本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

我國二氧化硫污染嚴(yán)重，每年向大氣中排放2000萬噸以上二氧化硫，所形成的酸雨對我國土污染十分嚴(yán)重。以石灰石-石膏法為代表的濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前時(shí)間范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)。該法利用石灰石作為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫并生成副產(chǎn)物石膏。然而在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，該脫硫技術(shù)面臨設(shè)備腐蝕磨損大，投資較大，副產(chǎn)物石膏產(chǎn)量大、副產(chǎn)物石膏利用價(jià)值低等問題。

同時(shí)，硫酸是一種重要的基本化工原料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)化學(xué)肥料、合成纖維、涂料等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中的作用十分重要。因此，開發(fā)脫除工業(yè)排放廢氣中的二氧化硫并回收硫資源具有重大經(jīng)濟(jì)社會效應(yīng)。

炭法煙氣脫硫技術(shù)采用活性炭、活性焦等多孔碳材料為脫硫劑，利用多孔碳材料的納米孔隙結(jié)構(gòu)將煙氣中SO₂吸附并催化氧化為SO₃，吸附飽和后的脫硫劑可通過水洗或加熱的方式再生。與石灰石-石膏法脫硫技術(shù)副產(chǎn)石膏不同的是，炭法煙氣脫硫技術(shù)的副產(chǎn)物為稀硫酸(水洗再生)或濃SO₂(加熱再生)，利用價(jià)值高。

傳統(tǒng)的水洗再生工藝脫硫反應(yīng)器中裝填活性炭基脫硫催化劑，進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部的氣體流向多為軸向流動，氣體流經(jīng)反應(yīng)器的床層壓降大，系統(tǒng)阻力高，因此加大了工程成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器。

一種用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，包括：筒體，筒體的上方設(shè)置有排氣管，底部設(shè)置有稀酸出口；在筒體內(nèi)設(shè)置有一根進(jìn)氣管，該進(jìn)氣管的進(jìn)氣口延伸在筒體外，在進(jìn)氣管的下半段上分布有若干小孔，分布有所述若干小孔的部分進(jìn)氣管構(gòu)成反應(yīng)器的分流流道，圍繞該分流流道填充有脫硫纖維層；所述筒體的筒壁由外筒壁和內(nèi)筒壁構(gòu)成，所述內(nèi)筒壁上也分布有若干小孔，外筒壁和內(nèi)筒壁構(gòu)成供廢氣排出的集流流道，所述集流流道與排氣管連通。

進(jìn)一步地，如上所述的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，在筒體內(nèi)的下方設(shè)置有支撐板，所述支撐板上分布有若干小孔，所述分流流道的底端固定在該支撐板上。

進(jìn)一步地，如上所述的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，在筒體內(nèi)的上方設(shè)置有布液器。

進(jìn)一步地，如上所述的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，所述脫硫纖維層為活性炭纖維脫硫催化劑。

有益效果：

本發(fā)明提供的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，由于在內(nèi)筒壁和進(jìn)氣管上分別分布有若干小孔，因此，從進(jìn)氣管進(jìn)入的氣體通過分流流道流向集流流道，從而使氣體流向?yàn)閺较?減少了流道間的靜壓差,使床層壓降減小，從排氣管排出的廢氣可以不必安裝大的吸抽裝置也可以順利將廢氣排出，從而降低了工程成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1-進(jìn)氣管，2-分流流道，3-集流流道，4-纖維層，5-稀酸出口，6-支撐板，7-外筒壁，8-內(nèi)筒壁，9-布液器，10-排氣管。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，包括：筒體，筒體的上方設(shè)置有排氣管10，底部設(shè)置有稀酸出口5；在筒體內(nèi)設(shè)置有一根進(jìn)氣管1，該進(jìn)氣管1的進(jìn)氣口延伸在筒體外，在進(jìn)氣管1的下半段上分布有若干小孔，分布有所述若干小孔的部分進(jìn)氣管1構(gòu)成反應(yīng)器的分流流道2，圍繞該分流流道2填充有脫硫纖維層4；所述筒體的筒壁由外筒壁7和內(nèi)筒壁8構(gòu)成，所述內(nèi)筒壁8上也分布有若干小孔，外筒壁7和內(nèi)筒壁8之間的間隙構(gòu)成供廢氣排出的集流流道3，所述集流流道3與排氣管10連通。所述脫硫纖維層4為活性炭纖維脫硫催化劑。在筒體內(nèi)的下方設(shè)置有支撐板6，所述支撐板6上分布有若干小孔，所述分流流道2的底端固定在該支撐板6上。在筒體內(nèi)的上方設(shè)置有布液器9。本申請?zhí)峁┑挠糜诨钚蕴坷w維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，含SO₂廢氣從進(jìn)氣管進(jìn)入，沿中心的分流流道不斷均勻地穿過其上均勻分布的開孔后進(jìn)入活性炭纖維脫硫催化劑床層,SO₂與煙氣中的H₂O和O₂在活性炭纖維脫硫催化劑的作用下，催化轉(zhuǎn)為為硫酸，水通過頂部設(shè)置的布液器均勻進(jìn)入活性炭纖維床，使活性炭纖維空隙中的硫酸留出，活性炭纖維催化劑得到再生。

