TWI621473B - 氨法生産金屬化合物的吸收裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種氨法生産金屬化合物的吸收裝置，包括至少一個吸收塔，吸收塔自上而下包括連通的頂區、吸收區和冷凝區；頂區設有混合氣出口；吸收區底部設有漏斗狀底板，漏斗狀底板的邊緣貼合固定於吸收塔的內壁，漏斗狀底板的出口連通冷凝區；吸收區設有對應於漏斗狀底板上方的進氣口；吸收區內設有第一孔板和第二孔板，第一孔板位於進氣口上方，第二孔板位於第一孔板的上方，第一孔板和第二孔板的邊緣貼合固定於吸收塔的內壁；吸收區設有吸收液入口，吸收液入口對應於第一孔板和第二孔板之間；第一孔板上和第二孔板上均堆放吸收材料；冷凝區設有冷凝裝置和吸收液出口。

Description

氨法生産金屬化合物的吸收裝置
本發明係關於一種化工設備技術領域，尤指一種氨法生産金屬化合物的吸收裝置。
目前，金屬化合物包括碳酸鎳、碳酸鋅、（活性）氧化銅、碳酸銅的生産流程長、耗能大，裝置設備結構複雜，並且製程中存在各種各樣的缺點。
例如：活性氧化銅具有純度高、粒徑小、比表面積大、在電鍍行業規定的酸中溶解速度快等特點，在電子、催化等領域有許多特異性能和極大的潛在應用價值。通常生産高純活性氧化銅粉主要採用碳酸鹽煆燒法，由於碳酸鹽煆燒法製作流程長，後續洗滌困難，産品純度不高、分散性不好、同時煆燒後晶粒粗化造成的産品活性不高、成本相對較高、有高鹽廢水産生。
而，關於活性氧化銅的生産，在目前公開的一些專利中，主要有以下幾種常用者：
(1) 申請號爲01127175.2 的中國專利公開的以硫酸銅及銅料爲原料，經80-85℃的低溫氧化得硫酸銅結晶，然後配製溶液與氫氧化鈉反應，在經球磨、壓濾、洗滌、烘乾、粉碎制的活性氧化銅的方法。
(2) 申請號爲200710076208.1 的中國專利公開的以鹼性蝕刻廢液經蒸氨生産氧化銅的方法。
以上方法均存在製程、裝置複雜和耗能高的缺點，並且會産生大量洗滌廢水，給後續處理帶來麻煩。
爲了解決上述技術問題，本發明提供一種用於氨法生産金屬化合物的吸收裝置。
本發明所提供的一種氨法生産金屬化合物的吸收裝置，包括至少一個吸收塔，所述吸收塔自上而下包括連通的頂區、吸收區和冷凝區；所述頂區設有混合氣出口；所述吸收區底部設有漏斗狀底板，所述漏斗狀底板的邊緣貼合固定於所述吸收塔的內壁，所述漏斗狀底板的出口連通所述冷凝區；所述吸收區設有對應於所述漏斗狀底板上方的進氣口；所述吸收區內設有第一孔板和第二孔板，第一孔板位於所述進氣口上方，第二孔板位於所述第一孔板的上方，第一孔板和第二孔板的邊緣貼合固定於所述吸收塔的內壁；所述吸收區設有吸收液入口，所述吸收液入口對應於所述第一孔板和第二孔板之間；所述第一孔板上和第二孔板上均堆放吸收材料；所述冷凝區設有冷凝裝置和吸收液出口。
進一步地，所述吸收裝置包括複數串連的吸收塔；所述吸收塔的頂區的混合氣出口連接另一吸收塔的進氣口。
進一步地，所述吸收塔的頂區還設有回流液入口，所述吸收塔的吸收液出口連接前一個吸收塔的回流液入口，第一個吸收塔的回流液入口連接碳銨溶液儲罐，最後一個吸收塔的回流液入口連接供水裝置。
進一步地，最後一個吸收塔的混合氣出口連接一壓力調節裝置。優選地，所述壓力調節裝置爲羅茨風機。
進一步地，所述吸收塔爲4個以上，更優選爲4~16個，最優選爲8個。
進一步地，所述吸收塔的吸收液出口通過設有提升泵的管綫連接所述吸收塔的吸收液入口。
進一步地，所述吸收液入口連接設於所述吸收塔內的噴霧管道，所述噴霧管道對應於所述第二孔板的下方。
進一步地，所述冷凝裝置爲冷凝盤管組，其包括複數串連的冷凝盤管。
進一步地，所述冷凝區設有冷卻介質入口和冷卻介質出口，冷卻介質入口連接所述冷凝裝置的入口，冷卻介質出口連接所述冷凝裝置的出口。
本發明能夠達到如下技術效果：
1、本發明的吸收裝置包括複數串聯的吸收塔，複數吸收塔組合形成逆流吸收能夠很好的滿足生産製程要求和環保要求。
2、本發明的吸收塔結構簡單，可以常壓、微負壓（-0.2公斤以內）或微正壓（0.2公斤以內）操作。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作爲對本發明的限定。
