專利名稱：一種氣動霧化吸收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬資源環(huán)境裝置領域，特別是涉及一種氣動霧化吸收裝置。
背景技術：
中國金礦資源豐富，有砂金礦、脈金礦、含Au的多金屬礦。其中脈金儲量比砂金儲 量多，是黃金生產(chǎn)的主要資源。脈金礦中，低品位和含復雜硫化物的金礦資源尤為豐富，且 金品位較高，據(jù)統(tǒng)計我國產(chǎn)出的高砷硫化金精礦約占全國總金精礦的1/3。但是用常規(guī)的提 金方法，高硫高砷金精礦的提金率不到50%，為了解決高硫高砷金精礦難選冶問題，本課題 組實用新型了一種在三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝， 可以使提金率達90%以上。在三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝主要包括 三個部分尋找一種可循環(huán)氧化劑、設計一套反應系統(tǒng)、設計一套氧化劑的再生系統(tǒng)。經(jīng)過 課題組成員多年的研究，已成功設計了一套反應系統(tǒng)，并最終選取以HNO3作為循環(huán)氧化劑， 因此實現(xiàn)HNO3的再生就顯得至關重要。HNO3的再生目前主要是通過噴淋塔、填料塔、板式塔或?qū)Ox氣體直接通入水中實 現(xiàn)再生，綜合考慮工藝的反應條件及成本，上述HNO3再生方法不能很好滿足工藝要求，因此 需要設計一種高效、成本低廉的HNO3再生設備。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠滿足三相流化床中循環(huán)催化氧 化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝中的氧化劑高效再生且成本低廉的設備。為了達到上述目的，本實用新型一方面充分考慮到HNO3的快速、高效再生問題；另 一方面考慮到反應系統(tǒng)中原有的動力裝置，即隔膜式壓縮機可以為再生系統(tǒng)提供動力，使 得整個工藝只要一套動力裝置就同時滿足反應系統(tǒng)和再生系統(tǒng)的要求，從而節(jié)約了成本。其技術原理如下第一化學反應原理(I)NO 的氧化在常壓下溫度低于100°C或5X IO5Pa下溫度低于200°C時，NO氧化成NO2的反應 可認為是不可逆的。該反應方程式為 NO (g) +0 . 502 (g) — NO2反應速率常數(shù)表示為Ig Ic1 = 652. 1/T-4. 747該反應為放熱 反應，相對于氮氧化物吸收過程的其他反應速率最慢，因此該反應決定了 NO氧化的程度， 由上式可知高壓和低溫有利于反應的進行。(2) NO2 聚合為 N2O4據(jù)報道NO2聚合成N2O4的反應大約在10_4s內(nèi)便達到平衡，該反應式為2N02 (g) — N2O4 (g)反應平衡常數(shù)為Ig k2 = 2993/T-11. 232[0016](3)氮氧化物氣體被水吸收的主要反應為2N02 (g) +H2O (1 — ) HNO3 (1) +HNO2 (1)N2O4 (g) +2H20(1) — HNO3(I)+HNO2(I)HNO2(I) — l/3HN03(l)+2/3N02(g)+l/3H20總反應式3N02(g) +H2O(I) — 2HN03 (1)+NO (g)反應平衡常數(shù)為Ig k3 = 2003. 8/T-10. 763(4)氮氧化物希硝酸吸收原理2N0 (g) +HNO3(I) +H2O(I) — 3HN02HNO2(I) — l/3HN03(l)+2/3N0(g)+l/3H20第二部分氣動霧化吸收原理氣動霧化是利用壓縮機將氣體進行壓縮，然后經(jīng)過一個尖口噴嘴高速噴出，利用 尖口處噴出的高速氣體所形成的局部真空將液體吸上來，高速的氣體夾帶著液體噴出，液 體對NOx進行首次吸收。氣體利用其巨大的動量將液體破碎為細小的霧滴，由于霧滴直徑 很小，并不能立刻沉降下來，這就使得小霧滴充滿整個反應裝置，大大增加了吸收液與氣體 接觸的機會，吸收液可以繼續(xù)吸收首次未被吸收的氣體，進行第二次吸收。在出氣口有一塊 由多孔板和填料組成的除霧器，當小霧滴經(jīng)過除霧器時，一部分結合成大的液滴沉降下來， 并有一層液滴覆著在填料表面對NOx氣體形成三次吸收，從而極大的提高了吸收效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為其包括吸收裝置、緩沖罐、噴氣 管、噴液管。吸收裝置，上半部分是一根長為lm，內(nèi)徑為60mm的圓筒，下半部分是一個高 為20cm，內(nèi)徑為20cm的儲液筒，上下部分焊接在一起，總長1. 