[发明专利]一种高效的气－液传质装置

说明书

技术领域：

本发明是对现有湿法脱硫的脱硫塔结构的改进，特别是公开一种高效气-液传质装置，属于化工装备技术领域，

背景技术：

目前，绝大多数湿法脱硫的脱硫塔基本采用填料塔，由于采用的填料规格型号不一样，所以传质面积有所不同，但在设计时设计部门都能够依据气量大小、硫化氢含量多少以及所选填料的不同而设计不同的塔体，总之，均能够满足生产需要，即一般都能满足气体净化度的要求。然而，随着企业生产规模的不断扩大，以及后序产品多样化的调整，企业对脱硫要求越来越严格。而填料脱硫塔所带来的弊病也越来越突出，塔越做越大，循环量越来越高，但净化度也越来越不能满足生产需要。更严重的是，填料塔堵塔的现象越来越多和严重，已经严重影响了企业的正常生产。

发明内容：

本发明公开一种高效气-液传质方法，克服了填料式湿法脱硫技术成本高的缺欠。

本发明还提供了一种高效气-液传质装置，解决了现有脱硫塔体积庞大，气体净化度低等缺欠。

本发明的技术解决方案如下：将气体从塔底部直接进入气泡再分布器，从气泡再分布器出来后与从塔顶流下来的脱硫液鼓泡接触，气体中的硫化氢迅速与脱硫碱液发生反应，同时气体以小泡的形式在浮力作用下向上升腾，在气泡升腾过程中，多次增加气泡再分布装置，使气泡经过破碎再分布形成无数的气泡群，从而大大强化了气液传质过程，此时硫化氢的脱除率将达到60-70％，经过初步净化后的气体迅速进入第二层分布装置，同样完成上述的反应，此时的气体净化度可达到90-95％，最后依据净化度要求，气体进入第三层分布吸收装置经除沫器后出塔。

具体采用以下结构：塔体内至上而下设有除沫板、液体分布器和多级气液交换机构，塔体的底部为集液室，塔体的顶部为出气口；所述的气液交换机构包括上部的再分布板，中部的气泡再分布器和底部的挡板，再分布板上均匀分布有分流孔，气泡再分布器为空腔结构，表面分布出气排孔，使气泡破碎形成气泡群，其通气管与下一级气液交换机构联通，降液管设在两气液交换机构之间，降液管的上管口位于再分布板的平面上，下管口设在挡板及再分布板之间，末级气液交换机构的降液管接集液室；进料口与液体分布器联通，脱硫贫液从进料口经液体分布器喷淋而下，进气管与最末级气液交换机构的气泡再分布器联通，出液管与集液室联通将液体排出。

本发明与填料式湿法脱硫技术对比，同样规模的脱硫塔，按照目前通用的填料塔设计，情况如下：脱硫塔直径：3.4m、高32.50m；选聚丙烯阶梯环为填料，填料共3层，每层填料高5米，总高15米，共136m³。溶液循环量：400m³/h。该塔要使用三层再分布器，一个液体分布器。预计该塔总投资：90万元。

采用本发明的装置作为传质内件，则所设计的脱硫塔情况如下：脱硫塔直径：2.2m、高21.00m；无须用填料；溶液循环量：320m³/h；塔预计总投资：55万元。

本发明具有的积极效果在于：利用了H₂S和碱溶液能够快速进行化学反应的特征，采用气液直接接触，使气液之间动态接触，湍动传质，大大增加了气液间的接触面积，使气体在极短的时间内实现了与液体充分混合接触，提高了气体的净化度；本发明不用填料，解决填料脱硫塔内的堵塔问题，装置结构简单，安装方便，操作弹性大，塔阻力降小，生产成本低，实际应用效果显著。

附图说明：

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1

根据图1所示，塔体14内至上而下设有除沫板5、液体分布器7和多级气液交换机构15(本实施例为三级气液交换机构，也可依据气体中硫化氢含量高低来确定使用级数)，塔体14的底部为集液室16，所述的气液交换机构15包括上部的再分布板8，中部的气泡再分布器9和底部的挡板10，再分布板8上均匀分布有分流孔17，气泡再分布器9为空腔结构，表面分布出气排孔18，使气泡破碎形成气泡群，其通气管19与下一级气液交换机构15联通，降液管11设在两气液交换机构15之间，降液管11的上管口位于再分布板8的平面上，下管口设在挡板10及再分布板8之间，进料口1与液体分布器7联通，脱硫贫液从进料口1经液体分布器7喷淋而下，进气管2与最末级气液交换机构15的气泡再分布器9联通，出液管3与集液室16联通将液体排出，塔体14的底部还设有排液管13。

脱硫液从进料口1经液体分布器7从塔顶喷淋而下，在挡板10上积聚并形成了溶液层淹没了再分布器9、气体再分布板8，达到一定高度后，再从降液管11下降到下一层挡板10上，再一次淹没了气体再分布器9、再分布板9，达到一定高度后，又从降液管11下降，淹没了气体分布器12、气体再分布板8，达到一定高度后，又从降液管11下降，到达塔底部从出液管3流出；而气体则从进气管2进入分布后，经上升一段后在经过气体再分布板8从新分布后，以气泡的形式上升穿过液层后，再进入气泡再分布器9经再布后，和前一段一样以气泡的形式上升穿过液层，进入上一层，经气泡再分布器9再布后同样以气泡的形式上升穿过液层，再通过除沫器5除沫后经出气管4进入下一段工艺。