，活性炭在11h后穿透，表明磁化过程能大大提高催化剂对气体的吸附容量。

 实施例2：本磁助气固相反应净化H₂S、PH₃烟气的方法，在140℃、磁场存在条件下，将含有（H₂S、PH₃）烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的H₂S污染物进行催化氧化富集，其中磁场强度为0.1T，所述催化剂是将沸石置于浓度0.05mol/L的氯化铁和浓度为0.02mol/L的硝酸钴溶液中浸渍24h后，在105℃干燥箱里面干燥10h，在250℃下活化4h后制得。

完成上述方法的气固相磁化催化反应器为图2所示的结构，其包括三角隔板3、上封头4、筒体7、磁助催化层8，上封头4通过法兰5安装在筒体7上，筒体7顶部设置有进气口1，进气口1下端设置有细孔筛板2，在细孔筛板2下方设有三角隔板3，筒体7上部设置有上部均化层6，上部均化层6体积:磁助催化层8体积=1:12，筒体7下部设置有下部均化层14，磁助催化层8通过填料支撑板12设置在上部均化层6和下部均化层14之间，下部均化层14一侧开有出气口13，下部均化层14底部设置有液体流出口15，筒体7下部设置有催化剂卸料口11，其中磁助催化层8包括永久磁铁9、催化剂、沸石、缓冲填料层10（玻璃渣），永久磁铁9在竖直方向上间隔排列构成磁助层，磁助层内相邻排布的磁铁磁极相异，催化剂和沸石按体积比1︰0.5的比例混合后填充在相邻永久磁铁9之间，磁助催化层中设置有6层磁助层，缓冲填料层10设置在磁助层间（层与层间排布的永久磁铁的磁极方向相同），整个磁助催化层8产生的磁场方向和气流方向平行；磁助催化层8内设置机械振打框架16，外接频率调控装置；机械振打框架16的设计有两个作用，一是为了防止吸附剂（催化剂）因局部磁化而引起的结构变化，二是为了吸附剂（催化剂）再生时，促进已经吸附（催化）在固相微孔结构里的杂质脱除。

气固相磁化催化反应器高度为30cm，直径为8cm，使用时，H₂S烟气由进气口1以800mL/min流速进入反应器，细口筛板2的作用是加大气流湍流，细孔筛板2下方设置有气体加热装置，设定温度为163℃，筒体7内部设置温度检测器，检测温度为140℃。三角隔板3的设计是为了减少由进气管直上直下而引起的局部回流，造成反应器内部气体分布不均的问题，气体进入筒体上部的气体均化层6，能更好的实现气体均布，然后气体在磁助催化层8中进行催化氧化富集硫和磷酸盐，净化后气体由出气口13排出。

催化反应完成后，机械振打框架16振打强度调整到100g，振打时间1min，振打冲程30mm，振打频率50次/min。振打完成后，反应装置筒体顶盖法兰5在清理和再生反应器时，打开上封头4，进行冲洗催化剂或者添加催化剂。催化剂卸料口11是在催化剂在反应器内再生效率低于80%时，取出催化剂时开启。液体流出口15的作用是催化剂再生过程中，将过热蒸汽通入反应器内，蒸汽洗涤液将在固体催化剂表面附着的可溶性盐冲洗下来，进入液相，液体从液体流出口15排出。

同时，以吸附剂为活性炭，将PH₃气体从进气口1通入到未设置磁助层的反应装置中，测定目标气体未经磁化的浓度变化趋势曲线，比较判断反应差异，结果见表2和表3；

表2：有磁场和没有磁场对H₂S净化能力的影响

表3：有磁场和没有磁场对PH₃净化能力的影响

由上表可以看出：在有磁场比没有磁场的H₂S、PH₃检测浓度低，说明在有磁场的情况下，H₂S、PH₃的吸附性能明显加强，如果按照检测浓度:初始浓度>5%计算为活性炭被穿透，那么结果表明，无磁场条件下，活性炭在7～8h后穿透，相对地，有磁场条件下，活性炭在11～14h后穿透，表明磁化过程能大大提高气体吸附效率。

 实施例3：本磁助气固相反应净化AsH₃烟气的方法，在80℃、磁场存在条件下，将含有AsH₃烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的AsH₃污染物进行催化氧化富集，其中磁场强度为1T，所述催化剂是将三氧化二铝置于浓度0.1mol/L的酸性高锰酸钾溶液中浸渍24h后，在105℃干燥箱里面干燥10h，然后在0.05mol/L的硝酸铈溶液中浸渍24h，在105℃干燥箱里面干燥10h，最后在300℃下活化4h后制得。

完成上述方法的气固相磁化催化反应器结构为图3所示的反应器，其包括三角隔板3、上封头4、筒体7、磁助催化层8、电源20，筒体7顶部设置有进气口1，进气口1下端设置有细孔筛板2，在细孔筛板2下方设有三角隔板3，筒体7上部设置有上部均化层6，上部均化层6体积:磁助催化层8体积=1:10，筒体7下部设置有下部均化层14，磁助催化层8通过填料支撑板12设置在上部均化层6和下部均化层14之间，下部均化层14一侧开有出气口13，下部均化层14底部设置有液体流出口15，筒体7下部设置有催化剂卸料口11，其中磁助催化层8包括电磁发生器18、电磁固定板19、催化剂，电磁发生器18通过电磁固定板19安装在磁助催化层8中部，在电磁固定板19内竖直方向上进行三等分，在三等分点位上设置2个电磁发生器18，催化剂填充在磁助催化层8中，电磁发生器18与电源20连接。