2m，裝置頂部敞開，從裝置一 側距頂部40mm起開設3個噴液孔，其間距為0. 21m,開設3個噴液孔的目的主要是根據(jù)噴 氣壓力，通過調(diào)整噴霧高度以控制液氣比，從而達到所需要的吸收效果；在裝置上下部分的 焊接平面處有一除霧器，除霧器是由一塊多孔板和填料組成，可根據(jù)需要調(diào)整填料高度，通 過除霧器一方面可以使一部分小霧滴凝結成小水珠沉降下來，另一方面可以對氣體進行二 次吸收，提高了吸收效率，另外，在儲液筒的焊接平面上，開設了 3個高度一樣，口徑一樣的 口 其中一個為吸液孔，與噴液孔在同一側，通過硅膠塞、噴液管、吸液管與噴液孔相連，從 而實現(xiàn)吸收液的封閉循環(huán)吸收，另一個為出氣口，與吸液孔位置相對，通過硅膠塞與出氣管 相連，再一個為取樣口，與出氣口方位成90°，通過硅膠塞與取樣管相連，還有一個是一根 內(nèi)插盲管，與取樣口位置相對，用于插溫度計，以觀察吸收液溫度，并根據(jù)實驗效果進行調(diào) 整。實驗表明對于同一噴氣、噴液管，在同一噴霧壓力下，噴霧高度越高，液氣比越低，但氣 體與液體的接觸時間會延長；對于同一噴氣、噴液管，在同一噴霧高度下，噴氣壓力越大，液 氣比會隨著增大，但達到一定值后會減小或變的不規(guī)律；而對應的每一種口徑的噴氣管都 有一個最佳的噴氣壓力范圍，超出此范圍或者不利于吸收，或者造成動力能源浪費，實際中 應根據(jù)吸收的目的來合理選擇噴氣、噴液管口徑、噴霧高度及噴氣壓力。所述的噴氣管是由長度分別為10Cm、32Cm、60Cm，進氣口徑為5mm，噴氣口徑分別 為 0. 2mm、0. 5mm、0. 8mm、l. lmm、l. 4mm、l. 7mm,2. 1mm，且進氣口與出氣口方向成 90° 的三套 管子組成，三套管子主要為滿足不同噴霧高度的要求，不同口徑主要為滿足不同氣量的要求。根據(jù)對三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝已有的研究 選取噴氣口徑為0. 5mm的噴氣管。所述的噴液管是由長度為10cm，吸液孔徑為5mm，噴液孔徑分別為0. 2mm、0. 5mm、 0. 8mm、l. 1mm、1. 4mm、1. 7mm、2. 1mm，且吸液孔與噴液孔方向成90°的7根管子組成，在噴霧 高度和噴霧壓力確定的情況下，可以通過調(diào)整噴液管的口徑尋找最佳的液氣比，滿足工藝 對吸收效果的要求。經(jīng)實驗得知在噴氣口徑為0. 5mm下，噴霧高度為0. 975m,噴氣壓力為 0. 09Mpa——1. 7Mpa之間，選取噴液孔徑為0. 5mm的噴液管，氣液體積比最小，吸收效果最 好。所述的緩沖罐是一個內(nèi)徑為24cm，高為70cm的圓筒，頂部中心開設一個口徑5cm 的孔，與硅膠塞配合可以作為尾氣回流孔用，頂部一側開設兩個進氣口，底部一側開設一個 出氣口，底部中心設有個帶有閥門的放液孔，緩沖罐總體約30L。緩沖罐的作用主要是為NO 氧化為NO2提供足夠的時間。根據(jù)課題組成員對三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選 冶金精礦或氰化尾渣工藝已有的研究得知在現(xiàn)有實驗條件下，每小時產(chǎn)生400L氣體。計 算可知含有NO的氣體在緩沖罐中的平均停留時間接近4min，這就保證了 NO的氧化度，從而 有利于NOx的吸收。有益效果與現(xiàn)有吸收系統(tǒng)相比，本實用新型應用于三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難 選冶金精礦或氰化尾渣工藝的優(yōu)點為(1)與填料塔、板式塔等塔設備吸收工藝相比，本實用新型不需要額外的動力設 備，可以直接借助于工藝原有的空氣壓縮機來提供動力，整個工藝只需一套動力設備即可， 降低了工藝的運行成本，提高了設備的使用率。(2)與傳統(tǒng)的吸收系統(tǒng)相比，本實用新型吸收速度快，吸收效率高。達到同一吸收 效果，本實用新型相對于其它技術只需要很少的吸收液，節(jié)約了資源。實驗表明在為三相流 化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝選定的條件下，氣液體積比在 620-700之間，氣液摩爾比在0. 47-0. 51之間。另外通過NOx吸收實驗研究表明，其吸收率 可以達到98%以上。(3)本實用新型與傳統(tǒng)吸收系統(tǒng)相比可調(diào)性較大，可以通過噴霧高度、噴氣管口 徑、噴液管口徑、噴氣壓力、吸收液溫度、出氣管口徑、除霧器中的填料高度6個因素來控制 吸收效果，能夠滿足工藝對不同氣量、不同吸收效果的要求。(4)設備易于制作，便于操作。

