CN113577994A - 一种氨气吸收密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨气吸收密封装置，包括有吸收桶、排气管、爆气装置、虹吸管，pH检测仪、控制装置和进液管；排气管的一个端部位于吸收桶内，该端部向下设置并设置有爆气装置；虹吸管的一个端部位于吸收桶内，该端部高于爆气装置；pH检测仪位于吸收桶内用于检测吸收桶内吸收液的pH值，pH检测仪与控制装置电连接并将检测到的pH值信息传送给控制装置；进液管位于吸收桶的顶部并连通吸收桶用于向吸收桶内补充吸收液，进液管上设置有自动调节阀，自动调节阀与控制装置电连接并受控制装置控制开关。本发明能够减少物料损失，提高物料利用率，使氨水储罐内外进行隔离，防止氨气无序扩散消除安全隐患，能够避免氨水储罐变形，运行成本低、工作可靠。

Description

一种氨气吸收密封装置

技术领域

本发明涉及气体处理设备技术领域，尤其涉及一种氨气吸收密封装置。

背景技术

锰及锰合金是众多行业不可缺少的重要原料之一，广泛应用在钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业、化学工业等。

锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂，电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。

电解锰生产中的矿粉浸出中合及电解槽过程大量使用氨水，氨水存储和加注氨水过程都会有大量氨气析出，通过储存罐气压平衡管外排，存在环境隐患和遇明火爆炸风险。

目前国内电解锰都使用大型氨水储罐进行氨水配制及储存，在配制氨水和使用氨水储罐时，一种储罐排气管没有进行密封处理直接与罐外空气相通，在加注氨水时罐内气体直接进入空气造成空气污染，同时由于排气管与罐外空气相连通罐内高浓度氨气遇明火有发生爆炸风险。另一种在氨水储罐外的底部地面设置水密封桶，排气管直接通入密封桶密封液下，在加注氨水时氨气吸收作用不大，污染环境，在氨水排出时由水封与罐高差大，至使罐体负压过大变形，同时水封桶内水的氨浓度可控性差，为了实现氨气能够与吸收液更长时间、更大面积的接触，排气管端部没入水下500mm左右，在排气过程中含有氨气的混合气体直接通过排气管的管口外排入吸收液中，氨气吸收效果差，且由于氨水储罐排料时排气管没入水深大，罐内负压高，经常造成罐体变形，容易出现金属疲劳风险，储罐使用寿命低、存在安全隐患。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种氨气吸收密封装置，能够解决现有的氨气吸收处理时排气口无密封或简易密封造成的爆炸安全隐患、吸收率低、负压大、能耗高、氨利用率低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氨气吸收密封装置，包括有吸收桶、排气管、爆气装置、虹吸管，pH检测仪、控制装置和进液管；

所述排气管的一个端部位于吸收桶内，该端部向下设置并设置有所述爆气装置；

所述虹吸管的一个端部位于吸收桶内，该端部高于所述爆气装置；

所述pH检测仪位于所述吸收桶内用于检测吸收桶内吸收液的pH值，所述pH检测仪与控制装置电连接并将检测到的pH值信息传送给控制装置；

所述进液管位于吸收桶的顶部并连通吸收桶用于向吸收桶内补充吸收液，所述进液管上设置有自动调节阀，所述自动调节阀与控制装置电连接并受控制装置控制开关。

进一步地，所述爆气装置包括有管道，所述管道的顶部与排气管的端部相连接，所述管道的底部设置有一次爆气盘，所述一次爆气盘与管道的底端相连通，所述一次爆气盘的侧壁上开设有多个第一通孔；所述管道上还设置有二次爆气盘，所述二次爆气盘套设在管道上并位于一次爆气盘的上方，所述二次爆气盘上开设有多个贯通顶面和底面的第二通孔。

进一步地，所述一次爆气盘整体为具有底部的圆筒状结构，顶部敞口并与管道的底端相连通，所述一次爆气盘的底部和侧壁上均匀地开设有所述第一通孔。

进一步地，所述第一通孔的孔径为1~3mm。

进一步地，所述二次爆气盘为圆盘状结构，所述二次爆气盘同轴套设在管道上。

进一步地，多个所述第二通孔环绕成一个圆周，形成的圆周靠近圆盘状的二次爆气盘的外周。

进一步地，所述第二通孔的孔径为1~3mm。

进一步地，所述二次爆气盘的外周侧缘向下设置有集气环。

进一步地，所述管道的顶部设置有法兰，通过所述法兰与排气管的端部相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种氨气吸收密封装置，利用爆气吸收、虹吸液位控制、吸收液浓度控制等，使氨水储罐内带有氨气的混合气体通过爆气吸收后再回收至氨水储罐内，减少了物料损失，提高了物料利用率，使氨水储罐内外进行隔离，密封性好，防止氨气无序扩散消除安全隐患；