發(fā)明專利CN201410289691.1公開了一種氮和/或硫雜原子摻雜的活性炭纖維脫硫催化劑，本發(fā)明所述脫硫纖維層采用該脫硫催化劑進(jìn)行廢氣脫硫，在一定的工藝條件下，脫硫副產(chǎn)物硫酸可自動從活性炭纖維的空隙中流出、活性位可自動再生，因此不另需要再生操作，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)催化脫硫制酸。

本發(fā)明反應(yīng)器液體走軸向,從上至下流動，選擇適當(dāng)?shù)囊后w流量,使液體以膜流或滴流的形式通過床層,即以液體為主體看,該流反應(yīng)器近似于一個(gè)滴流床裝置；同時(shí)，本發(fā)明反應(yīng)器中的氣體通過中心進(jìn)氣管,進(jìn)入中心分流流道,走徑向通過床層,匯集到周邊合流流道,即以氣體為主體看,該反應(yīng)器近似于一個(gè)徑向床反應(yīng)器。本發(fā)明綜合了滴流床反應(yīng)器和徑向床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn),開發(fā)出了一種全新的用于活性炭纖維催化脫硫的錯(cuò)流反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有氣液分布均勻,床層壓降小,脫硫效率高的特點(diǎn),改傳統(tǒng)的吸附法間歇操作為連續(xù)催化反應(yīng),可以在脫硫的同時(shí)進(jìn)行再生,不需要專門的再生設(shè)備,實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作,設(shè)備利用率高,脫硫產(chǎn)品一硫酸可以資源化，具有實(shí)際應(yīng)用的前景。

本發(fā)明反應(yīng)器具備如下優(yōu)點(diǎn):

(1)使催化劑充分地濕潤,使催化劑表面不斷更新,傳質(zhì)推動力大,傳質(zhì)效果好,可獲得較高轉(zhuǎn)化率。

(2)液層很薄,液固比(或液體滯留量)很小,氣液、液固兩種界面阻力比較小,總的液層阻力比其他類型反應(yīng)器要小。

(3)氣相流程為徑向,床層壓降小。液相的引入會使壓降大于兩相反應(yīng)器,但床層的總壓降仍然會大大低于以往的滴流床反應(yīng)器的壓降。

(4)液相的引入,使的床層阻力較之于通常的二相徑向床反應(yīng)器床層壓降大,因此，本發(fā)明反應(yīng)器沿軸向的床層壓力分布更均勻。

(5)氣液成錯(cuò)流接觸,液體在從上往下流動的過程中,受到氣向在垂直方向上的推動力,因此,液體會在徑向產(chǎn)生一定的偏移,這種偏移的結(jié)果使使得催化劑和絲網(wǎng)間隙之間流動的液相沿軸向進(jìn)入纖維層內(nèi)部,從而促進(jìn)了纖維內(nèi)部和纖維層間的液體的更新；同時(shí)也充分地利用了纖維層內(nèi)部的纖維的表面積,使纖維有效比表面成倍增長,大大提高了傳質(zhì)界面。

(6)垂直于液流方向的氣流產(chǎn)生的徑向曳力,使成膜狀流下的液相在徑向擴(kuò)散,使原本主要形成于纖維層和絲網(wǎng)之間的的液膜擴(kuò)展到纖維層內(nèi)部幾乎所有的纖維表面,使液膜更寬、更薄,氣液接觸面更大。

(7)氣液流向相互垂直,使液相在垂直于流動方向上產(chǎn)生擾動和混合,這種擾動會產(chǎn)生壓降的波動,而擾動實(shí)際對床層壓降的影響幾乎可以忽略。而由此產(chǎn)生的徑向的混合作用,則可以極大的改善液體在徑向的分布。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。