CN104056526A - 一种密闭空间肼类气体吸收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种密闭空间肼类气体吸收方法及装置，其吸收方法包括以下步骤：一是使用高压风机A将密闭储罐中的肼类气体转送到气体缓存罐中，二是将其中的肼类混合气体，利用气液混合泵，实现肼类混合气体在气体吸收罐中吸收；三是被吸附后的气体，通过气液分离罐，在高压风机的作用下，吹入活性炭吸附罐，再次吸收后，实现气体的无害化排放；一种密闭空间肼类气体吸收装置，主要包括：高压风机A、气体缓存罐、气液混合泵、气体吸收罐、PLC控制器；上述装置按顺序进行连接，可以实现对密闭空间肼类气体高效吸收；本发明方法先进，操作简便，自动化程度、安全系数非常高；同时装置设计小型化、车载化、增加了处置肼类废气的灵活性。
Description
技术领域
本发明属于废气治理技术领域，具体涉及到一种密闭空间肼类气体吸收方法及装置。
背景技术
工业上在使用肼类物质时，一般对其纯度要求很高，为了达到肼类物质存储时不被氧化变质，肼类物质一般存储在密闭罐体中，并在罐体空间中充入氮气进行保护。肼类物质保存时，一般要求罐体内保持一定的正压，以达到隔绝空气的目的。在操作使用肼类物质时，罐体内一般需要加压，操作完成后，为了清洗储罐或卸除罐内的压力，此类密闭空间中的混合气体需要排放，由于肼类物质一般易挥发，致使罐体空间内也挥发了大量的肼类气体，因此罐内气体排放时必须进行处理。目前处理这类密闭空间气体方法有焚烧处理法和吸收转换处理法等。
焚烧处理法：利用燃烧剂(柴油、航空煤油等)和空气在焚烧炉中焚烧，待炉体达到规定的温度，通入混合肼类气体，进行焚烧，从而达到密闭空间肼类气体的焚烧无害处理。此类方法可直接将肼类气体进行无害化处理，但装置体积大、操作复杂、操作不当易使肼类气体燃烧不充分而污染环境，处理成本过高。
吸收转换处理法：目前典型的有采用表面吸收法、鼓泡吸收法、喷洒吸收法等。表面吸收法常用的逆流填料塔，此种结构应用广泛，吸收效果好，但装置结构复杂，控制困难，填料易被腐蚀。鼓泡吸收法有鼓泡塔、板式吸收器，吸收液呈连续相，气体分散成气泡在塔内进行吸收，此种方式吸收效率较低。喷洒式吸收法是在吸收塔设计有喷洒设备，将吸收液喷射成许多细小的液滴，达到增大气液接触面积，完成对废气的吸收，废气一般从吸收塔底部通入，从吸收塔顶部排除，目前国内肼类气体处理有使用喷淋吸收塔的报道，喷淋吸收塔一般采用醋酸溶液作为吸收液，此类装置为达到废气彻底吸收，装置一般需2～3个吸收塔串联，装置体积大，操作较复杂。
发明内容
本发明申请人针对上述不足，经过多年研究、试验，设计出一种密闭空间肼类气体吸收方法及装置，可以实现对密闭空间肼类气体的高效吸收处理，并且实现装置小型化、车载化，增加废气处理灵活性。
为实现上述目的而设计的一种密闭空间肼类气体吸收方法，包括以下步骤：
步骤S100，使用高压风机A2将密闭储罐1中的肼类气体转送到气体缓存罐3中，通过PLC控制器18控制，保持气体缓存罐3的压力为0.11～0.13MPa；
较优地，所述气体缓存罐3内设压力传感器13，压力传感器13与PLC控制器18连接，用于控制气体缓存罐3的压力；
较优地，气体缓存罐3为不锈钢罐；所述气体缓存罐3罐体高度与直径比一般设计为2:1～4：1，优选为3：1；所述气体缓存罐3体积控制在0.5m3～0.8m3；
步骤S200，将步骤S100气体缓存罐3中的肼类混合气体，利用气液混合泵4，控制气体吸收罐9内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气、液混合物通入气体吸收罐9底部，在气体吸收罐9中实现肼类气体的吸收；
较优地，所述气体吸收罐9中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液；
较优地，所述气体吸收罐9设计两独立的吸附池，每个吸附池液面面积大于1m2，气体吸收罐9中的吸收液高度应大于1.2m，罐体内吸收液液面至气体吸收罐体顶部距离，不小于0.3m，气液混合泵4气液混合出口与气体吸收罐9底部进口23、25连接，气液混合泵4液体进口与气体吸收罐9底部出口24、26连接，其中进口23与出口24以及进口25与出口26的中心点处水平距离应大于50cm；
较优地，所述气体吸收罐9顶部安装肼类传感器14、16、压力传感器15、17，气体吸收罐9罐体内吸附液吸附饱和后，通过PLC控制器18控制电路关闭高压风机A2和气液混合泵4；
较优地，所述气体吸收罐9中的吸附液为10％柠檬酸水溶液；
步骤S300，将步骤S200气体吸收罐9中吸附后的气体，通过气液分离罐10，在高压风机B12的作用下，吹入活性炭吸附罐11，保证通过吸附塔吸附后，实现气体的无害化排放；