2、同时，氨气吸收密封装置设置在氨水储罐的顶部，用于吸收氨水储罐内排出的氨气，保证了氨水储罐进料时微正压和出料时的微负压工况，避免氨水储罐变形，延长了使用寿命，对吸收液回收、液位保持有独特势，使用方便，维修成本低、运行成本低、效果明显、工作可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明氨气吸收密封装置的实施示意图；

图2为爆气装置一个视角下的结构示意图；

图3为爆气装置一个视角下的结构示意图。

其中，图中所示标记为：10、一次爆气盘；11、第一通孔；20、二次爆气盘；21、第二通孔；22、集气环；30、管道；40、法兰；50、吸收桶；60、排气管；70、虹吸管；80、pH检测仪、90、进液管；100、控制装置；110、氨水储罐；120、爆气装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中 ，需要说明的是，术语“内”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二” 等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本发明提供一种氨气吸收密封装置，主要包括有吸收桶50、排气管60、爆气装置120、虹吸管70，pH检测仪80、控制装置100和进液管90。

请继续参照图1，吸收桶50为相对密封桶状结构，吸收桶50位于氨水储罐110的顶部，优选为安装在氨水储罐110的最高点。吸收桶50优选采用不锈钢制成。吸收桶50在实施时内部填充有一定液位高度的吸收液用于实现氨气的吸收，吸收液可选择水。

排气管60的一个端部位于吸收桶50内，另一个端部与氨水储罐110相连通用于将氨水储罐110内的氨气引入吸收桶50内。排气管60位于吸收桶50内的端部向下设置，该端部设置有爆气装置120，也即排水管60竖直向上，然后有一段弯折，再竖直向下，爆气装置120位于弯折后竖直向下的部分的端部，实施时，爆气装置120位于吸收液的液面之下，优选为15~100mm，爆气装置120能够使得氨气分散排出，以实现更大面积的气液接触，实现更高效率的吸收。

虹吸管70的一个端部位于吸收桶50内，另一个端部与氨水储罐110相连通，以使得当吸收桶50内的吸收液的液位高于虹吸管70位于吸收桶50内的端部时，吸收液能够排入氨水储罐110内。虹吸管70位于吸收桶50内的端部高于爆气装置，以保证吸收桶50内的吸收液的液位高于爆气装置120以保持液位高度使得氨气从爆气装置120出来时能够与吸收液混合接触以实现氨气的吸收。

pH检测仪80位于吸收桶50内用于检测吸收桶50内吸收液的pH值， pH检测仪80与控制装置100电连接并将检测到的pH值信息传送给控制装置100。控制装置100位于吸收桶50外，可以是PLC控制器、计算机、单片机等，自带有控制器。随着氨气不断被吸收液吸收，吸收液内的氨浓度增大，吸收液的pH值液随之改变，pH检测仪80能够检测吸收桶50内吸收液的pH值并将检测到的pH值信息传送给控制装置100。

进液管90位于吸收桶50的顶部并连通吸收桶50用于向吸收桶50内补充吸收液，进液管90的另一端用于连通装盛有吸收液的容器，如吸收液为水，则进液管90可以直接连通市政自来水或者是工厂的水源等。进液管90上设置有自动调节阀91，自动调节阀91与控制装置100电连接并受控制装置100控制开关。吸收液内的氨浓度增大，吸收液的pH值液随之改变，不利于氨气的高效吸收，因此，当pH检测仪检测到吸收桶50内吸收液浓度达到设定值时，控制器100收到检测信息并判断吸收液浓度达到设定值，则控制器100控制自动调节阀91开启进行吸收液补充以对吸收桶50内的吸收液进行稀释。