如圖3所示，本發明採用的氨法生産金屬化合物（包括氧化銅、碳酸銅、碳酸鋅和碳酸鎳等）的原理是：金屬（銅、鎳、鋅等）、碳銨溶液（碳酸氫銨水溶液和氨水的混合溶液）和氧氣反應，形成金屬絡合物，對金屬絡合物進行加熱，根據加熱溫度的不同，會生成氨氣和金屬氧化物（或金屬碳酸鹽）等。
以活性氧化銅的製備爲例，包括如下步驟：
（1）浸取絡合反應：取電解銅，加入碳銨溶液，並鼓入空氣，進行絡合反應，直至反應液中銅含量達標，得到銅銨溶液。反應方程式如下：
Cu+2NH 4HCO 3+2NH 3+O 2=Cu(NH 3) 4CO 3+2H 2O。
（2）對步驟（1）得到的銅氨溶液進行加熱分解，得到碳酸銅或氧化銅（碳酸銅煆燒後得到活性氧化銅）。
（3）對尾氣進行吸收。
本發明提供的氨法生産金屬化合物的吸收裝置用於上述方法中對尾氣進行吸收的步驟。
結合圖1和2所示，本發明的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，包括至少一個吸收塔1，在本發明的優選實施方式中，吸收塔1爲複數串連連接，最優選的實施方式中，爲了保證最佳的吸收效率，吸收塔1優選爲4個以上串聯連接，更優選爲4~16個，最優選爲8個。
吸收塔1自上而下包括連通的頂區10、吸收區11和冷凝區12；
頂區10設有混合氣出口100，其可連接下一個吸收塔1的進氣口111，最後一個吸收塔1的混合氣出口100連接一羅茨風機2以調節吸收塔1內的壓力。吸收塔1的頂區10還設有回流液入口101，吸收塔1的吸收液出口120通過設有提升泵的管綫連接前一個吸收塔1的回流液入口101，第一個吸收塔1的回流液入口101連接碳銨溶液儲罐3，最後一個吸收塔1的回流液入口101連接供水裝置4。並且吸收塔1的吸收液出口120通過設有提升泵的管綫連接所述吸收塔1的吸收液入口114。
吸收區11底部設有漏斗狀底板110，漏斗狀底板110的邊緣貼合固定於吸收塔1的內壁，漏斗狀底板110的出口1100連通冷凝區12；吸收區11設有對應於漏斗狀底板110上方的進氣口111；吸收區11內設有第一孔板112和第二孔板113，第一孔板112位於進氣口11上方，第二孔板113位於第一孔板112的上方，第一孔板112和第二孔板113的邊緣貼合固定於吸收塔1的內壁；吸收區11設有吸收液入口114，吸收液入口114對應於第一孔板112和第二孔板113之間；第一孔板112上和第二孔板113上均堆放吸收材料（圖中未示出）。
冷凝區12設有冷凝裝置和吸收液出口120。
在本發明的優選實施方式中，吸收液入口114連接設於吸收塔1內的噴霧管道115，噴霧管道115對應於第二孔板113的下方。
在本發明的優選實施方式中，冷凝裝置爲冷凝盤管組121，其包括複數串連的冷凝盤管1211。
在本發明的優選實施方式中，冷凝區12設有冷卻介質入口122和冷卻介質出口123，冷卻介質入口122連接冷凝裝置的入口，冷卻介質出口123連接冷凝裝置的出口。
本發明的氨法生産金屬化合物的吸收裝置工作原理如下：
本發明的吸收裝置是專用於氨法生産活性氧化銅及其它金屬鹽的吸收尾氣的專用設備。生産時冷凝器沒有完全冷凝的混合氨氣進入吸收塔1，經由孔板（第一孔板112）均勻分佈上升至下部吸收材料（拉西環）堆放區，在上升過程中被堆放區堆放的吸收材料表面的水液吸收，沒有被吸收的混合氨氣進一步被噴霧管道115噴出的水霧吸收，彙聚在吸收塔1底部的混合氨液被冷卻盤管1211冷卻，並不斷由泵循環噴霧吸收，未被噴霧吸收的氨混合氣經頂部的第二孔板113上的吸收材料堆放區時，實現了氣水分離，所述部分混合氨氣經混合氣出口進入下一個吸收塔1，逐步吸收至氨尾氣達標排放。其中，在複數串連的吸收塔1構成的吸收裝置中，吸收液出口120流出的吸收液可提升至所述吸收塔1的吸收液入口114作爲吸收液對氨氣進行吸收，並且吸收塔1的吸收液出口120流出的吸收液可提升後自前一個吸收塔1的回流液入口101進入前一個吸收塔1中，以對吸收材料進行濕潤並對氨氣進行吸收。爲保證吸收效率，吸收塔1可設4個以上爲一組（優選爲8個），操作過程可由最後一個吸收塔1排出口的羅茨風機2根據需要調節微正壓或微負壓。
