【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分散、传质以及化学反应工程，涉及一种高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置及方法。
技术介绍
1、从工业级磷酸到食品级或电子级磷酸的制备，需要对磷酸中的砷进行深度脱除。目前工业脱砷的原理是采用脱砷剂与磷酸中的砷反应，生成沉淀物三硫化二砷。为了不引入其他杂质离子，最常用的脱砷剂是五硫化二磷（p2s5），而为了确保砷被深度脱除，p2s5的添加量往往是过量的，这就导致磷酸溶液中含有未反应的硫化氢（h2s）。虽然磷酸溶液中的h2s是微量的，但却存在严重的安全隐患。因此需要对磷酸溶液中的h2s进行脱除。
2、工业上，脱除磷酸溶液中h2s的现有工艺是通过向磷酸溶液中鼓吹空气，通过改变h2s的平衡分压来实现磷酸溶液中h2s的脱除，随后富载h2s的空气被通入到氢氧化钠或碳酸钠溶液中，对空气中的h2s进行吸收，之后将不含h2s的空气排除。现有工艺主要是在塔设备内进行，塔设备的气泡分散尺度在毫米级，加之磷酸溶液的粘度较大，这两方面的原因导致利用空气吹脱h2s过程的传质效率低下、设备体积庞大，并且需要大量的空气进行吹脱，最终造成了设备占地面积大、操作不方便以及投资运行成本高等问题。同样，将富载h2s的空气通入到氢氧化钠或碳酸钠溶液中进行h2s吸收的过程也存在着传质效率低下和设备体积庞大的问题。因此，目前迫切需要发展传质效率更高的技术和装备来强化湿法磷酸中h2s尾气吸收和解吸过程。
技术实现思路
1、针对现有技术在脱除湿法磷酸中的h2s尾气时存在的传质效率低下的问题，本专利技术提供了
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术主要对现有湿法磷酸中h2s尾气净化设备中h2s解吸装置和h2s吸收装置的结构进行了改进，具体采用的技术方案如下：
3、一种高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，包括h2s解吸装置和h2s吸收装置，
4、所述h2s解吸装置包括第一驱动装置、第一传动轴、解吸装置壳体、变径转轴、固定轴承；所述解吸装置壳体为两端封闭的圆筒，解吸装置壳体的轴线垂直于水平面，解吸装置壳体内部的空间包括相互衔接的解吸段和分散段，解吸段的壁面上设有磷酸入口，分散段的壁面上设有气体入口，气体入口为多个，各气体入口环绕分散段的壁面设置，解吸装置壳体的上部设有气体出口、下部设有磷酸出口；所述变径转轴位于解吸装置壳体内，变径转轴的轴线与解吸装置壳体的轴线重合，变径转轴的外壁与解吸装置壳体的内壁之间形成环隙，处于解吸段的环隙宽度与处于分散段的环隙宽度之比为（5~50）: 1；变径转轴的一端通过第一传动轴与第一驱动装置连接、另一端与设置于解吸装置壳体内的固定轴承连接；
5、所述h2s吸收装置包括第二驱动装置、第二传动轴、转盘、吸收装置壳体、气体分布器；所述吸收装置壳体为两端封闭的圆筒，吸收装置壳体的轴线垂直于水平面，吸收装置壳体的顶部设有吸收液入口、底部设有吸收液出口；所述气体分布器设置于吸收装置壳体顶部，气体分布器的出口与吸收装置壳体内部连通；所述转盘呈圆形，转盘水平设置于吸收装置壳体内，转盘与吸收装置壳体的内壁之间形成间隙；转盘通过第二传动轴与第二驱动装置连接；转盘、吸收装置壳体以及第二传动轴的轴线重合；
6、所述气体出口通过管件与气体分布器的入口连通。
7、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，所述环隙宽度是指变径转轴的外壁到解吸装置壳体内壁的距离。例如，处于解吸段的环隙宽度是指处于解吸段的变径转轴的外壁到解吸装置壳体内壁的距离，处于分散段的环隙宽度是指处于分散段的变径转轴的外壁到解吸装置壳体内壁的距离。为了满足处于解吸段的环隙宽度大于处于分散段的环隙宽度，变径转轴在解吸段的直径应小于变径转轴在分散段的直径。在处于解吸段的环隙宽度与处于分散段的环隙宽度之比满足前述比例关系的基础之上，处于解吸段的环隙宽度优选为5~100 mm，处于分散段的环隙宽度优选为0.5~10 mm。
8、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，所述解吸段与分散段的高度比优选为（5~50）: 1，通常分散段高度可以为10~50 mm。
9、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，为了减少变径转轴旋转形成的旋流场对去除了h2s的磷酸与富载h2s的吹脱气体的分离造成的扰动，在解吸装置壳体内，于解吸段的上方设有第一分离段，于分散段的下方设有第二分离段；解吸段与第一分离段和第二分离段的高度之比优选为（8~10）: 1；并且，变径转轴处于第一分离段和第二分离段的直径小于变径转轴处于解吸段的直径，例如，通常可以控制变径转轴在解吸段的直径与变径转轴在第一分离段和第二分离段的直径之比为（2.5~5）: 1。
10、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，转盘上表面到吸收装置壳体上壁的距离、转盘下表面到吸收装置壳体下壁的距离，以及转盘侧壁到吸收装置壳体侧壁的距离相等，均为1~20 mm。
11、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，为了强化气液两相在高速剪切场内混合过程的湍动，处于解吸段的变径转轴的表面设有若干环绕变径转轴且平行于水平面的第一凹槽，转盘上表面和下表面上设有若干环形的第二凹槽，转盘上表面上的各第二凹槽与转盘上表面共圆心，转盘下表面上的各第二凹槽与转盘下表面共圆心。对于第一凹槽而言，优选地，第一凹槽的深度为0.25~2 mm、第一凹槽最宽处的宽度为0.25~4mm，进一步优选地，第一凹槽的截面形状呈矩形，更优选地，各相邻第一凹槽之间的距离为0.25~4 mm；对于第二凹槽而言，优选地，第二凹槽的深度为0.25~2 mm，第二凹槽最宽处的宽度为0.25~4 mm，进一步优选地，第二凹槽的截面呈矩形，更优选地，转盘上表面上的相邻第二凹槽之间的距离为0.25~4 mm，转盘下表面上的相邻第二凹槽之间的距离为0.25~4mm。
