CN209451612U

CN209451612U - 一种集成高效吸收反应装置

Info

Publication number: CN209451612U
Application number: CN201821600937.2U
Authority: CN
Inventors: 陈任远; 徐延忠; 徐海涛; 刘大华; 李明波; 李军民
Original assignee: Nanjing Jacofeng Environmental Protection Technology And Equipment Research Institute Co Ltd; Nanjing Suiyan Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Jacofeng Environmental Protection Technology And Equipment Research Institute Co Ltd; Nanjing Suiyan Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2019-10-01
Anticipated expiration: 2028-09-29

Abstract

本实用新型涉及一种集成高效吸收反应装置，包括入口段、本体段、出口段、一级循环泵和二级循环泵，入口段与所述出口段分别设置所述本体段的顶部，且入口段与本体段的顶部相连通，出口段与本体段的顶部相连通；本体段的底部的一侧通过一级循环泵与入口段相连接并进行循环，本体段的中下部的另一侧通过二级循环泵与出口段相连接并进行循环。气体依次通过入口段、本体段、出口段，并通过两级循环的碱性或者酸性的液体吸收，过程中有一级循环泵提供一级碱性浆液，二级循环泵提供二级碱性浆液；吸收效率可以达到99.9％，出口的气体洁净排放；该装置集吸收、中和、氧化、浓缩为一体，设备简单精巧、吸收传质效率高。

Description

一种集成高效吸收反应装置

技术领域

本实用新型涉及气体净化领域，尤其涉及一种高浓度二氧化硫气体或高浓度氨气的集成高效吸收反应装置。

背景技术

采用碱性的氨水作为吸收剂吸收气体中的二氧化硫，工艺起源于20世纪70年代，以除去烟气中的二氧化硫，生成产物硫酸铵为最常见。目前，国内运行的该类吸收装置，塔式居多，并配合各种附属设施，系统庞大，运行难度大。一般吸收效率最高为97％，吸收的气体中二氧化硫浓度为8000mg/m3，原始浓度再高，就没法再进行吸收，就需要建设多吸收塔进行串联完成，造价较高。

但是随着环保要求越来越高，钢铁、焦化、电站锅炉等行业的废气处理更多的选择活性焦法脱硫脱硝一体化工艺或者离子液法脱硫工艺，该类工艺产生出的再生气体为高浓度二氧化硫气体，一般二氧化硫气体含量约3～90％，二氧化硫气体浓度为100000mg/m³～2600000mg/m³；另外在化工生产工段经常产生高浓度含氨气体，氨含量约5％～60％。这些高浓度气体，采用常规的吸收装置无法实现吸收达标。

中国专利文献(申请号：201721599431.X)公开了一种氨法脱硫吸收塔，其包括烟气入口和烟气出口，该氨法脱硫吸收塔在运行中是分段控制的，沿自下向上的方向，该氨法脱硫吸收塔包括预洗段(3)、吸收段(4)和细微颗粒物控制段(5)，烟气入口设置在预洗段，烟气出口设置在细微颗粒物控制段上方，在预洗段与吸收段之间设置允许气体通过的集液器(6)，所述预洗段具有预洗循环液入口(17)和预洗循环液出口(12)，所述吸收段具有吸收循环液入口和吸收循环液出口(18)，所述细微颗粒物控制段具有洗涤循环液入口(22)和洗涤循环液出口(21)并且细微颗粒物控制段设有除雾器(7)。该塔是处理含有二氧化硫的烟气，塔本体很高，层数很多，内部复杂，并且从提供的实例中可以看出，该塔可以处理的二氧化硫浓度为3500mg/m³。

因此，根据行业内存在的问题，需要一种结构简单且非常高效的吸收反应装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构简单、吸收传质效率高的集成高效吸收反应装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该集成高效吸收反应装置，包括入口段、本体段、出口段、一级循环泵和二级循环泵，所述入口段与所述出口段分别设置所述本体段的顶部，且所述入口段与所述本体段的顶部相连通，所述出口段与所述本体段的顶部相连通；所述本体段的底部的一侧通过所述一级循环泵与所述入口段相连接并进行循环，所述本体段的中下部的另一侧通过所述二级循环泵与所述出口段相连接并进行循环。

