[发明专利]一种亚硫酸铵氧化的微界面反应系统及方法

说明书

一种亚硫酸铵氧化的微界面反应系统，包括：氧化反应器、亚硫酸铵存储罐、氧气进气管道和外置式微界面发生器；所述氧化反应器内设置有液动式微界面发生器和氧气微界面发生器，所述氧气进气管道连接有所述氧气微界面发生器和所述液动式微界面发生器；所述氧化反应器的侧面设置有微界面机组，所述微界面机组由若干个所述外置微界面发生器构成，所述微界面机组连接有所述亚硫酸铵存储罐和所述氧气进气管道用以将氧气和亚硫酸铵溶液进入到所述微界面机组内部破碎分散，破碎分散后的氧气微气泡伴随着亚硫酸铵溶液进入到所述氧化反应器。本发明的反应系统保证了气体的充分利用，提高了气含率和反应效率。

技术领域

本发明涉及亚硫酸铵氧化的领域，具体而言，涉及一种亚硫酸铵氧化的微界面反应系统及方法。

背景技术

氨法脱硫工艺是一种绿色工艺，采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2并生成亚硫酸铵，亚硫酸铵也可作为化肥直接施用，但产品的稳定性较差，难被农民接受；作为小造纸厂的生产原料，将产生废水，造成二次污染。而硫酸铵产品性能稳定，其中含有氮和硫两种营养元素，对植物生长有利，既能作为单独的肥料，也能作为生产复合肥料的原料，故亚硫酸铵的氧化问题越来越受到人们的重视。如何高效经济地将亚硫酸铵转化为硫酸铵或其他高效化肥，是氨法脱硫工艺实现工业化的关键。

现有技术中亚硫酸铵氧化的过程中氧气与亚硫酸铵溶液的相界传质面积较小，从而导致反应速率慢，生成硫酸铵的效率低；同时现有技术中气泡容易在反应器的顶部产生聚并，降低反应效率。因此，亟需改进亚硫酸铵氧化的反应系统，加快亚硫酸铵氧化为硫酸铵的反应速率，提高硫酸铵的生产效率。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种亚硫酸铵氧化的微界面反应系统，该反应系统通过在氧化反应器内部设置有氧气微界面发生器，使得氧气在反应前预先破碎分散成氧气微气泡，增大了氧气和亚硫酸铵溶液之间的相界传质面积，从而解决了现有技术中氧气与亚硫酸铵溶液的相界传质面积较小，反应速率慢，生成硫酸铵效率低的问题，该反应系统在氧化反应器内部还设置有液动式微界面发生器，将氧化反应器顶部聚集的氧气通过液相为动力进行卷吸，保证气体的充分利用，提高反应效率；该反应系统在氧化反应器外部设置有微界面机组，将氧气预先破碎分散为微气泡并与亚硫酸铵溶液进行混合，提高反应效率。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统的方法，该方法操作简便，反应速率快，得到的产品品质高，值得广泛推广进行应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种亚硫酸铵氧化的微界面反应系统，包括：氧化反应器、亚硫酸铵存储罐、氧气进气管道和外置式微界面发生器；

所述氧化反应器内设置有液动式微界面发生器和氧气微界面发生器，所述氧气进气管道连接有所述氧气微界面发生器和所述液动式微界面发生器；

所述氧化反应器的侧面设置有微界面机组，所述微界面机组由若干个所述外置微界面发生器构成，所述微界面机组连接有所述亚硫酸铵存储罐和所述氧气进气管道用以将氧气和亚硫酸铵溶液进入到所述微界面机组内部破碎分散，破碎分散后的氧气微气泡伴随着亚硫酸铵溶液进入到所述氧化反应器。

现有技术亚硫酸铵氧化的过程中氧气与亚硫酸铵溶液的相界传质面积较小，从而导致反应速率慢，生成硫酸铵的效率低；同时现有技术中气泡容易在反应器的顶部产生聚并，降低反应效率。本发明为了解决上述技术问题提供了一种新型的反应系统，该反应系统通过在氧化反应器内设置氧气微界面发生器用以将氧气预先破碎分散为氧气微气泡，增大氧气与亚硫酸铵溶液之间的相界传质面积，提高了反应效率；该反应系统通过在氧化反应器内设置液动式微界面发生器，将氧化反应器顶部聚集的氧气通过液相为动力进行卷吸，保证气体的充分利用，提高反应效率；该反应系统通过在氧化反应器侧面设置有微界面机组，将进入氧化反应器的氧气预先破碎分散后和亚硫酸铵溶液混合，增大了氧气与亚硫酸铵溶液的相界传质面积，提高了反应效率。