一种气体吸收系统及其应用技术方案

本发明专利技术属于气体分离领域，提供一种气体吸收系统，其包括吸收塔、碱液罐、二次液罐、待吸收气体管道；吸收塔顶部设置有管道，所述管道上连接有排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管；所述溢流管连接所述二次液罐；所述吸收塔内装有分散式填料和除泡沫填料；所述二次液罐通过管道和泵连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道连接吸收塔塔底；所述待吸收气体管道从吸收塔内的分散式填料下方进入吸收塔。本发明专利技术提出的吸收塔内采用分散式填料和除泡沫填料将吸收塔分为三个主要空间，实现气液逆流操作，获得更好的吸收效率、减少了有害气体的排放；易于实现自动化操作，可连续运行。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于气体分离领域，提供一种气体吸收系统，其包括吸收塔、碱液罐、二次液罐、待吸收气体管道；吸收塔顶部设置有管道，所述管道上连接有排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管；所述溢流管连接所述二次液罐；所述吸收塔内装有分散式填料和除泡沫填料；所述二次液罐通过管道和泵连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道连接吸收塔塔底；所述待吸收气体管道从吸收塔内的分散式填料下方进入吸收塔。本专利技术提出的吸收塔内采用分散式填料和除泡沫填料将吸收塔分为三个主要空间，实现气液逆流操作，获得更好的吸收效率、减少了有害气体的排放；易于实现自动化操作，可连续运行。【专利说明】一种气体吸收系统及其应用
本专利技术属于气体分离领域，具体涉及一种从气体中分离有害气体的系统及该系统的应用。
技术介绍
我国球床式高温气冷堆所使用的陶瓷型燃料元件，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。高温气冷堆核电站的固有安全性的第一道保证就是所使用的核燃料为TRISO型包覆颗粒，其由核燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。上述包覆层在设计温度下可以很好地阻止裂变产物逸出燃料颗粒，其中最关键的一层为SiC层，负责阻止裂变产物释放的重要作用，主要由甲基三氯硅烷(MTS)裂解生成，裂解生成气体主要是氯化氢气体(HCl)，同时混有反应气体H2，直接排放氯化氢气体(HCl)污染严重，因此需要用碱液进行吸收。面对高温气冷堆的发展趋势，燃料元件生产走向规模化，原有实验室系统为气体通入液体腔结构，吸收效率不高、无法自动化控制且气体容易和空气混合发生爆炸危险，不能满足需要，迫切需要一套适应生产要求的高效、可连续运行、易于自动化控制、安全可靠的气体吸收设备。因此本专利设计了一套气体吸收系统，充分考虑吸收过程涉及的各种因素，可以实现自动化操作，易于安装、清洗和操控。
技术实现思路
针对本领域存在的问题，本专利技术的目的是提出一种气体吸收系统。本专利技术的另一目的是提出所述系统的应用。实现本专利技术上述目的的技术方案为:—种气体吸收系统，包括吸收塔、碱液罐、二次液罐、待吸收气体管道；所述吸收塔顶部设置有管道，所述管道上连接有排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管；所述溢流管连接所述二次液罐；所述吸收塔内装有分散式填料和除泡沫填料，除泡沫填料位于分散式填料上方，两种填料之间设置有液体喷嘴，所述液体喷嘴连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道和泵连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道连接吸收塔塔底；所述待吸收气体管道从吸收塔内的分散式填料下方进入吸收塔。所述分散式填料目的是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合，选自鲍尔环/拉西环/阶梯环/弧鞍填料等乱堆堆放；所述除泡沫填料的目的是除去液体吸收时可能存在的泡沫状物质，防止堵塞出气管路，为网状/波纹板/格栅状/多孔球状填料等乱堆堆放。其中，所述管道上连接的排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管的位置为依次由上到下。排空管道上连接有风机，保证正常吸收操作时，吸收塔内气体流动方向为自下而上，实现气液逆流吸收。其中，所述吸收塔内两种填料中均设置有压力平衡直通管道，靠近吸收塔内壁，且所述压力平衡直通管道不同轴。用于防止填料带来的压差使得吸收塔内憋压，并防止气体短路。