圖1為吸收裝置主視圖。圖2為吸收裝置左視圖。圖3為吸收裝置俯視圖。圖4為緩沖罐主視圖。圖5為緩沖罐左視圖。圖6為噴氣管/噴液管左視圖。圖7為吸收裝置與噴氣管、噴液管的連接圖。圖中1-儲液筒、2-取樣口、3-出氣
5口、4_ 一號噴液孔、5- 二號噴液孔、6-三號噴液孔、7-噴氣孔、8-吸液孔、9-溫度計插管、 10-除霧器、11-圓筒、12- —號進氣口、13- 二號進氣口、14-放液孔、15-回流孔、16-出氣 口、18-緩沖罐。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本 實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容 之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申 請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1如圖1，圖2，圖3，圖4，圖5所述，通過硅膠塞將噴液管與噴液孔(圖1中的4、5、 6選其中一個)連接起來，并通過耐腐蝕管子、硅膠塞與吸液孔2連接起來；通過硅膠塞將 噴氣孔7與噴氣管連接起來，保證噴液管的噴口端面與噴氣管的噴口端面成90°，并且噴 液管的噴口端面處于噴氣管的噴口端面中央，兩端面之間的間隙以0. 5mm左右為宜；在溫 度計插管9上插上溫度計測量吸收液的溫度，以便根據(jù)條件所需調(diào)整吸收液溫度；通過硅 膠塞將取樣口 8與取樣管連接起來以便隨時取樣，測量吸收液的吸收效果。工作中將一臺 壓縮機與噴氣管連接，經(jīng)過壓縮的氣體在噴氣管口高速噴出，在噴氣管口附近形成局部真 空，利用這局部真空將吸收液吸上，高速噴出的氣體立刻將噴出的吸收液破碎為細小的霧 滴，由于小霧滴直徑很小，不能立刻沉降，隨著持續(xù)的噴出，小霧滴將會充滿整個吸收裝置， 未被吸收的氣體將繼續(xù)被小霧滴吸收，當小霧滴之間碰撞結合為大的的水滴時便沉降下 來，氣體和小霧滴經(jīng)過除霧器10時，由于除霧器的阻力作用，很大一部分小霧滴結合成小 水滴，沉降下來，并且除霧器可以對氣體形成二次吸收，極大的提高了吸收效率，沉降下來 的小水滴經(jīng)過噴液管又重新被噴出吸收氣體，如此周而復始，直至吸收飽和。緩沖罐的作用主要為NO氣體氧化提供足夠的時間，以保證吸收裝置的吸收效果。
權利要求一種氣動霧化吸收裝置，包括儲液筒(1)、噴液孔、緩沖罐(18)和圓筒(11)，其特征是所述的圓筒(11)焊接于儲液筒(1)頂面居中位置，且圓筒(11)與儲液筒(1)連通處安裝有除霧器(10)；一號噴液孔(4)、二號噴液孔(5)和三號噴液孔(6)從下到上等距依次分布于圓筒(11)一側，噴氣孔(7)位于圓筒(11)頂部，所述的吸液孔(8)位于儲液筒(1)頂面與噴液孔出口相對的位置，溫度計插管(9)位于儲液筒(1)頂面與吸液孔(8)相對的位置；所述的取樣口(2)和出氣口(3)位于儲液筒(1)頂面相對位置且與溫度計插管(9)和吸液孔(8)呈90°關系。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種氣動霧化吸收裝置，其特征是所述的溫度計插管(9) 內(nèi)插有溫度計。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種氣動霧化吸收裝置，其特征是所述的緩沖罐(18)頂部 中心有回流孔(15)，一號進氣口(12)和二號進氣口(13)從上到下位于緩沖罐(18)頂部一 側，緩沖罐(18)底部一側出氣口(16)，緩沖罐(18)底部中心設有放液孔(14)。
專利摘要本實用新型提供了一種氣動霧化吸收裝置，屬于資源環(huán)境裝置領域，其包括吸收裝置、噴氣管、噴液管、緩沖罐所述吸收裝置總長1.2m，上細下粗，其上設除霧器、噴氣口、噴液孔、吸液孔、出氣口、溫度計插孔、取樣口；所述噴氣管/噴液管是由不同噴氣口徑與長度的尖管組成，通過硅膠塞噴氣管與吸收裝置的噴氣口相連，通過硅膠塞、管子，噴液管與噴液孔、吸液孔相連；所述緩沖罐高為70cm，內(nèi)徑為24cm，呈柱形狀。該實用新型是為解決三相流化床中循環(huán)催化氧化高硫高砷難選冶金精礦或氰化尾渣工藝中的NOx吸收再生問題而設計，其可以借助于工藝原有的空氣壓縮機，而不需額外購置動力設備，從而為工藝運行節(jié)約了成本，提高了效益。
文檔編號B01D53/18GK201658933SQ20102015535
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者伍靜靜, 劉廣濤, 奚明, 李登新, 段廣杰, 王劍波, 王恩強, 趙松建, 金程 申請人:東華大學