较优地，高压风机B12在PLC控制器18控制下工作，保持气体吸收罐9中上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa；
较优地，所述活性炭吸附罐11中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。
为实现上述目的，本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置，主要包括：
高压风机A2、气体缓存罐3、气液混合泵4、气体吸收罐9、PLC控制器18；所述高压风机A2，与该PLC控制器18连接，并由该PLC控制器18控制该高压风机A2的开启和关闭；气体缓存罐3，与该高压风机A2连通；气液混合泵4，与气体缓存罐3和气体吸收罐9相连，并由PLC控制器18控制该气液混合泵4的开启和关闭；
较优地，所述气体缓存罐3内设压力传感器13，控制肼类气体保持在0.11～0.13MPa压力范围内，压力传感器13与PLC控制器18连接；
较优地，气体缓存罐3为不锈钢罐；所述气体缓存罐3罐体高度与直径比一般设计为2:1～4：1，优选为3：1；所述气体缓存罐3体积控制在0.5m3～0.8m3；
较优地，所述气体吸收罐9整体密封；所述气体吸收罐9上部还设置有肼类传感器14、16、压力传感器15、17，该压力传感器15、17、肼类传感器14、16与PLC控制器18连接；
较优地，所述气体吸收罐9设计两独立的吸附池，每个吸附池液面面积大于1m2，气体吸收罐9中的吸收液高度应大于1.2m，罐体内吸收液液面至气体吸收罐体顶部距离，不小于0.3m，气液混合泵4气液混合出口与气体吸收罐9底部进口23、25连接，气液混合泵4液体进口与气体吸收罐9底部出口24、26连接，其中进口23与出口24以及进口25与出口26的中心点处水平距离应大于50cm；
较优地，所述气体吸收罐9中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液；
较优地，所述气液混合泵4，控制气体吸收罐9内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气、液混合物通入气体吸收罐9底部，在气体吸收罐9中实现肼类气体的吸收；
较优地，还包括气液分离罐10、活性炭吸附罐11，高压风机B12；前述气体吸收罐9与所述气液分离罐10连接，所述气液分离罐10和高压风机B12相连，实现吸附处理前的气液分离；高压风机B12与活性炭吸附罐11相连，吸附处理后的气体直接排放；
较优地，高压风机B12在PLC控制器18控制下工作，保持气体吸收罐9罐体上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa；
较优地，所述活性炭吸附罐11中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。
本发明的肼类气体吸收装置与现有的技术相比，具有以下优点：
1)由于采用PLC自动控制器，自动化程度非常高，利于人员安全操作肼类气体的吸收。
2)整体结构体积小，操作简便，易于实现废气自动化和吸收装置车载化；
3)采用气液混合泵实现肼类气体的吸收，增加了气液接触面积，与现有技术相比大大提高了吸收效率，在气体吸收前端增加气体缓存罐，实现缓存罐中肼类气体压力稳定，保证气液混合泵运行稳定，在气体吸收罐体后增加活性炭吸附罐，确保处理后的气体无害化排放；
4)采用柠檬酸作为吸收剂，可以增加吸收液的吸附容量，同时柠檬酸易于运输、保存，安全系数高。
附图说明
图1是本发明一种密闭空间肼类气体吸收方法的结构框图；
图2是本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置的结构示意图；
1-密闭储罐；2-高压风机A；3-气体缓存罐；4-气液混合泵；5，6，8-阀门；7，19-阀门；9-气体吸收罐；10-气液分离罐；11-活性炭吸附罐；12-高压风机B；13，15，17-压力传感器；14，16-肼类传感器；18-PLC控制器。
图3是本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置中气体缓存罐结构平面示意图；
20-气体进口；21-气体出口；30-阀门。
图4是本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置中肼类气体吸收罐结构示意图；
23，25-进液口；24，26-出液口；15，17-压力传感器；14，16-肼类传感器；22，27-气体出口。