一般常見的吸收塔都是有壓操作的泡沫吸收塔，不適合氨法生産金屬化合物的製程要求。本發明採用的逐級噴淋吸收的方式，很好的滿足了生産要求和環境要求。
以上所述實施例僅是爲充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。
1‧‧‧吸收塔
10‧‧‧頂區
100‧‧‧混合氣出口
101‧‧‧回流液入口
11‧‧‧吸收區
110‧‧‧漏斗狀底板
1100‧‧‧出口
111‧‧‧進氣口
112‧‧‧第一孔板
113‧‧‧第二孔板
114‧‧‧吸收液入口
115‧‧‧噴霧管道
12‧‧‧冷凝區
120‧‧‧吸收液出口
121‧‧‧冷凝盤管組
1211‧‧‧冷凝盤管
122‧‧‧冷卻介質入口
123‧‧‧冷卻介質出口
2‧‧‧羅茨風機
3‧‧‧碳銨溶液儲罐
4‧‧‧供水裝置
圖1是本發明的氨法生産金屬化合物的吸收塔的剖面結構示意圖。
圖2是本發明的氨法生産金屬化合物的吸收裝置的結構示意圖。
圖3是本發明的氨法生産金屬化合物的方法流程示意圖。

Claims (10)

  1. 一種氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其包括: 至少一吸收塔，所述吸收塔自上而下包括連通的頂區、吸收區和冷凝區； 所述頂區設有混合氣出口； 所述吸收區底部設有漏斗狀底板，所述漏斗狀底板的邊緣貼合固定於所述吸收塔的內壁，所述漏斗狀底板的出口連通所述冷凝區； 所述吸收區設有對應於所述漏斗狀底板上方的進氣口； 所述吸收區內設有第一孔板和第二孔板，第一孔板位於所述進氣口上方，第二孔板位於所述第一孔板的上方，第一孔板和第二孔板的邊緣貼合固定於所述吸收塔的內壁； 所述吸收區設有吸收液入口，所述吸收液入口對應於所述第一孔板和第二孔板之間； 所述第一孔板上和第二孔板上均堆放吸收材料； 所述冷凝區設有冷凝裝置和吸收液出口。
  2. 如請求項1所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述吸收裝置包括複數串連的吸收塔，所述吸收塔的頂區的混合氣出口連接另一吸收塔的進氣口。
  3. 如請求項2所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述吸收塔的頂區還設有回流液入口，所述吸收塔的吸收液出口連接前一個吸收塔的回流液入口，第一個吸收塔的回流液入口連接碳銨溶液儲罐，最後一個吸收塔的回流液入口連接供水裝置。
  4. 如請求項2所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中最後一個吸收塔的混合氣出口連接一壓力調節裝置。
  5. 如請求項4所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述壓力調節裝置爲羅茨風機。
  6. 如請求項2所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述吸收裝置包括4個以上串連的吸收塔。
  7. 如請求項1至6中之任一項所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述吸收塔的吸收液出口通過設有提升泵的管綫連接所述吸收塔的吸收液入口。
  8. 如請求項1所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述吸收液入口連接設於所述吸收塔內的噴霧管道，所述噴霧管道對應於所述第二孔板的下方。
  9. 如請求項1所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述冷凝裝置爲冷凝盤管組，其包括複數串連的冷凝盤管。
  10. 如請求項1所述的氨法生産金屬化合物的吸收裝置，其中所述冷凝區設有冷卻介質入口和冷卻介質出口，冷卻介質入口連接所述冷凝裝置的入口，冷卻介質出口連接所述冷凝裝置的出口。
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