[实用新型]多孔球新型除CO2器

说明书

本实用新型属流态化技术在水处理系统中除CO₂的应用装置。

目前火电厂水处理系统中，采用固定床除CO₂器（见内蒙古电力设计院，北京电力设计院，“除CO₂器典型设计参数说明”1974年）。这种装置以瓷环和多面球为固定填料，将从上往下的水流，分散成许多小股或小滴状，在逆向流动的空气作用下，脱吸阳离子交换器出水中含有的大量CO₂，达到除CO₂的目的。其作用是提高阴离子交换器的出力，提高阴离子交换器的除硅能力，从而提高出水水质。

固定床除CO₂器运行时，由于受泛点控制，采用的喷淋密度和气体速度都不能太大，其喷淋密度为60米³／米²小时、填料空隙中液相线性流速一般为0.05米／秒，空塔气速为0.5米／秒。根据双膜理论，传质过程阻力主要集中于气、液界面两侧的气相、液相的滞流膜层内。据分析脱吸CO₂属液膜控制过程。在固定床除CO₂器中，由于两相流速低，流体湍动程度小，不利于液膜阻力的减小，导致传质系数低，脱吸效率不高。这样，要使出水中CO₂小于5PPm，只有通过增加传质单元高度办法来解决；要达到所需出力，只能增大装置的直径。结果使现用的固定床除CO₂器体积大，出力低，投资，维修费用大。

本装置采用流态化多孔球新型除CO₂器。1964年加拿大Kiel－back·A·W，提出的专利（US3122 594）－Turbulent Contact Absorber简称TCA，（国内译为湍动接触吸收器，简称湍球塔）。这种TCA塔中设有上下两层格栅，放入塑料空心球，液体由上流下，气体由下鼓入，在气流和液流的共同作用下，球体无规则的高速湍动，形成三相流化床，使气、液两相充分接触，具有高效传质、传热和混合效果。并且在一定流体流速 变化范围内，床层压降变化不大。因此，具有处理能力大、耗能低，装置结构简单，价廉，操作方便等优点。这种TCA装置已用于化工、环保等部门，据查阅国内外资料报道，未见用于水处理系统除CO₂过程中。

本实用新型中，为进一步提高传质效率，设计一种多孔球代替TCA中的塑料球。这种多孔球是为了进一步提高传质效率而设计的一种填料球。其外型呈园球状，以利于流体流动。其直径为0.02米～0.05米。所谓“多孔”是指在空心园球表面开有一些孔。例如球可等分为8份，其中4份为空心的，另4份为挖掉部分（见附图2）。附图2是多孔球的剖面示意图。左为左半球，右为右半球，斜线部分为密封的空腔，其厚度应与塑料等厚；空白部分为挖掉部分，作为孔道，流体可从孔道进出。

本实用新型在结构上没有格栅，在格栅之间置入多孔球，阳床出水由上部流下，空气由下鼓入，多孔球在流体共同作用下，剧烈湍动，达到脱吸CO₂的目的。上部没有除沫器，气体经除沫以后排入大气。脱去CO₂后的阳床出水进入中间水箱。

本实用新型在流体高流速作用下，多孔填料球体的无规则高速湍动，与塑料空心球相比，传质界面的总面积增加，受液膜控制的液膜阻力减小，而且高速湍动使气、液界面不断更新，三者共同作用的结果，导致传质效率大大提高，出水水质可达2PPm，填料高度由固定床的3米降到0.2米左右，喷淋密度由60米³／米²·小时提高到120米³／米²·小时装置总高度由固定床的5米降到3米，使投资和维修费用大大降低。

附图1：1——除沫器；2——进水管；3——填料球；4——第Ⅱ段除CO₂器；5——第Ⅰ段除CO₂器；6——进气管；7——排气管；8——排水管；9——格栅。