图5一种密闭空间肼类气体吸收装置活性炭吸附罐结构示意图；
28-气体进口；29-气体出口；11-活性炭吸附罐。
具体实施方式
一种密闭空间肼类气体吸收方法,请参考图1；包括以下步骤：
步骤S100，使用高压风机A2将密闭储罐1中的肼类气体吹送到气体缓存罐3中，所述气体缓存罐3内设压力传感器13，控制肼类气体保持在0.11～0.13MPa压力范围内，压力传感器13与PLC控制器18连接；所述气体缓存罐3为不锈钢罐，也可以为其它材质，但强度要大！安全性要高！所述气体缓存罐3罐体高度与直径比一般设计为2:1～4：1，优选为3：1；所述气体缓存罐3体积控制在0.5m3～0.8m3。
步骤S200，将步骤S100气体缓存罐3中的肼类混合气体，利用气液混合泵4，控制气体吸收罐9内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气、液混合物通入气体吸收罐9底部，在气体吸收罐9中实现肼类气体的吸收；所述气体吸收罐9中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液；较优地，所述气体吸收罐9中的吸附液为10％柠檬酸水溶液。
所述气体吸收罐9设计两独立的吸附池，每个吸附池液面面积大于1m2，气体吸收罐9中的吸收液高度应大于1.2m，罐体内吸收液液面至气体吸收罐体顶部距离，不小于0.3m，气液混合泵4气液混合出口与气体吸收罐9底部进口23、25连接，气液混合泵4液体进口与气体吸收罐9底部出口24、26连接，其中进口23和出口24、进口25和出口26的中心点处水平距离应大于50cm。
所述气体吸收罐9顶部安装肼类传感器14、16；压力传感器15、17；高压风机B12在PLC控制器18控制下工作，通过压力传感器15、17保持气体吸收罐9罐体上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa。气体吸收罐9罐体内吸附液吸附饱和时，肼类传感器14、16会及时报警，通过PLC控制器18控制电路关闭高压风机A2和气液混合泵4。
步骤S300，将步骤S200气体吸收罐9中吸附后的气体，在高压风机B12的作用下，通过气液分离罐10，将其中的气、液分离后将气体吹入活性炭吸附罐11，保证通过吸附塔吸附后，实现气体的无害化排放；所述活性炭吸附罐11中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。
本发明一种密闭空间肼类气体吸收方法与其他的废气吸收系统主要区别为采用气液混合泵4实现肼类气体在吸收液中高效吸收；申请人为了保证气液混合泵4进气稳定，设计了高压风机A2和气体缓存罐3，通过PLC控制器18保持气体缓存罐3在0.11～0.13MPa范围内；然后通过气液混合泵4将肼类混合气体分散为5um～20um气泡于8％～12％柠檬酸吸收液中，增加气液接触面积和吸收时间，增强肼类气体吸收效果，实现肼类气体高效吸收；未吸收气体于气体吸收罐9顶部富集，在高压风机B12作用下，通过气液分离罐10，然后通过活性炭吸附罐11，确保吸收后的气体安全排放；在吸附罐9罐体顶部设计有肼类传感器14、16，当吸附饱和时，肼类传感器14、16及时报警，通过改变管路开关，更新吸收液，从而保证装置工作连续性。
本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置，请参考图2、图3、图4；主要包括：高压风机A2、气体缓存罐3、气液混合泵4、气体吸收罐9、PLC控制器18；所述高压风机A2，与该PLC控制器18连接，并由该PLC控制器18控制该高压风机A2的开启和关闭；所述高压风机2选用采用德冠风机，型号为4DG210V75，也可以选用类似技术指标的高压风机。
气体缓存罐3，与该高压风机A2连通；气液混合泵4，与气体缓存罐3和气体吸收罐9相连，并由PLC控制器18控制该气液混合泵4的开启和关闭；所述气液混合泵4采用国产海泰美信公司的产品，型号50GLM-12，也可选用其它类似技术指标的产品。气液混合泵4气体进口与气体缓存罐3的气体出口21连接，气液混合泵4液体进口与气体吸收罐9底部出口24、26连接，出口中心点处距离罐底高度优选为20cm，气液混合泵4气液混合出口与气体吸收罐9底部进口23、25连接，进口中心距离罐底高度优选为20cm。
所述气体缓存罐3内设压力传感器13，控制肼类气体保持在0.11～0.13MPa压力范围内，压力传感器13与PLC控制器18连接；所述气体吸收罐9整体密封；所述气体吸收罐9上部还设置有肼类传感器14、16，压力传感器15、17，该压力传感器15、17、肼类传感器14、16与PLC控制器18连接；其中，肼类传感器14、16可使用西化仪(代理)厂生产的C7-501062型号的肼类传感器；压力传感器15、17可使用北京福特鑫厂生产的Cx-213型号的压力传感器。
