[发明专利]一种半连续式气固液三相反应装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种半连续式气固液三相反应装置及其使用方法，反应装置主要包括：反应物进料系统、气固液三相反应系统、反应实时监测系统及气体净化系统。本发明反应装置可用于模拟气固液三相反应过程，提供两种气固液三相反应方式：喷淋式反应、鼓泡式反应。以曝气管曝气进行气动搅拌，无需机械搅拌装置。此外，本装置用于烟气脱硫时，可深度模拟吸收塔真实反应状态；并可实现对脱硫系统脱硫效率、浆液氧化程度、浆液起泡定量研究及石膏晶体生长情况的研究。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种半连续式气固液三相反应装置及其使用方法。

背景技术

火电厂烟气脱硫目前主要以石灰石-石膏湿法脱硫工艺为主，此工艺过程涉及气固液三相反应，反应复杂，主要反应可归结为：

烟气中气态的SO₂被吸收塔上部喷嘴喷射出的石灰石浆液吸收，得到H⁺、及并随浆液落入底部的浆池中。生成的H⁺进一步溶解CaCO₃得到Ca²⁺；生成的及在浆池中会在吸收塔底部通入的氧化空气作用下发生氧化生成与石灰石溶解得到的Ca²⁺结合会得到石膏(CaSO₄·2H₂O)。

气固液三相反应复杂，涉及多种相态(包括反应物、生成物)，影响因素众多。发明一种气固液三相反应装置以模拟真实三相反应对于捕捉反应过程中的关键参数及各因素变化对反应系统各指标的影响等具有重要影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种半连续式气固液三相反应装置及其使用方法，本发明能够模拟火电厂烟气脱硫中真实的三相反应，有利于研究者捕捉反应过程中的关键参数及各因素变化对反应系统各指标的影响。

本发明采用的技术方案如下：

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种半连续式气固液三相反应装置，包括第一筒体、第二筒体、底部连通段、加热控温装置、曝气管、反应实时监测系统、模拟气源、气体净化系统、循环泵和喷嘴，第一筒体采用无下底的筒体结构，第二筒体采用无上底和无下底的筒体结构，第一筒体的下端和第二筒体的下端通过底部连通段连通，第二筒体，喷嘴设置于第一筒体内腔的顶部，第一筒体的顶部在喷嘴的上方设有气体出口，气体净化系统与气体出口连接，第一筒体上在喷嘴的下方设有气体入口，模拟气源与气体入口连接；

反应实时监测系统的检测部设置于第二筒体内并浸入第二筒体内的液体内；

曝气管设置于底部连通段内，循环泵的入口与底部连通段的内腔连通，循环泵的出口与喷嘴连接；

第一筒体的下端、第二筒体的下端以及底部连通段设置于加热控温装置中。

优选的，第一筒体是透明的，第一筒体上从上至下设有刻度。

优选的，所述模拟气源包括氮气瓶和二氧化硫气瓶，氮气瓶的出口和二氧化硫气瓶的出口分别设有第一减压阀和第二减压阀，第一减压阀的出口连接有第一管路，第二减压阀的出口连接有第二管路，第一管路和第二管路汇合后与第一筒体上的气体入口连接，第一管路和第二管路上分别设有第一流量计和第二流量计。

优选的，本发明半连续式气固液三相反应装置还包括气泵，气泵的出口通过管路与曝气管连接，气泵与曝气管连接的管路上设有第三流量计。

优选的，气体净化系统包括缓冲瓶和吸收瓶，缓冲瓶的入口通过管路与第一筒体上的气体出口连接，缓冲瓶的入口与气体出口连接的管路上设有第四流量计，缓冲瓶的出口通过管路与吸收瓶连接。