CN108067084A - 一种有害气体吸附塔及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有害气体吸附塔及其处理方法，所述吸附塔由至少3个吸附塔单床层上下连接组成，每个所述吸附塔单床层包括吸附材料装填区和气体流通区，所述吸附材料装填区将吸附塔单床层内空间纵向分割出两个腔体，分别位于吸附材料装填区的两侧，所述两个腔体为气体流通区。本发明所述吸附塔采用多层式结构，可以有效分解吸附塔的重量，便于吸附塔的运输、安装和维护，还可以有效分解吸附材料层的厚度，降低气流阻力，从而有效降低动力设备的能耗；同时，吸附塔的分区式设计，有利于气体的分散式流通，提高气体净化效率，避免了因直接受到冲击而造成吸附材料破损。

Description

一种有害气体吸附塔及其处理方法

技术领域

本发明属于气体净化设备技术领域，涉及一种有害气体吸附塔及其处理方法。

背景技术

人类社会的不断发展，同时带来了严重的污染问题，大气污染即为其中一种，工业生产过程中排放的废气如不经处理直接排放，会给环境和人类安全带来极大的影响，因此需要将有害气体进行处理后再排出，吸附塔是一种重要的气体净化处理设备，能有效去除工业废气中的各种有害成分，广泛应用于化工、医药、冶金等领域。

传统的吸附塔主要包括塔底、孔板、塔顶和吸附塔主体，气流由塔底进入，经过孔板进入吸附塔内，吸附材料位于吸附塔内，经处理后的气体从塔顶排出。现有吸附塔的结构虽然简单，容易加工和装配，但是存在如下问题：

首先，现有吸附塔采用整体式结构，其设备尺寸和重量较大，为运输、安装以及吸附材料的更换等维护工作带来了较大困难；其次，由于采用整体式结构，吸附塔内部装填的吸附材料轴向厚度较大，导致气体流通的阻力较高，需要较高的风压才能透过材料层，对动力设备的要求较高；然后，气体以高速、直线运动的方式进入底部空腔中，流过底层填料时，没有得到及时扩散和分布，遗留大量“死空间”，导致下部填料层的边缘部分与气流接触不充分，同时又导致流过中间填料层的气体流速过快，影响填料的使用效果；最后，由于气流集中冲击填料层的中部位置，加剧了填料层的磨损，而中心填料磨损后，会造成空隙而发生填料层位移，产生更严重的磨损和冲击，甚至造成填料沸腾效应，从而导致填料的性能下降甚至失效。

综上所述，在目前的应用中，整体式吸附塔结构存在较大的弊端，因此，新型组装式吸附塔的研究势在必行，同时该吸附塔应具备净化效率高、材料破损率低以及便于安装运输等优点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种有害气体吸附塔及其处理方法。本发明所述有害气体吸附塔采用多层式结构，可以有效分解吸附塔的重量，便于吸附塔的运输、安装和维护，同时，该结构可以降低吸附材料的厚度，从而减小气流阻力；此外，所述吸附塔的分区式设计，可以加快气体流通与分散，降低材料的破损率，提高气体的净化效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种有害气体吸附塔，所述吸附塔由至少3个吸附塔单床层上下连接组成，其中，位于吸附塔顶部的吸附塔单床层为吸附塔顶床层，所述吸附塔顶床层设置出气口，位于吸附塔底部的吸附塔单床层为吸附塔底床层，所述吸附塔底床层设置进气口，位于吸附塔顶床层和吸附塔底床层之间的吸附塔单床层组成吸附塔中床层。

每个所述吸附塔单床层包括吸附材料装填区和气体流通区，所述吸附材料装填区将吸附塔单床层内空间纵向分割出两个腔体，分别位于吸附材料装填区的两侧，所述两个腔体为气体流通区。

本发明中，吸附塔采用层式结构，便于安装与拆卸，对吸附塔的运输与维护带来极大的便利；吸附塔床层分区设计，有利于气流的分散流通，能有效抑制“死空间”的形成，提高了气体净化效率，同时分散流通的方式避免了气流直接冲击吸附材料而造成材料破损。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附塔的进气口和出气口异侧设置。

本发明中，吸附塔的进气口和出气口分别设置在吸附塔的两侧，如此设计使得有害气体从进气口一侧进入后必须通过吸附材料装填区才能到达出气口一侧，从而保证有害气体的吸附去除。