所述气体吸收罐9中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液；所述气液混合泵4，使用海泰美信公司的产品，型号50GLM-12，通过其控制气体吸收罐9内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气液混合物通入气体吸收罐9底部，肼类气体在吸收罐9中的吸收液内实现全部吸收。
本发明一种密闭空间肼类气体吸收装置，还包括气液分离罐10、活性炭吸附罐11，高压风机B12；请参考图1、图5；前述气体吸收罐9与所述气液分离罐10连接，所述气液分离罐10和高压风机B12相连，实现吸附处理前的气液分离；高压风机B12与活性炭吸附罐11相连，吸附处理后的气体直接排放。高压风机B12在PLC控制器18控制下工作，保持气体吸收罐9中上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa。所述活性炭吸附罐11中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。所述气液分离罐10选用河北瑞科挡板式气液分离罐，型号RHQF，也可以选用类似技术指标的气液分离罐。所述高压风机B12选用采用德冠风机，型号为4DG210V75，也可以选用类似技术指标相近的高压风机。高压风机B12进气口与气液分离罐10的出气口连接；活性炭吸附罐11的气体进口28与高压风机B12的出气口相连，活性炭吸附罐气体出口29与大气直接相连；利用高压风机B12、活性炭吸附罐11实现对处理后的肼类气体进行再把关吸附。PLC控制器与压力传感器13，15，17、肼类气体传感器14，16、高压风机A2、B12以及气液混合泵4相连，通过压力传感器、肼类气体传感器的传递的数据，控制高压风机A2、B12、气液混合泵4的开启关闭，实现废气处理的自动化。
上述技术方案不仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，且本技术领域的技术人员如对其中某些部分可能做出的一些变动，在不背离本发明的原理和实质的前提下，均体现了本发明的基本原理，则都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100，使用高压风机A(2)将密闭储罐(1)中的肼类气体转送到气体缓存罐(3)中，通过PLC控制器(18)控制，保持气体缓存罐(3)的压力为0.11～0.13MPa；
步骤S200，将步骤S100气体缓存罐(3)中的肼类混合气体，利用气液混合泵(4)，控制气体吸收罐(9)内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气、液混合物通入气体吸收罐(9)底部，在气体吸收罐(9)中实现肼类气体的吸收；
步骤S300，将步骤S200气体吸收罐(9)中吸附后的气体，通过气液分离罐(10)，在高压风机B(12)的作用下，吹入活性炭吸附罐(11)，实现吸附后的气体无害化排放。
2.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述气体缓存罐(3)内设压力传感器(13)，压力传感器(13)与PLC控制器(18)连接，用于控制气体缓存罐(3)的压力。
3.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，气体缓存罐(3)为不锈钢罐；所述气体缓存罐(3)罐体高度与直径比一般设计为2:1～4：1；所述气体缓存罐(3)体积控制在0.5m3～0.8m3。
4.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述气体吸收罐(9)中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液。
5.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述气体吸收罐(9)设计两独立的吸附池，每个吸附池液面面积大于1m2，气体吸收罐(9)中的吸收液高度应大于1.2m，罐体内吸收液液面至气体吸收罐体顶部距离，不小于0.3m，气液混合泵(4)气液混合出口与气体吸收罐(9)底部进口(23)、(25)连接，气液混合泵(4)液体进口与气体吸收罐(9)底部出口(24)、(26)连接，其中进口(23)与出口(24)以及进口(25)与出口(26)的中心点处水平距离应大于50cm。