反应装置床体高度为25cm，直径为6cm；使用时，AsH₃烟气由进气口1以600mL/min流速进入反应器，细口筛板2的作用是加大气流湍流，三角隔板3的设计是为了减少由进气管直上直下而引起的局部回流，造成反应器内部气体分布不均的问题，气体进入筒体上部的气体均化层6，能更好的实现气体均布，筒体7外部设置有电热套进行加热恒温，设定电热套温度90℃，床体内温度为72℃，然后气体在磁助催化层8中进行催化氧化富集得到砷酸盐，净化后气体由出气口13排出。

反应装置筒体顶盖法兰5在清理和再生反应器时，打开上封头4，进行冲洗催化剂或者添加催化剂。催化剂卸料口11是在催化剂在反应器内再生效率低于80%时，取出催化剂时开启。液体流出口15的作用是催化剂再生过程中，将过热蒸汽从进气口1通入反应器内，蒸汽洗涤液将在固体催化剂表面附着的可溶性盐冲洗下来，进入液相，液体从液体流出口15排出。

同时以活性炭为吸附剂，在未通电的情况下测定目标气体未经磁化的浓度变化趋势曲线，比较判断反应差异，结果见表4：

表4：有磁场和没有磁场对AsH₃净化能力的影响

由上表可以看出：在有磁场存在的条件下的PH₃检测浓度低，说明在有磁场的情况下，AsH₃的吸附性能明显加强，如果按照检测浓度:初始浓度>5%计算为活性炭被穿透，那么结果表明，无磁场条件下，活性炭在7h后穿透，相对地，有磁场条件下，活性炭在24h后尚未穿透，表明磁化过程能大大提高气体吸附效率。

实施例4：本磁助气固相反应净化PH₃、H₂S、AsH₃、HCN烟气的方法，在200℃、磁场存在条件下，将含有PH₃、H₂S、AsH₃、HCN烟气通入装有催化剂的反应器中对气体中的PH₃、H₂S、AsH₃、HCN污染物进行催化氧化富集，其中磁场强度为10T，所述催化剂是将三氧化二铝置于浓度1mol/L的硝酸镍溶液中浸渍24h后，在105℃干燥箱里面干燥10h，然后在0.2mol/L的硝酸镧溶液中浸渍24h，在105℃干燥箱里面干燥10h，最后在350℃下活化4h后制得。

完成上述方法的气固相磁化催化反应器结构为图3所示的反应器，其包括三角隔板3、上封头4、筒体7、磁助催化层8、电源20，筒体7顶部设置有进气口1，进气口1下端设置有细孔筛板2，在细孔筛板2下方设有三角隔板3，筒体7上部设置有上部均化层6，上部均化层6体积:磁助催化层8体积=1:8，筒体7下部设置有下部均化层14，磁助催化层8通过填料支撑板12设置在上部均化层6和下部均化层14之间，下部均化层14一侧开有出气口13，下部均化层14底部设置有液体流出口15，筒体7下部设置有催化剂卸料口11，其中磁助催化层8包括电磁发生器18、电磁固定板19、催化剂，电磁发生器18通过电磁固定板19安装在磁助催化层8中部，在电磁固定板19内竖直方向上进行五等分，在五等分点位上设置4个电磁发生器18，催化剂填充在磁助催化层8中，电磁发生器18与电源20连接并由其调控，整个磁助催化层8产生的磁场方向和气流方向平行；磁助催化层8内设置机械振打框架16，外接频率调控装置，振打具体参数根据实际需要设定；机械振打框架16的设计有两个作用，一是为了防止吸附剂（催化剂）因局部磁化而引起的结构变化，二是为了吸附剂（催化剂）再生时，促进已经吸附（催化）在固相微孔结构里的杂质脱除。

反应装置床体高度为36cm，直径为6cm。使用时，混合烟气由进气口1以1500mL/min流速进入反应器，细口筛板2的作用是加大气流湍流，细孔筛板2下方设置有气体加热装置，设定温度为221℃，筒体7内部设置温度检测器，检测温度为200℃。三角隔板3的设计是为了减少由进气管直上直下而引起的局部回流，造成反应器内部气体分布不均的问题，气体进入筒体上部的气体均化层6，能更好的实现气体均布，然后气体在磁助催化层8中进行催化氧化富集得到催化产物，净化后气体由出气口13排出。

催化反应完成后，机械振打框架16振打强度调整到200g，振打时间2min，振打冲程50mm，振打频率80次/min。振打完成后，反应装置筒体顶盖法兰5在清理和再生反应器时，打开上封头4，进行冲洗催化剂或者添加催化剂。催化剂卸料口11是在催化剂在反应器内再生效率低于80%时，取出催化剂时开启。液体流出口15的作用是催化剂再生过程中，将过热蒸汽从进气口1通入反应器内，蒸汽洗涤液将在固体催化剂表面附着的可溶性盐冲洗下来，进入液相，液体从液体流出口15排出。

同时以活性炭为吸附剂，在未通电的情况下测定目标气体未经磁化的浓度变化趋势曲线，比较判断反应差异，结果见图4；

由上述图4可以看出：在磁场存在条件下PH₃、HCN、AsH₃、H₂S检测浓度低，说明在有磁场的情况下，PH₃、HCN、AsH₃、H₂S的催化性和吸附性能明显加强，如果按照检测浓度:初始浓度>5%计算为活性炭被穿透，那么结果表明，无磁场条件下，活性炭在7~9h后穿透，相对地，有磁场条件下，活性炭在24h后尚未明显穿透，表明磁化过程能大大提高气体吸附效率。