优选地，所述各吸附塔单床层之间的气体流通区相连通，位于进气口一侧的气体流通区构成吸附塔进气腔，位于出气口一侧的气体流通区构成吸附塔出气腔。

优选地，所述吸附塔单床层的吸附材料装填区组合构成吸附塔吸附腔。

本发明中，多个吸附塔单床层将吸附腔中吸附材料的厚度进行分解，降低了气体流经吸附材料时的阻力，从而有效降低为气体提供动力所需设备的能耗。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附塔进气腔和吸附塔出气腔的体积相同。

优选地，所述吸附塔进气腔和吸附塔出气腔关于吸附塔中心线对称。

优选地，所述吸附塔吸附腔的体积占吸附塔内部总体积的75％～90％，例如75％、78％、80％、82％、85％、88％或90％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为80％。

作为本发明优选的技术方案，所述各吸附塔单床层之间采用法兰连接。

优选地，所述吸附塔顶床层通过出气口与出气管道连接。

优选地，所述吸附塔底床层通过进气口与进气管道连接。

优选地，所述出气口与出气管道以及进气口与进气管道的连接形式均为法兰连接。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附塔单床层包括固定组件、吸附材料装填区和筒体，其中，所述固定组件包括上部固定组件和下部固定组件，所述吸附材料装填区和筒体位于上部固定组件和下部固定组件之间，所述筒体环绕包围吸附材料装填区。

所述吸附材料装填区包括2个相对且交错设置的纵向隔板和2个相对设置的横向筛板层，所述纵向隔板包括第一纵向隔板和第二纵向隔板，位于上方的横向筛板层一端与第一纵向隔板的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板，位于下方的横向筛板层一端与第二纵向隔板的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板。

所述纵向隔板、横向筛板层和筒体围成一个腔体，所述腔体内装填吸附材料。

作为本发明优选的技术方案，所述筒体的上侧与上部固定组件相连，筒体的下侧与下部固定组件相连。

优选地，所述固定组件为法兰。

优选地，所述法兰设有中间隔离板。

优选地，所述中间隔离板与纵向隔板的端部相连。

优选地，所述下部法兰的中间隔离板与第一纵向隔板的端部相连，所述上部法兰的中间隔离板与第二纵向隔板的端部相连。

优选地，所述吸附塔单床层中的以上连接关系均为焊接。

优选地，所述横向筛板层包括固定框和筛板，所述筛板固定于固定框内。

优选地，所述筛板与固定框通过螺栓固定连接。

本发明中，吸附塔单床层的结构设置精巧，为气体的分散式流通提供了有利条件，通过纵向隔板的上下错位以及法兰的中间隔离板的作用，形成了四周密封、上下可通过筛板层进出气的吸附腔以及两侧的进气腔和出气腔，因法兰的隔离板作用，上下各形成一个溢气口，气体只能从吸附塔进气腔进入吸附塔吸附腔，然后在另一侧的吸附塔出气腔汇聚，再从出气口排出。

作为本发明优选的技术方案，所述吸附塔单床层纵向依次排列，相邻的两个吸附塔单床层中，其中一个吸附塔单床层中位于上方的横向筛板层一端与第一纵向隔板的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板，位于下方的横向筛板层一端与第二纵向隔板的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板；另一个吸附塔单床层中位于上方的横向筛板层一端与第二纵向隔板的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板，位于下方的横向筛板层一端与第一纵向隔板的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板。

本发明中为了使有害气体从进气腔至少经过一个吸附塔单床层的吸附腔，相邻两个吸附塔单床层的纵向隔板与横向筛板层的连接形式正好相反，对气体的流通途径做出限制，提高气体的净化效率。

另一方面，本发明提供了一种采用上述吸附塔的有害气体处理方法，所述方法为：所述有害气体从吸附塔底床层的进气口进入吸附塔进气腔后，分散流通进入吸附塔吸附腔，经吸附材料吸附后进入吸附塔出气腔，从吸附塔顶床层的出气口排出，得到洁净气体。

作为本发明优选的技术方案，所述有害气体通过相邻吸附塔单床层中吸附材料装填区之间的空隙进入吸附塔吸附腔。

本发明中，相邻吸附塔单床层中吸附材料装填区之间的空隙是由纵向隔板、横向筛板以及法兰的隔离板的位置关系而形成的溢气口，保证气体只能从吸附塔进气腔进入吸附塔吸附腔，然后从吸附塔出气腔离开。