采用上述技术方案，将酸性或者碱性气体依次通过入口段、本体段、出口段，并通过两级循环的碱性或者酸性的液体吸收，过程中有一级循环泵提供一级碱性浆液，二级循环泵提供二级碱性浆液；一级循环泵的入口在本体段，出口去入口段；二级循环泵的入口在本体段，出口去出口段；吸收效率可以达到99.9％，出口的气体洁净排放；该装置集吸收、中和、氧化、浓缩为一体，设备简单精巧、吸收传质效率高。本实用新型所设计的集成高效吸收反应装置主要用于处理的高浓度酸性或者碱性气体，如活性焦脱硫脱硝一体化工艺产生的高浓度二氧化硫气体，诸多化工工艺中产生的高浓度含氨气体；浓度特别高，很难吸收并达标排放。

本实用新型进一步改进在于，所述本体段从上往下依次包括第二高效传质器、液相隔板和空气分布器，所述液相隔板将所述本体段分隔成相互独立且连通的上空间和下空间，所述空气分布器设置在所述下空间，所述第二高效传质器设置在所述上空间。将本体段通过液相隔板分隔成上空间和下空间，且上空间和下空间又可以液相隔板的孔相连通，烟气在本体段内，在第二高效传质器内继续和碱性浆液高效吸收反应，反应后的液体通过液相隔板将浆液分为两层，两层具有不同的pH，分别进入上空间和下空间，上层(上空间)pH较小，下层(下空间)pH较大，产生的亚硫酸铵通过空气分布器进行空气氧化成硫酸铵。

本实用新型进一步改进在于，所述入口段包括气体入口、喷射器和第一高效传质器，所述气体入口设置在所述入口段的顶部且与外界相连通，所述喷射器设置在所述气体入口中，所述第一高效传质器设置入口段的内部。该集成高效吸收反应装置的入口段中通过喷射器可以将烟气直接喷入装置中，再通过第一高效传质器进行碱性浆液和再生气体的高效吸收反应。

本实用新型进一步改进在于，所述出口段包括气体出口和第三高效传质器，所述气体出口设置在所述出口段的顶部，所述第三高效传质器设置在所述出口段的内部。

本实用新型进一步改进在于，所述二级循环泵的一端与所述本体段的上空间相连通且位于所述第二高效传质器的下方；所述二级循环泵的另一端与所述出口段相连通且位于所述第三高效传质器的下方；所述一级循环泵的一端与所述本体段的下空间相连通且位于所述空气分布器的上方；所述一级循环泵的另一端与所述第一高效传质器相连接。

作为本实用新型的优选技术方案，所述空气分布器在所述本体段的一侧的外壁设有空气入口。设置该空气入口用于引进压缩空气，给下空间的氧化反应提供氧气，使氧化反应更加充分。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一高效传质器为文丘里管加多波纹整流型填料；所述第二高效传质器为规整型填料；所述第三高效传质器为除沫填料。这样的设置有利于提高第一高效传质器、第二高效传质器和第三高效传质器的传质效率。

作为本实用新型的优选技术方案，所述液相隔板为格栅孔板；所述空气分布器为多层孔板，孔径为3～30mm，开孔率为20％～70％。将液相隔板设置成格栅孔板，可以将本体段在空间上进行隔离的同时通过格栅孔板的孔又可以相连通，使反应后液体进行分层，再分别配合一级循环泵和二级循环泵从而更好地进行酸或碱液体循环吸收。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一高效传质器的材质采用不锈钢或者纤维增强复合材料FRP。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：酸性或者碱性气体依次通过入口段、本体段、出口段，并通过两级循环的碱性或者酸性的液体吸收，过程中有一级循环泵提供一级碱性浆液，二级循环泵提供二级碱性浆液；吸收效率可以达到99.9％，出口的气体洁净排放；该装置集吸收、中和、氧化、浓缩为一体，设备简单精巧、吸收传质效率高；本装置可以处理高浓度的酸性和碱性气体，如酸性气体：二氧化硫浓度可以高达2600000mg/m³，处理后的气体中，二氧化硫含量为50mg/m³以内；如碱性气体：氨的浓度可以高达600000mg/m³，处理后的气体中，氨含量为30mg/m³以内。

