一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺

摘要

本发明公开了一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺，反应器底部设有微泡发生装置，微泡发生装置上遍布微孔；含氧气体经增压后输入微泡发生装置，气体通过微孔在反应器的溶液中形成大量的气泡，使得溶液中待氧化处理物质的氧化过程得以实现。本发明的工艺，可以实现氧及自由基在溶液中高效传质，从而使得亚硫酸铵的氧化过程变得高效。

权利要求

1.一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺，其特征在于：反应器（4）底部设有微泡发生装置（1），微泡发生装置（1）上遍布微孔（2）；含氧气体（3）经增压后输入微泡发生装置（1），含氧气体（3）通过微孔（2）在反应器（4）的溶液（5）中形成大量的气泡（6），使得溶液（5）中待氧化处理物质的氧化过程得以实现；所述的微泡发生装置（1）为球状或半球状；所述的微孔的孔径为0.1~2000μm；微泡发生装置（1）为至少一个；所述的含氧气体（3）是空气或氧气或其它含氧气体；溶液（5）注入反应器（4）的方式为连续式或间歇式，所述的溶液为亚硫酸铵溶液。

说明书

一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺。

背景技术

[0002] 在烟气脱硫工业中，采用钙法脱硫生成的亚硫酸钙溶液和采用氨法生成的亚硫酸铵溶液都需要与含氧气体接触，将亚硫酸盐氧化为正硫酸盐。然而，在相同的气液接触条件下，不同的亚硫酸盐的氧化速率并不一样，氧化亚硫酸铵比氧化亚硫酸钙困难。实践中，利用空气氧化亚硫酸钙的技术已广泛使用，而亚硫酸铵的气液接触氧化工艺还欠成熟，所需设备大，处理时间长。因此，目前我国火电站燃煤锅炉烟气脱硫还以钙法为主。然而，氨法脱硫有许多不可替代的优势。就湿法吸收SO2而言，氨基比钙基吸收剂的吸收速率更快，吸收SO2后转变为亚硫酸铵，亚硫酸铵进一步被氧化成硫酸铵，硫酸铵是高附加值的农用化肥，无固体废弃物等。随着氧化技术的发展和各种脱硫技术的实践，越来越多的人认识到氨法脱硫的经济性。为达到工业应用的要求，解决亚硫酸铵的氧化工艺问题成为氨法脱硫的技术关键，而现有技术中，将脱硫产物亚硫酸铵溶液氧化为硫酸铵溶液的效率较低，亟需一种专用高效的工艺，实现亚硫酸铵高效地转化为硫酸铵。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺。

[0004] 一种利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺，反应器底部设有微泡发生装置，微泡发生装置上遍布微孔；含氧气体经增压后输入微泡发生装置，含氧气体通过微孔在反应器的溶液中形成大量的气泡，使得溶液中待氧化处理物质的氧化过程得以实现。

[0005] 所述的微泡发生装置为筒状、球状、半球状、平面或其它曲面状。

[0006] 所述的微孔的孔径为0.1~2000μm。

[0007] 微泡发生装置为至少一个。

[0008] 所述的含氧气体是空气或氧气或其它含氧气体。

[0009] 溶液注入反应器的方式为连续式或间歇式。

[0010] 本发明的有益效果是：本发明的工艺，可以实现氧及自由基在亚硫酸铵的溶液中高效传质，从而使得亚硫酸铵的氧化过程变得高效。

附图说明

[0011] 图1为利用微泡实现氧及自由基液相高效传质的工艺及装置示意图（主视图）。

[0012] 图2包括10个筒状微泡发生装置的高效传质装置示意图（俯视图）。

[0013] 图3包括6个半球状微泡发生装置的高效传质装置示意图（俯视图）。

[0014] 图4包括6个球状微泡发生装置的高效传质装置示意图（俯视图）。

具体实施方式

[0015] 如图1，含氧气体3经增压后输入一个或多个设置于反应器4底部的微泡发生装置1，并通过微泡发生装置1表面遍布的微孔2在反应器4的溶液5中形成大量的气泡6，使得溶液5中待氧化处理物质的氧化过程得以实现。

[0016] 溶液5为亚硫酸铵溶液，由于大量的微泡可以实现氧及自由基的高效传质，所以，溶液中的反应变得非常快。

[0017] 所述的微孔的孔径为0.1~2000μm。

[0018] 下面结合具体实施例来说明本发明：

[0019] 实施例1：

[0020] 如图2，反应器10（反应器为立式塔型）底部设有10个筒状微泡发生装置8，微泡发生装置8表面遍布微孔9；空气14经增压后通过管路15输入筒状微泡发生装置8，气体通过微泡发生装置8的微孔9在反应器10的溶液11中形成大量的气泡12，气泡12中氧的传质使溶液中的亚硫酸铵氧化过程得以实现。

[0021] 亚硫酸铵溶液1000 L，浓度为1.0 mol.L-1，pH值6.0，亚硫酸铵溶液一次加入反应器内，达到规定氧化率（99.5%）后将溶液排出反应器，接着可以继续注入亚硫酸铵溶液，继续进行氧化还原反应，溶液的注入方式是间歇式的。

[0022] 亚硫酸铵氧化率达到99.7%。

[0023] 实施例2：

[0024] 如图3，反应器18（反应器为立式塔型）底部设有6个半球状微泡发生装置16，半球状微泡发生装置16表面遍布微孔17，氧气22经增压后通过管路21输入半球状微泡发生装置16，进而通过微孔17在反应器18的溶液19中形成大量的气泡20，气泡20中氧的传质使溶液中的亚硫酸铵氧化过程得以实现。

[0025] 亚硫酸铵溶液1000 L，浓度为0.1 mol.L-1，亚硫酸铵溶液一次加入反应器内，达到规定氧化率（99.5%）后将溶液排出反应器，接着可以继续注入亚硫酸铵溶液，继续进行氧化还原反应，溶液的注入方式是间歇式的。

[0026] 亚硫酸铵氧化率达到99.7%。

[0027] 实施例3：

[0028] 如图4，反应器25（反应器为立式塔型）底部设有6个球体形微泡发生装置23，球体形微泡发生装置23表面遍布微孔24，氧气29经增压后通过管路28输入微泡发生装置23，并通过微孔24在反应器25的溶液26中形成大量的气泡27，气泡27中氧的传质使溶液中的亚硫酸铵氧化过程得以实现。

[0029] 另外，反应器上部（距反应器顶端为塔高度的1/12）侧面设有流道入口30，下部（距反应器底端为塔高的1/12）侧面设有流道出口31。

[0030] 氧化前亚硫酸铵溶液（3.0 mol.L-1）从流道入口30定量（180 L.h-1）连续注入反应器，氧化后硫酸铵溶液从流道出口31连续流出反应器。

[0031] 亚硫酸铵氧化率达到99.8%。