12、进一步地，上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，相邻第一凹槽之间的距离相等，转盘上表面上的相邻第二凹槽之间的距离相等，转盘下表面上的相邻第二凹槽之间的距离相等。
13、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，气体入口设置多组，同一组气体入口均匀分布于解吸装置壳体的同一高度处；同一组气体入口中，各气体入口的轴线位于同一平面且与解吸装置壳体的轴线相交，相邻气体入口的轴线相交于解吸装置壳体的轴线后形成的角的角度为45°~90°；气体入口的内径为0.5~10 mm。
14、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，所述气体分布器设置多个，例如气体分布器可以设置2~20个，气体分布器环绕解吸装置壳体的顶部的中心设置。
15、上述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置的技术方案中，气体分布器的出口直径为0.5~5 mm。解吸装置壳体的直径根据实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，包括H2S解吸装置和H2S吸收装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，处于解吸段（5-1）的环隙宽度为5~100 mm，处于分散段（5-2）的环隙宽度为0.5~10 mm。
3.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，解吸段（5-1）与分散段（5-2）的高度比为（5~50）: 1。
4.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，转盘（15）上表面到吸收装置壳体（16）上壁的距离、转盘（15）下表面到吸收装置壳体（16）下壁的距离，以及转盘（15）侧壁到吸收装置壳体（16）侧壁的距离相等，均为1~20 mm。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，处于解吸段（5-1）的变径转轴（6）的表面设有若干环绕变径转轴（6）且平行于水平面的第一凹槽（6-1）；转盘（15）上表面和下表面上设有若干环形的第二凹槽（15-1），转盘（15）上表面上的各第二凹槽
6.根据权利要求5所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，第一凹槽（6-1）的深度为0.25~2 mm、第一凹槽（6-1）最宽处的宽度为0.25~4 mm；第二凹槽（15-1）的深度为0.25~2 mm，第二凹槽（15-1）最宽处的宽度为0.25~4 mm。
7.根据权利要求6所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，相邻第一凹槽（6-1）之间的距离相等，转盘（15）上表面上的相邻第二凹槽（15-1）之间的距离相等，转盘（15）下表面上的相邻第二凹槽（15-1）之间的距离相等。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，气体入口（8）设置多组，同一组气体入口（8）均匀分布于解吸装置壳体（5）的同一高度处；同一组气体入口（8）中，各气体入口（8）的轴线位于同一平面且与解吸装置壳体（5）的轴线相交，相邻气体入口（8）的轴线相交于解吸装置壳体（5）的轴线后形成的角的角度为45°~90°；气体入口（8）的内径为0.5~10 mm。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述高效净化湿法磷酸中H2S尾气的装置，其特征在于，气体分布器（13）的出口直径为0.5~5 mm。
10.一种高效净化湿法磷酸中H2S尾气的方法，其特征在于，使用权利要求1至9中任一权利要求所述装置，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，包括h2s解吸装置和h2s吸收装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，其特征在于，处于解吸段（5-1）的环隙宽度为5~100 mm，处于分散段（5-2）的环隙宽度为0.5~10 mm。
3.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，其特征在于，解吸段（5-1）与分散段（5-2）的高度比为（5~50）: 1。
4.根据权利要求1所述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，其特征在于，转盘（15）上表面到吸收装置壳体（16）上壁的距离、转盘（15）下表面到吸收装置壳体（16）下壁的距离，以及转盘（15）侧壁到吸收装置壳体（16）侧壁的距离相等，均为1~20 mm。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述高效净化湿法磷酸中h2s尾气的装置，其特征在于，处于解吸段（5-1）的变径转轴（6）的表面设有若干环绕变径转轴（6）且平行于水平面的第一凹槽（6-1）；转盘（15）上表面和下表面上设有若干环形的第二凹槽（15-1），转盘（15）上表面上的各第二凹槽（15-1）与转盘（15）上表面共圆心，转盘（15）下表面上的各第二凹槽（15-1）与转盘（15）下表面共圆心。
6.根据权利要求5所述高效净化湿法磷酸中h...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，王玉滨，陈奕帆，白昌云，许涛，金央，陈建钧，陈明，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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