附图说明

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案：

图1是本实用新型集成高效吸收反应装置结构图；

其中：1-入口段；101-喷射器；102-第一高效传质器；2-本体段；201-第二高效传质器；202-液相隔板；203-空气分布器：3-出口段；301-第三高效传质器；4-一级循环泵；5-二级循环泵。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例1：该集成高效吸收反应装置，包括入口段1、本体段2、出口段3、一级循环泵4和二级循环泵5，所述入口段1与所述出口段3分别设置所述本体段2的顶部，且所述入口段1与所述本体段2的顶部相连通，所述出口段3与所述本体段2的顶部相连通；所述本体段2的底部的一侧通过所述一级循环泵4与所述入口段1相连接并进行循环，所述本体段2的中下部的另一侧通过所述二级循环泵5与所述出口段3相连接并进行循环；所述本体段2从上往下依次包括第二高效传质器201、液相隔板202和空气分布器203，所述液相隔板202将所述本体段2分隔成相互独立且连通的上空间和下空间，所述空气分布器203设置在所述下空间，所述第二高效传质器201设置在所述上空间；所述入口段1包括气体入口103、喷射器101和第一高效传质器102，所述气体入口103设置在所述入口段1的顶部且与外界相连通，所述喷射器101设置在所述气体入口103中，所述第一高效传质器102设置入口段的内部；该集成高效吸收反应装置的入口段1中通过喷射器101可以将烟气直接喷入装置中，再通过第一高效传质器102进行碱性浆液和再生气体的高效吸收反应；所述出口段3包括气体出口302和第三高效传质器301，所述气体出口302设置在所述出口段3的顶部，所述第三高效传质器301设置在所述出口段3的内部；所述二级循环泵5的一端与所述本体段2的上空间相连通且位于所述第二高效传质器201的下方；所述二级循环泵5的另一端与所述出口段3相连通且位于所述第三高效传质器301的下方；所述一级循环泵4的一端与所述本体段2的下空间相连通且位于所述空气分布器203的上方；所述一级循环泵4的另一端与所述第一高效传质器102相连接；所述空气分布器203在所述本体段2的一侧的外壁设有空气入口204；设置该空气入口204用于引进压缩空气，给下空间的氧化反应提供氧气，使氧化反应更加充分；所述第一高效传质器102为文丘里管加多波纹整流型填料；所述第二高效传质器201为规整型填料，所述第三高效传质器301为除沫填料；这样的设置有利于提高第一高效传质器102、第二高效传质器201和第三高效传质器301的传质效率；所述液相隔板202为格栅孔板；所述空气分布器为多层孔板，孔径为5mm，开孔率为20％～70％；将液相隔板设置成格栅孔板，可以将本体段在空间上进行隔离的同时通过格栅孔板的孔又可以相连通，使反应后液体进行分层，再分别配合一级循环泵和二级循环泵从而更好地进行酸或碱液体循环吸收；将本体段2通过液相隔板分隔成上空间和下空间，且上空间和下空间又可以液相隔板202的孔相连通，烟气在本体段内，在第二高效传质器内继续和碱性浆液高效吸收反应，反应后的液体通过液相隔板将浆液分为两层，两层具有不同的pH，分别进入上空间和下空间，上层(上空间)pH较小，下层(下空间)pH较大，产生的亚硫酸铵通过空气分布器进行空气氧化成硫酸铵；所述第一高效传质器的材质采用不锈钢。

实施例2：以唐山某焦炉烟气采用的活性焦脱硫脱硝一体化工艺中产生再生气体，二氧化硫浓度高达300000mg/m³，温度380℃为实例；

该气体从活性焦脱硫脱硝装置的再生塔出来后，直接进入本实用新型集成高效吸收反应装置的入口段1，然后经过本体段2，从出口段3排出，过程中有一级循环泵4提供一级碱性浆液，二级循环泵5提供二级碱性浆液；碱性来源于20％的氨水；入口段1中通过喷射器101直接喷入装置中，通过第一高效传质器102进行碱性浆液和再生气体的高效吸收反应；所述本体段2从上往下依次包括第二高效传质器201、液相隔板202和空气分布器203，所述液相隔板202将所述本体段2分隔成相互独立且连通的上空间和下空间，所述空气分布器203设置在所述下空间，所述第二高效传质器201设置在所述上空间；所述入口段1包括气体入口103、喷射器101和第一高效传质器102，所述气体入口103设置在所述入口段1的顶部且与外界相连通，所述喷射器101设置在所述气体入口103中，所述第一高效传质器102设置入口段的内部；该集成高效吸收反应装置的入口段1中通过喷射器101可以将烟气直接喷入装置中，再通过第一高效传质器102进行碱性浆液和再生气体的高效吸收反应；所述出口段3包括气体出口302和第三高效传质器301，所述气体出口302设置在所述出口段3的顶部，所述第三高效传质器301设置在所述出口段3的内部；所述二级循环泵5的一端与所述本体段2的上空间相连通且位于所述第二高效传质器201的下方；所述二级循环泵5的另一端与所述出口段3相连通且位于所述第三高效传质器301的下方；所述一级循环泵4的一端与所述本体段2的下空间相连通且位于所述空气分布器203的上方；所述一级循环泵4的另一端与所述第一高效传质器102相连接；所述空气分布器203在所述本体段2的一侧的外壁设有空气入口204；设置该空气入口204用于引进压缩空气，给下空间的氧化反应提供氧气，使氧化反应更加充分；所述第一高效传质器102为文丘里管加多波纹整流型填料；所述第二高效传质器201为规整型填料，所述第三高效传质器301为除沫填料；所述第一高效传质器的材质采用不锈钢；这样的设置有利于提高第一高效传质器102、第二高效传质器201和第三高效传质器301的传质效率；所述液相隔板202为格栅孔板；所述空气分布器为多层孔板，孔径为25mm，开孔率为50％；将液相隔板设置成格栅孔板，可以将本体段在空间上进行隔离的同时通过格栅孔板的孔又可以相连通，使反应后液体进行分层，再分别配合一级循环泵和二级循环泵从而更好地进行酸或碱液体循环吸收；将本体段2通过液相隔板分隔成上空间和下空间，且上空间和下空间又可以液相隔板202的孔相连通，然后烟气在本体段2内，在第二高效传质器201内继续和碱性浆液高效吸收反应，反应后的液体通过液相隔板202将浆液分为两层，两层具有不同的pH，上层pH较小，下层pH较大，产生的亚硫酸铵通过空气分布器203进行空气氧化成硫酸铵；该气体通过以上装置后，出口排放的气体中二氧化硫为≤100mg/m³。