作为本发明优选的技术方案，所述有害气体至少经过一个吸附塔单床层后进入吸附塔出气腔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述吸附塔采用多层式结构，可以有效分解吸附塔的重量，便于吸附塔的运输、安装和维护；

(2)本发明所述吸附塔采用多层式结构，气体经分散后分别进入各个吸附腔，有效分解了吸附材料层的厚度，降低了气流阻力，从而有效降低动力设备的能耗；

(3)本发明所述吸附塔的分区式设计，有利于气体的分散式流通，避免了因直接受到冲击而造成吸附材料破损，气体净化效率得以提高。

附图说明

图1是本发明实施例1所述吸附塔的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1所述吸附塔的结构剖视图；

图3是本发明实施例1所述吸附塔底床层的结构剖视图；

图4是本发明实施例1所述吸附塔中床层的结构剖视图；

图5是本发明实施例1所述吸附塔单床层的外观示意图；

图6是本发明实施例1所述吸附塔单床层的具体结构示意图；

图7是本发明实施例1所述吸附塔单床层中法兰的结构示意图；

图8是本发明实施例1所述吸附塔单床层中固定框的结构示意图；

图9是本发明实施例1所述吸附塔单床层中筛板的结构示意图；

图10是本发明实施例3所述有害气体在吸附塔内分散流通示意图；

图11是本发明对比例1所述传统吸附塔整体结构示意图；

其中，1-吸附塔顶床层，2-吸附塔中床层，21-第一吸附塔中床层，22-第二吸附塔中床层，3-吸附塔底床层，4-吸附塔单床层，5-吸附塔进气腔，6-吸附塔吸附腔，7-吸附塔出气腔，8-固定组件，81-上部固定组件，82-下部固定组件，9-筒体，10-纵向隔板，101-第一纵向隔板，102-第二纵向隔板，11-固定框，12-筛板。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种有害气体吸附塔，所述吸附塔的整体结构示意图和结构剖视图分别如图1和图2所示，所述吸附塔由4个吸附塔单床层4上下连接组成，其中，位于吸附塔顶部的吸附塔单床层4为吸附塔顶床层1，所述吸附塔顶床层1设置出气口，位于吸附塔底部的吸附塔单床层4为吸附塔底床层3，所述吸附塔底床层3设置进气口，位于吸附塔顶床层1和吸附塔底床层3之间的吸附塔单床层4组成吸附塔中床层2，所述吸附塔中床层2包括两个吸附塔单床层4，自上而下分别为第一吸附塔中床层21和第二吸附塔中床层22，所述吸附塔底床层3和吸附塔中床层2的结构剖视图分别如图3和图4所示。

所述吸附塔的进气口和出气口异侧设置。

每个所述吸附塔单床层4包括吸附材料装填区和气体流通区，所述吸附塔单床层4的外观示意图如图5所示，所述吸附材料装填区将吸附塔单床层4内空间纵向分割出两个腔体，分别位于吸附材料装填区的两侧，所述两个腔体为气体流通区。

所述各吸附塔单床层4之间的气体流通区相连通，位于进气口一侧的气体流通区构成吸附塔进气腔5，位于出气口一侧的气体流通区构成吸附塔出气腔7，所述吸附塔进气腔5和吸附塔出气腔7的体积相同，关于吸附塔中心线对称；所述各吸附塔单床层4的吸附材料装填区组合构成吸附塔吸附腔6，所述吸附塔吸附腔6的体积占吸附塔内部总体积的80％。

所述各吸附塔单床层4之间、吸附塔顶床层1的出气口与出气管道之间以及吸附塔底床层3的进气口与进气管道之间均采用法兰连接。

所述吸附塔单床层4包括固定组件8、吸附材料装填区和筒体9，所述吸附塔单床层4具体结构示意图如图6所示，其中，所述固定组件8为法兰，所述法兰8包括上部法兰81和下部法兰82，所述吸附材料装填区和筒体9位于上部法兰81和下部法兰82之间，所述筒体9环绕包围吸附材料装填区。