6.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述气体吸收罐(9)顶部安装肼类传感器(14)、(16)、压力传感器(15)、(17)；气体吸收罐(9)罐体内吸附液吸附饱和后，通过PLC控制器(18)控制电路关闭高压风机A(2)和气液混合泵(4)。
7.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述气体吸收罐(9)中的吸附液为10％柠檬酸水溶液；
8.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，高压风机B(12)在PLC控制器(18)控制下工作，保持气体吸收罐(9)中上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa。
9.如权利要求1所述一种密闭空间肼类气体吸收方法，其特征在于，所述活性炭吸附罐(11)中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。
10.一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，主要包括：高压风机A(2)、气体缓存罐(3)、气液混合泵(4)、气体吸收罐(9)、PLC控制器(18)；所述高压风机A(2)，与该PLC控制器(18)连接，并由该PLC控制器(18)控制该高压风机A(2)的开启和关闭；气体缓存罐(3)，与该高压风机A(2)连通；气液混合泵(4)，与气体缓存罐(3)和气体吸收罐(9)相连，并由PLC控制器(18)控制该气液混合泵(4)的开启和关闭；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，所述气体缓存罐(3)内设压力传感器(13)，控制肼类气体保持在0.11～0.13MPa压力范围内，压力传感器(13)与PLC控制器(18)连接；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，气体缓存罐(3)为不锈钢罐；所述气体缓存罐(3)罐体高度与直径比一般设计为2:1～4：1；所述气体缓存罐(3)体积控制在0.5m3～0.8m3；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，所述气体吸收罐(9)整体密封；所述气体吸收罐(9)上部还设置有肼类传感器(14)、(16)、压力传感器(15)、(17)，该压力传感器(15)、(17)、肼类传感器(14)、(16)与PLC控制器(18)连接；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，所述气体吸收罐(9)设计两独立的吸附池，每个吸附池液面面积大于1m2，气体吸收罐(9)中的吸收液高度应大于1.2m，罐体内吸收液液面至气体吸收罐体顶部距离，不小于0.3m，气液混合泵(4)气液混合出口与气体吸收罐(9)底部进口(23)、(25)连接，气液混合泵(4)液体进口与气体吸收罐(9)底部出口(24)、(26)连接，其中进口(23)与出口(24)以及进口(25)与出口(26)的中心点处水平距离应大于50cm；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，所述气体吸收罐(9)中的吸收液为8％～12％的柠檬酸吸收液；也可为10％～30％醋酸吸收液；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，所述气液混合泵(4)，控制气体吸收罐(9)内吸收液体流量与气体流量在9：1～5:1的比例，实现肼类混合气体在吸收液中分散为5um～20um级的气泡，并将气、液混合物通入气体吸收罐(9)底部，在气体吸收罐(9)中实现肼类气体的吸收；
如权利要求10所述一种密闭空间肼类气体吸收装置，其特征在于，还包括气液分离罐(10)、活性炭吸附罐(11)，高压风机B(12)；前述气体吸收罐(9)与所述气液分离罐(10)连接，所述气液分离罐(10)和高压风机B(12)相连，实现吸附处理前的气液分离；高压风机B(12)与活性炭吸附罐(11)相连，吸附处理后的气体直接排放；
较优地，高压风机B(12)在PLC控制器(18)控制下工作，保持气体吸收罐(9)罐体上方空间的气体压力保持在0.07MPa～0.10Mpa；
较优地，所述活性炭吸附罐(11)中的炭床为内填8～12目的椰壳活性炭，吸附炭层厚度为8cm～10cm。
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