工作原理：烟气通过气体入口的喷射器直接进入该装置，依次经过入口段1、本体段2，再从出口段3排出，过程中有一级循环泵4提供一级碱性浆液，二级循环泵5提供二级碱性浆液；碱性来源于20％的氨水；一级循环泵4从下空间循环回第一高效传质器102，二级循环泵5从上空间循环回出口段3；烟气在本体段2内，在第二高效传质器201内继续和碱性浆液高效吸收反应，反应后的液体通过液相隔板202将浆液分为两层，两层具有不同的pH，上层pH较小，下层pH较大，产生的亚硫酸铵通过空气分布器203进行空气氧化成硫酸铵，这样通过两级循环的碱性或者酸性的液体吸收，吸收效率可以达到99.9％，出口的气体洁净排放；该装置集吸收、中和、氧化、浓缩为一体，设备简单精巧、吸收传质效率高。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，如一些材料的替换，液相隔板的开孔率等，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种集成高效吸收反应装置，其特征在于，包括入口段、本体段、出口段、一级循环泵和二级循环泵，所述入口段与所述出口段分别设置所述本体段的顶部，且所述入口段与所述本体段的顶部相连通，所述出口段与所述本体段的顶部相连通；所述本体段的底部的一侧通过所述一级循环泵与所述入口段相连接并进行循环，所述本体段的中下部的另一侧通过所述二级循环泵与所述出口段相连接并进行循环；所述本体段从上往下依次包括第二高效传质器、液相隔板和空气分布器，所述液相隔板将所述本体段分隔成相互独立且连通的上空间和下空间，所述空气分布器设置在所述下空间，所述第二高效传质器设置在所述上空间。

2.根据权利要求1所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述入口段包括气体入口、喷射器和第一高效传质器，所述气体入口设置在所述入口段的顶部且与外界相连通，所述喷射器设置在所述气体入口中，所述第一高效传质器设置入口段的内部。

3.根据权利要求2所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述出口段包括气体出口和第三高效传质器，所述气体出口设置在所述出口段的顶部，所述第三高效传质器设置在所述出口段的内部。

4.根据权利要求3所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述二级循环泵的一端与所述本体段的上空间相连通且位于所述第二高效传质器的下方；所述二级循环泵的另一端与所述出口段相连通且位于所述第三高效传质器的下方；所述一级循环泵的一端与所述本体段的下空间相连通且位于所述空气分布器的上方；所述一级循环泵的另一端与所述第一高效传质器相连接。

5.根据权利要求2所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述空气分布器在所述本体段的一侧的外壁设有空气入口。

6.根据权利要求3所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述第一高效传质器为文丘里管加多波纹整流型填料；所述第二高效传质器为规整型填料；所述第三高效传质器为除沫填料。

7.根据权利要求3所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述液相隔板为格栅孔板；所述空气分布器为多层孔板，孔径为3～30mm，开孔率为20％～70％。

8.根据权利要求6所述的集成高效吸收反应装置，其特征在于，所述第一高效传质器的材质采用不锈钢或者纤维增强复合材料FRP。