其中，所述吸收塔塔壁上还设置有防爆装置，所述防爆装置位于分散式填料下方，防止吸收塔内压力过大而损害吸收塔体。其中，所述吸收塔底部还设置有连接换热设备的管道，所述连接换热设备的管道与所述碱液罐通过管道和循环泵连接，所述连接换热设备的管道上还连接有清水管道。热交换器用于带走气体吸收时产生的热量。本专利技术所述的气体吸收系统的应用，包括步骤:I)先用碱液充满吸收塔，然后在排出碱液的过程中用非氧化性气体充满吸收塔空间，直至液位为待吸收气体管道之下l_3cm，然后碱液通过循环泵、液体喷嘴在吸收塔内开始循环；2)从吸收塔下方通入待吸收气体，经过碱液吸收后从排空管道排出；整个吸收过程中碱液一直在吸收塔内循环，液面保持不变；3)碱液在整个吸收气体的循环过程中，通过循环管道上设置的热交换器，控制气体吸收过程中吸收塔内温度升高小于5摄氏度，经过换热后温度降低，保证气体吸收过程中吸收塔内温度升高小于5摄氏度；4)吸收完成后，停止碱液循环，吸收气体后的吸收塔内的碱液从塔底排入二次液罐。其中，所述待吸收的气体为燃料颗粒裂解生成气体，含有10-40%体积分数的氯化氢气体(HCl)。其中，所述碱液为饱和氢氧化钠溶液或饱和氢氧化钾溶液。其中，所述待吸收的气体流速为100-200L/min ;碱液循环速率为10_30L/min。本专利技术的有益效果在于:本专利技术提出的吸收塔内采用分散式填料和除泡沫填料将吸收塔分为三个主要空间，实现气液逆流操作，获得更好的吸收效率、减少了有害气体的排放；易于实现自动化操作，可连续运行，在设置程序控制和联锁控制后可以防止人工误操作，安全可靠，比优化设计前降低了工作强度，改善了工作环境，能够适应商业化和规模化生产的需要。【专利附图】【附图说明】图1气体吸收系统结构图。图中:1，气体出口动力阀；2，风机；3，氩气管道；4，清水管道；5，吸收塔；6，除泡沫填料；7，分散式填料；8，平衡压力直通管I ;9，流量计；10，碱液循环泵；11，碱液循环动力阀；12，热交换器；13，碱液循环及回流动力阀；14，清水动力阀；15，碱液提升动力阀；16，碱液回流及清水装入动力阀；17，碱装料口 ；18，碱液提升泵；19，碱液罐；20，二次液转移泵；21，二次液罐；22，液位计；23，吸收塔底部排空动力阀；24，二次液转移动力阀；25，待吸收气体管道；26，安全爆破阀；27，喷雾喷嘴；28，平衡压力直通管；29，溢流管。【具体实施方式】以下【具体实施方式】用于说明本专利技术，但不应理解为对本专利技术的限制。实施例中，如无特别说明，所用技术手段为本领域常规的技术手段。实施例1:气体吸收系统包括吸收塔5、碱液罐19、二次液罐21、待吸收气体管道25 ;吸收塔顶部设置有管道，该管道上连接有排空管道(排空管道上设有风机2)、氩气管道3、清水管道4和溢流管29 ;溢流管29连接二次液罐21 ;排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管的位置为依次由上到下。吸收塔5内装有分散式填料7 (乱堆鲍尔环)和除泡沫填料6 (乱堆波纹板填料)，除泡沫填料6位于分散式填料7上方，两种填料之间设置有喷雾喷嘴27，该喷嘴连接碱液罐19。二次液罐21通过管道和二次液转移泵20连接碱液罐19 ;所述二次液罐通过管道连接吸收塔塔底。作为本专利技术的其他实施方式，分散式填料7和除泡沫填料6分别选用拉西环和网状填料；阶梯环和波纹板；弧鞍填料和多孔球也能获得同样的技术效果。所述待吸收气体管道25从吸收塔内的分散式填料下方进入吸收塔。所述吸收塔内两种填料中均设置有压力平衡直通管(8、28)，靠近吸收塔内壁，且二个压力平衡直通管道不同轴。防爆装置为位于分散式填料下方的安全爆破阀26。吸收塔底部还设置有连接热交换器12的管道，连接热交换器12的管道与所述碱液罐连接，连接热交换器12的管道上还连接有清水管道。本系统的各管道上还设置有泵和阀门。实施例2:应用实施例1的系统,通过如下的操作步骤完成气液接触吸收:I).检查本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体吸收系统，其特征在于，包括吸收塔、碱液罐、二次液罐、待吸收气体管道；所述吸收塔顶部设置有管道，所述管道上连接有排空管道、非氧化性气体管道、水管和溢流管；所述溢流管连接所述二次液罐；所述吸收塔内装有分散式填料和除泡沫填料，除泡沫填料位于分散式填料上方，两种填料之间设置有液体喷嘴，所述液体喷嘴连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道和泵连接所述碱液罐；所述二次液罐通过管道连接吸收塔塔底；所述待吸收气体管道从吸收塔内的分散式填料下方进入吸收塔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘马林，刘兵，邵友林，朱钧国，张秉忠，杨冰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：