实施时，在氨水储罐110工作前给吸收桶50加入设定液位吸收液，此时吸收液的液位高于爆气装置120，在向氨水储罐110内进行加注氨水时罐内气体（带有氨气的混合气体）通过排气管60经过爆气装置120分散进入吸收液，经吸收桶50内吸收洗涤吸收后排入空气，当pH检测仪80检测到吸收桶50内液体氨浓度达到设定值时，控制器100控制自动调节阀91开启进行吸收液补充以对吸收桶50内的吸收液进行稀释，当吸收液的液位超过虹吸管70位于吸收桶50内的端部的高度时，吸收液经虹吸管70排入氨水储罐110内达到液偿还平衡，经过控制装置100计算稳定给液量，保证吸收桶50内吸收液的浓度，以保障吸收效果和效率；氨水储罐110向外输送氨水时由于爆气装置120低于吸收液的液位高度，氨水储罐110不工作时吸收桶50内吸收液的液位高于爆气装置120使氨水储罐110内气体与外部隔绝，吸收液的液位高度低于虹吸管位于吸收桶50内的端部的高度，氨水储罐110内通入的带有氨气的混合气体通过爆气装置120进入吸收桶50，由于高差小氨水储罐110内负压非常的低，保证了氨水储罐110不因负压发生罐体变形。氨气吸收密封装置利用爆气吸收、虹吸液位控制、吸收液浓度控制等，使氨水储罐内带有氨气的混合气体通过爆气吸收后再排放，减少了物料损失，提高了物料利用率，使氨水储罐内外进行隔离，密封性好，防止氨气无序扩散消除安全隐患；同时，本装置设置在氨水储罐的顶部，用于吸收氨水储罐内排出的氨气、保证了氨水储罐进料时微正压和出料时的微负压工况，避免氨水储罐变形，延长了使用寿命，对吸收液回收、液位保持有独特势，使用方便，维修成本低、运行成本低、效果明显、工作可靠。

本优选的实施例中，请参照图2和图3，爆气装置120主要包括有管道30、以及安装在管道30上的一次爆气盘10和二次爆气盘20。

请继续参照图2和图3，管道30优选采用直管道，管道30优选使用不锈钢制成，结实耐用。管道3的顶部设置有法兰40，通过法兰40与排气管60的端部相连接。

管道30的底部设置有一次爆气盘10，一次爆气盘10的顶部与管道30的底端相连通，以便于从管道30通入的带有氨气的混合气体能够从管道30完全且直接地进入一次爆气盘10。一次爆气盘10优选由塑料、不锈钢、普通钢制成，当然也可以采用其他可加工成型的材料。本优选的实施例中，一次爆气盘10选用不锈钢材质，并通过焊接的方式固定在管道30的底部。一次爆气盘10的侧壁上开设有多个第一通孔11，从管道30进入个带有氨气的混合气体进入一次爆气盘10后，能够从第一通孔11出去。

本优选的实施例中，一次爆气盘10整体为具有底部的圆筒状结构，圆筒状结构的一次爆气盘10的内外径均与管道30的内外径相同，并通过焊接的方式延伸固定在管道30的顶部，一次爆气盘10的顶部敞口并与管道30的底端相连通，从而管道30的带有氨气的混合气体能够直接通过一次爆气盘10的顶部敞口进入一次爆气盘10内。可以理解的是，一次爆气盘10和管道30也可以是一体成型。一次爆气盘10的底部和侧壁上均匀地开设有第一通孔11。一次爆气盘10的底部的第一通孔11排列成多排均匀分布在一次爆气盘10的底部。一次爆气盘10的侧壁上的第一通孔11绕成多个圆周分布一圈圈地由远离管道30的端部往靠近管道30的方向均匀分布。通过均匀分布的第一通孔11，能够便于实现带有氨气的混合气体均匀且分散地通过各个第一通孔11出去。为了便于实现带有氨气的混合气体尽量分散，第一通孔11的孔径为1~3mm，孔径为1~3mm的第一通孔11既能够便于带有氨气的混合气体分散出去，也不会造成堵塞。可以理解的是，为了尽量实现带有氨气的混合气体通过第一通孔11分散出去，一次爆气盘10的底部和侧壁上的第一通孔11密集分布，以形成更多的、用于给带有氨气的混合气体通过的第一通孔11。

二次爆气盘20固定套设在管道30的底部并位于一次爆气盘10的上方。二次爆气盘20为圆盘状结构，二次爆气盘20同轴套设在管道30上。本优选的实施例中，管道30、一次爆气盘10和二次爆气盘20同轴设置。二次爆气盘20优选由塑料、不锈钢、普通钢制成，当然也可以采用其他可加工成型的材料。本优选的实施例中，二次爆气盘20选用不锈钢材质，并通过焊接的方式固定在管道30的底部。可以理解的是，二次爆气盘20和管道30也可以是一体成型。

二次爆气盘20的盘面上开设有多个贯通顶面和底面的第二通孔21，从一次爆气盘10通过第一通孔11出来的带有氨气的混合气体向上汇集在二次爆气盘20底面，然后通过第二通孔21再次分散通过。本优选的实施例中，多个第二通孔21环绕成一个圆周，该圆周具有多个由第二通孔组成的圆环，多个圆环同心设置并均匀分布，形成的圆周靠近圆盘状的二次爆气盘20的外周，该具有由第二通孔21环绕成的圆周的部分记为二次爆气盘20的外圈，位于外圈内周的部分记为内圈，内圈上不开设通孔，以便于气体在内圆底面处临时汇聚并形成大气泡。外圈的内周直径优选为一次爆气盘10的外径的1.5~2倍，外圈的外周直径优选为一次爆气盘10外径的2.5~3倍。