所述吸附材料装填区包括2个相对且交错设置的纵向隔板10和2个相对设置的横向筛板层，所述纵向隔板10包括第一纵向隔板101和第二纵向隔板102，位于上方的横向筛板层一端与第一纵向隔板101的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板102，位于下方的横向筛板层一端与第二纵向隔板102的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板101；所述纵向隔板10和横向筛板层之间形成一个立方体腔体，所述腔体内装填吸附材料。

所述法兰8设有中间隔离板，所述法兰8结构示意图如图7所示，所述下部法兰82的中间隔离板与第一纵向隔板101的端部相连，所述上部法兰81的中间隔离板与第二纵向隔板102的端部相连。

所述筒体9的上侧与上部法兰81相连，筒体9的下侧与下部法兰82相连。

上述吸附塔单床层4中的连接关系均为焊接。

所述横向筛板层包括固定框11和筛板12，所述固定框11和筛板12的结构示意图分别如图8和图9所示，所述筛板12固定于固定框11内，两者通过螺栓固定连接。

与上述吸附塔单床层4相邻的另一吸附塔单床层4中，位于上方的横向筛板层一端与第二纵向隔板102的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板101，位于下方的横向筛板层一端与第一纵向隔板101的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板102。

实施例2：

本实施例提供了一种有害气体吸附塔，所述吸附塔的结构参照实施例1中吸附塔的结构，区别在于：所述吸附塔由3个吸附塔单床层4上下连接组成，所述吸附塔吸附腔6的体积占吸附塔内部总体积的90％。

实施例3：

本实施例提供了一种有害气体处理方法，所述方法采用实施例1中的吸附塔进行，所述有害气体在吸附塔内分散流通示意图如图10所示，具体流通途径为：

有害气体从吸附塔底床层3的进气口进入吸附塔进气腔5后，沿吸附塔进气腔5向上流动，一部分有害气体从吸附塔底床层3和第二吸附塔中床层22间的空隙进入吸附塔吸附腔6，分两路向上向下分别进入第二吸附塔中床层22和吸附塔底床层3的吸附材料装填区，吸附后前者从第一吸附塔中床层21和第二吸附塔中床层22间的空隙进入吸附塔出气腔7，后者从吸附塔底床层3与吸附塔底板的空隙进入吸附塔出气腔7；另外一部分有害气体向上流动从吸附塔顶床层1和第一吸附塔中床层21间的空隙进入吸附塔吸附腔6，流动方式与前一部分气体相同，最终吸附后的气体在吸附塔出气腔7汇聚，从吸附塔顶床层1的出气口排出，得到洁净气体。

本实施例中，有害气体均必须通过一个吸附塔单床层4后才能进入吸附塔出气腔7，这是由于吸附塔单床层4的结构设计，可以有效控制气体的流通途径，提高吸附塔的气体净化效率。

对比例1：

本对比例提供了一种传统吸附塔，所述传统吸附塔的整体结构示意图如图11所示，所述吸附塔为整体式结构，主要包括装置主体，进气口位于塔底，出气口位于塔顶，进气口和出气口处均设置有孔板，孔板之间的装置主体内装填吸附材料。

本对比例中，所述传统吸附塔采用整体式结构，重量和尺寸较大，运输、安装和维护困难；吸附材料厚度较大，导致气流阻力大；气流不易及时分散，容易造成材料破损，整体来说气体的净化效率低于实施例中的吸附塔的净化效率。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明采用多层结构的吸附塔，可有效分解吸附塔的重量，降低吸附塔的运输、安装和维护的难度，同时有效降低了吸附材料层的厚度，减小了气流阻力，从而有效降低动力设备的能耗；本发明所述吸附塔的分区式设计，可以加快气体流通与分散，降低材料的破损率，提高气体的净化效率。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明所述吸附塔的详细结构和处理方法，但本发明并不局限于上述详细结构和方法，即不意味着本发明必须依赖上述结构和方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置部件的等效替换及辅助部件的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种有害气体吸附塔，其特征在于，所述吸附塔由至少3个吸附塔单床层(4)上下连接组成，其中，位于吸附塔顶部的吸附塔单床层(4)为吸附塔顶床层(1)，所述吸附塔顶床层(1)设置出气口，位于吸附塔底部的吸附塔单床层(4)为吸附塔底床层(3)，所述吸附塔底床层(3)设置进气口，位于吸附塔顶床层(1)和吸附塔底床层(3)之间的吸附塔单床层(4)组成吸附塔中床层(2)；

