[发明专利]细孔筛板式鼓泡塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种鼓泡塔，属于化工和环保技术领域的气液传质设备，可以广泛应用于化工、环保、冶炼、轻工等行业的蒸馏、吸收、分离、洗涤、净化等工艺过程。

背景技术

吸收塔是一类重要的处理气体中的挥发性污染物和粉尘的净化装置和工艺，典型地可以分为喷淋塔(喷雾塔)、填充塔、板式塔和喷射鼓泡塔(Jet bubbling tower)。按照气液接触的动力来源，吸收塔可以分为将液体喷射到气相中的液体喷射方式和将气体喷射到液相的气体喷射方式。为了提高处理效率、降低投资和运行费用，提高吸收塔中的气液接触效率是一个主要的研究方向。

常见的喷淋式净化工艺，依靠水泵的动力将水提升后通过喷淋头、雾化头向下喷淋，或喷洒在挡板上形成水帘流下，空气在风机抽吸下自下而上流动，与液相逆流接触。操作条件为气体流速0.5～2m/s，耗水量0.5～1.5L/m3，压力损失100～500Pa，其结构简单，阻力小，但设备庞大，耗水量大，除尘效率较低。另一种自激式净化工艺，气流转弯向下冲击水面后，通过S形通道节流激起大量的水花，由于尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，使含尘气体得以净化。操作条件为气体流速10～20m/s，耗水量0.05～0.1L/m3，压力损失1000～1500Pa，除尘效率可达95％，其结构紧凑，占地面积小，负荷适应性好，耗水量少，但压力损失很大。

板式塔是常见的鼓泡型洗涤器，塔板上分布大量气孔供气相通过，气液接触在塔板上的鼓泡层进行，液相由水泵泵送从塔顶向下喷淋，气流穿过液层时形成大量气泡并不断破裂和更新，在鼓泡区将粉尘捕集下来，常采用多层塔板以提高净化效率。操作条件为气体流速1～3m/s，耗水量0.1～0.3L/m3，压力损失300～1000Pa。板式塔按孔径分为小孔筛板(3～8mm)和大孔筛板(10～25mm)。小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液；大孔筛板则易漏液，要求的操作压力高，传质效率也较低。筛板塔较好地兼顾了处理通量、净化性能和运行能耗，但其结构较复杂、操作弹性小、安装要求高。

喷射鼓泡式吸收塔的工作原理是，被处理气体由喷射管导入由上下盘板组成的封闭空间中形成气层，从液体中鼓泡上升，穿过气体分散板或整流上升管后，气体夹带的液体在盘板上部形成一个由大量不断形成和破碎的气泡组成的连续的鼓泡层。由于气液间的多级接触和庞大的接触面积，喷射鼓泡式吸收塔的传质速率很高，可以有效吸收去除气体中所含挥发性污染物，而粉尘等微细颗粒物也在接触液膜后被去除。其典型应用如日本千代田化工公司的C-T121鼓泡式吸收塔脱硫工艺，美国专利“Gas sparging method(US 4368060)”、中国专利“处理含有灰尘和化学污染物的废气的方法与设备(CN90104117)”、“使用气体多层筛板用于烟道气湿法脱硫的方法和装置(CN1086597C)”。

由于喷射鼓泡塔依靠气体压力形成鼓泡层，对于气体分散板的水平度要求很高。即使气体分散板的安装发生几毫米的倾斜，就意味着气体分散板的不同区域存在几毫米水柱的压差，气体将从液位低的区域的排气孔通过，而液位高的区域还可能从喷气孔漏液进而破坏气液循环。然而，现有技术中气体喷射管从吸收塔上方穿过气体分散板通入气层区，气体分散板不仅结构复杂，制造、安装和维修都很困难，而且与其它部件相互支撑紧固，无法在应用现场调整水平度，将严重影响喷射鼓泡塔的运行和处理效率。进而，被处理气体从喷射管导入气体分散板下方，冲击液面并夹带液体穿过喷射孔后上升，在径向不同位置的携液量是不均匀的，越靠近喷射管区域的气冲携液量越大，远离喷射管区域的气冲携液量越小，降低了气液接触效率。其次，喷射管从吸收塔上方穿过气体分散板，使吸收塔上方的空间利用效率低，增大了设备的体积和成本。

发明内容

因此，本发明是为解决上述问题而提出的，其目的是提供一种新型的细孔筛板式鼓泡塔，能显著增大气液接触效率，提高鼓泡塔的反应速度或净化效率，减小系统的压降和能耗，其结构简单、操作稳定、便于维护。

本发明采取的技术方案，是一种细孔筛板式鼓泡塔，包括筒体、进气口、出气口、至少一层塔板和降液器。进气口设置在简体下部、液面以上的位置；出气口设置在简体上部、塔板鼓泡层以上的位置。气相分配器与进气口相通，使进气在筒体的径向均匀分布；筒体截面积较小时可以不设气相分配器。