本优选的实施例中，二次爆气盘2的厚度为1~30mm，第二通孔21的孔径为1~3mm，孔径为1~3mm的第二通孔21既能够便于带有氨气的混合气体分散通过，也不会造成堵塞。

在优选的实施例中，二次爆气盘2的外周侧缘向下设置有集气环22。集气环22一体成型地设置在二次爆气盘2的外周侧缘上，集气环22的高度优选为10~40mm，通过设置集气环22，能够与二次爆气盘20形成一个气体的临时收集腔，能够将从一次爆气盘10内出来的气体再次聚集到二次爆气盘20的底部并从二次爆气盘20的第二通孔21处通过，可有效防止气体从二次爆气盘20的外周侧缘出去而不经过二次爆气盘20。

实施时，管道30通过法兰40与排气管60相接，并位于吸收液的液面下，此时二次爆气盘20的顶面距离液面高度大概为15~100mm，带有氨气的混合气体从氨水储罐110通过排气管60进入管道30，然后进入一次爆气盘10，带有氨气的混合气体从一次爆气盘10的第一通孔11出去，第一通孔11将带有氨气的混合气体切分成多个分散的细小气炮或气柱，经水洗涤后向上并在二次爆气盘20的底面聚集，集气环22的作用能够防止气体从二次爆气盘20的外周侧缘直接出去，临时汇聚在二次爆气盘20的底面，小气泡汇集破裂形成大气泡，再经二次爆气盘20的第二通孔21切分成小气泡或气柱经水洗涤后排入空气。经过两次切分洗涤加大了气液接触面积和气体液下留置时间，从而能够使得氨气的吸收更为彻底，可提高氨气的吸收率，提高氨的利用率；同时，由于通过使用爆气装置120，能够大幅提高氨气的吸收效率，且爆气装置120仅需要伸入吸收液十几mm的深度，也即能够大大减小排气管伸入吸收液的深度，因此能够解决使用传统的装置、方法中氨水储罐负压大的问题，能够保持氨水储罐较小的负压，从而能够有效避免罐体变形，减小金属疲劳风险，延长储罐使用寿命低，减少安全隐患，提高吸收率减少排放，节约成本减轻环境压力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种氨气吸收密封装置，其特征在于：包括有吸收桶（50）、排气管（60）、爆气装置（120）、虹吸管（70），pH检测仪（80）、控制装置（100）和进液管（90）；

所述排气管（60）的一个端部位于吸收桶（50）内，该端部向下设置并设置有所述爆气装置（120）；

所述虹吸管（70）的一个端部位于吸收桶（50）内，该端部高于所述爆气装置；

所述pH检测仪（80）位于所述吸收桶（50）内用于检测吸收桶（50）内吸收液的pH值，所述pH检测仪（80）与控制装置（100）电连接并将检测到的pH值信息传送给控制装置（100）；

所述进液管（90）位于吸收桶（50）的顶部并连通吸收桶（50）用于向吸收桶（50）内补充吸收液，所述进液管（90）上设置有自动调节阀（91），所述自动调节阀（91）与控制装置（100）电连接并受控制装置（100）控制开关。

2.根据权利要求1所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述爆气装置（120）包括有管道（30），所述管道（30）的顶部与排气管（60）的端部相连接，所述管道（30）的底部设置有一次爆气盘（10），所述一次爆气盘（10）与管道（30）的底端相连通，所述一次爆气盘（10）的侧壁上开设有多个第一通孔（11）；所述管道（30）上还设置有二次爆气盘（20），所述二次爆气盘（20）套设在管道（30）上并位于一次爆气盘（10）的上方，所述二次爆气盘（20）上开设有多个贯通顶面和底面的第二通孔（21）。

3.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述一次爆气盘（10）整体为具有底部的圆筒状结构，顶部敞口并与管道（30）的底端相连通，所述一次爆气盘（10）的底部和侧壁上均匀地开设有所述第一通孔（11）。

4.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述第一通孔（11）的孔径为1~3mm。

5.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述二次爆气盘（20）为圆盘状结构，所述二次爆气盘（20）同轴套设在管道（30）上。

6.根据权利要求5所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：多个所述第二通孔（21）环绕成一个圆周，形成的圆周靠近圆盘状的二次爆气盘（20）的外周。

7.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述第二通孔（21）的孔径为1~3mm。

8.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述二次爆气盘（20）的外周侧缘向下设置有集气环（22）。

9.根据权利要求2所述的氨气吸收密封装置，其特征在于：所述管道（30）的顶部设置有法兰（40），通过所述法兰（40）与排气管（60）的端部相连接。

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