每个所述吸附塔单床层(4)包括吸附材料装填区和气体流通区，所述吸附材料装填区将吸附塔单床层(4)内空间纵向分割出两个腔体，分别位于吸附材料装填区的两侧，所述两个腔体为气体流通区。

2.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附塔的进气口和出气口异侧设置；

优选地，所述各吸附塔单床层(4)之间的气体流通区相连通，位于进气口一侧的气体流通区构成吸附塔进气腔(5)，位于出气口一侧的气体流通区构成吸附塔出气腔(7)；

优选地，所述各吸附塔单床层(4)的吸附材料装填区组合构成吸附塔吸附腔(6)。

3.根据权利要求1或2所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附塔进气腔(5)和吸附塔出气腔(7)的体积相同；

优选地，所述吸附塔进气腔(5)和吸附塔出气腔(7)关于吸附塔中心线对称；

优选地，所述吸附塔吸附腔(6)的体积占吸附塔内部总体积的75％～90％，优选为80％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的吸附塔，其特征在于，所述各吸附塔单床层(4)之间采用法兰连接；

优选地，所述吸附塔顶床层(1)通过出气口与出气管道连接；

优选地，所述吸附塔底床层(3)通过进气口与进气管道连接；

优选地，所述出气口与出气管道以及进气口与进气管道的连接形式均为法兰连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附塔单床层(4)包括固定组件(8)、吸附材料装填区和筒体(9)，其中，所述固定组件(8)包括上部固定组件(81)和下部固定组件(82)，所述吸附材料装填区和筒体(9)位于上部固定组件(81)和下部固定组件(82)之间，所述筒体(9)环绕包围吸附材料装填区；

所述吸附材料装填区包括2个相对且交错设置的纵向隔板(10)和2个相对设置的横向筛板层，所述纵向隔板(10)包括第一纵向隔板(101)和第二纵向隔板(102)，位于上方的横向筛板层一端与第一纵向隔板(101)的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板(102)，位于下方的横向筛板层一端与第二纵向隔板(102)的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板(101)；

所述纵向隔板(10)、横向筛板层和筒体(9)围成一个腔体，所述腔体内装填吸附材料。

6.根据权利要求5所述的吸附塔，其特征在于，所述筒体(9)的上侧与上部固定组件(81)相连，筒体(9)的下侧与下部固定组件(82)相连；

优选地，所述固定组件(8)为法兰；

优选地，所述法兰设有中间隔离板；

优选地，所述中间隔离板与纵向隔板(10)的端部相连；

优选地，所述下部法兰的中间隔离板与第一纵向隔板(101)的端部相连，所述上部法兰的中间隔离板与第二纵向隔板(102)的端部相连；

优选地，所述吸附塔单床层(4)中的连接关系为焊接；

优选地，所述横向筛板层包括固定框(11)和筛板(12)，所述筛板(12)固定于固定框(11)内；

优选地，所述筛板(12)与固定框(11)通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的吸附塔，其特征在于，权利要求5所述吸附塔单床层(4)纵向依次排列，相邻的两个吸附塔单床层(4)中，其中一个吸附塔单床层(4)中位于上方的横向筛板层一端与第一纵向隔板(101)的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板(102)，位于下方的横向筛板层一端与第二纵向隔板(102)的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板(101)；另一个吸附塔单床层(4)中位于上方的横向筛板层一端与第二纵向隔板(102)的端部相连，另一端固定于第一纵向隔板(101)，位于下方的横向筛板层一端与第一纵向隔板(101)的端部相连，另一端固定于第二纵向隔板(102)。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述吸附塔处理有害气体的方法，其特征在于，所述方法为：所述有害气体从吸附塔底床层(3)的进气口进入吸附塔进气腔(5)后，分散流通进入吸附塔吸附腔(6)，经吸附材料吸附后进入吸附塔出气腔(7)，从吸附塔顶床层(1)的出气口排出，得到洁净气体。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述有害气体通过相邻吸附塔单床层(4)中吸附材料装填区之间的空隙进入吸附塔吸附腔(6)。

10.根据权利要求8或9所述的处理方法，其特征在于，所述有害气体至少经过一个吸附塔单床层(4)后进入吸附塔出气腔(7)。