专利名称：利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的设备的制作方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域。本发明涉及一种用于氧化高浓度的亚硫酸铵溶液得到硫酸铵的设备，更具体地说，是一种使用致电离辐射来照射高浓度的亚硫酸铵溶液，引发有氧气参加的链式反应，把溶液中的亚硫酸铵氧化成为硫酸铵的设备。
现有技术都是采用空气氧化法把亚硫酸铵氧化成硫酸铵。现有氧化亚硫酸铵的设备一般是填料塔。在塔中同时通入亚硫酸铵溶液和含氧气体，利用氧气直接氧化溶液。现有设备结构复杂，体积庞大、处理能力小、运行成本高。
本发明利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的设备由辐照室，致电离辐射发生装置，喷雾装置，气、液分离装置，溶液槽及相关的气体管道、液体管道和泵组成。喷雾装置及致电离辐射发生装置安置在辐照室的一端，气、液分离装置安置在辐照室的内部，溶液槽安置在辐照室外面，气体管道及液体管道和泵连接各有关部分。
本发明的设备可以详细叙述如下几部分组成一辐照室包括至少一个气液分离装置用于分离气体和溶液雾滴，至少一个辐照区域用于容纳受辐照物；一个或者多个致电离辐射发生装置，该装置可以是加速器或者放射源，还可以是X光发生装置，或者是紫外线发生装置。该装置发出的射线可以是聚焦成为一束的，也可以是发散的，还可以是沿一个面分布的。该装置发出的射线要能够在辐照室内的特定区域内产生电离辐射场。这些辐射场可以是连续的，也可以是分隔开的；一个喷雾装置用以形成气体和液体雾滴的混合物，该装置可以是一个或者若干个两相的喷嘴，也可以是一个或者若干个单相喷嘴加上一些气体引入装置，还可以是上述多种喷嘴的组合。
一个铵盐溶液槽用来容纳气液分离装置流回的铵盐溶液和要输送到泵的铵盐溶液，该溶液槽有一出口向外输送经氧化的溶液；泵用来使进入喷嘴的铵盐溶液具有压力，可以使用现有技术中各种泵；铵盐溶液环路，包括连接铵盐溶液槽到泵的管道、连接泵到喷雾装置的管道以及一个或者多个连接气液分离装置到溶液槽的管道；
根据本发明提供的方案，上述装置提供了这样一种处理亚硫酸铵溶液的工艺用泵抽取铵盐溶液槽中的亚硫酸铵溶液升高压力后沿着管道进入喷雾装置，气体和液体在这里混合后形成铵盐溶液雾滴进入辐照室。溶液雾滴和空气通过致电离辐照装置形成的辐照场后经过气液分离装置，其中的液体被分离出来经过管道流回溶液槽。溶液经过辐照后主要成分由亚硫酸铵转变成为硫酸铵，从溶液槽一侧的出口排出辐照装置。
用本发明的设备可以有效的实现利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的过程。
使用一台高能电子加速器6，它发出的电子经过束流扫描装置7后传出，电子穿过上钛窗8和下钛窗5后进入辐照室，在辐照室内部形成一个辐照场；风机9吹动空气流经上钛窗8的下表面，冷却上钛窗8。风机4吹动气流从下钛窗5一侧的孔进入辐照室，流经下钛窗5的下表面，冷却清扫下钛窗；在辐照室3的一端安装有一个气液分离装置10，该装置是一个撞击式除尘器，能把大部分大粒径的溶液雾滴沉降下来。辐照室气体出口处安装有一个冲击式气溶胶收集装置11，用以收集气体中的铵盐气溶胶。从10和11分离出的液体经过管道12、13、14流回铵盐溶液槽；辐照室的另外一端安装有一个两相流喷射装置，该由气液混合器21和喷头2组成，该喷射装置能够把溶液雾滴喷入辐照室，该装置同时向辐照室内喷入含氧气体；压缩空气管道1向上述喷射装置提供含氧气体；一个螺杆泵20把来自管道17的铵盐溶液升高压力后沿管道22输送到气液混合器21；一个铵盐溶液槽16来容纳铵盐溶液，该槽通过管道17输送溶液到泵20，通过管道12、13、14收集气液分离装置分离出的铵盐溶液，经过氧化的铵盐溶液经过管道15排出；一个亚盐溶液槽19用来容纳待处理的亚硫酸铵溶液，通过管路18向氧化系统补充亚硫酸铵溶液。
根据本发明提供的方案，上述实施例中的装置提供如下的处理亚硫酸铵溶液的工艺流程。
溶液槽19中存储浓度30％的亚硫酸铵溶液。该溶液经过管道18进入溶液槽16，泵20抽取溶液槽16中的溶液升高压力后沿着管道22进入气液混合装置21，气体和液体在这里混合后沿喷头2喷出，形成平均粒径在40微米的雾滴，进入辐照室3。该喷嘴向辐照室内喷出液体的同时喷入空气，空气和溶液的质量比在25/100。溶液雾滴和空气沿水平方向以5.5m/s的速度从位于电子加速器6下方的束流引出装置7下通过。该加速器发出能量0.6Mev的电子，电子的束流强度15mA，这些电子经过束流引出装置7、钛窗5、8后进入辐照室3，在辐照室内部形成一个辐照场。溶液雾滴通过辐照场后的吸收剂量为90kGy。运动速度快，粒径大的雾滴在撞击式除尘器10上沉降下来，余下的小粒径雾滴在辐照室气体出口处的冲击式除尘器11中被分离出来，被收集的雾滴汇成溶液，经过管道12、13、14流回溶液槽16。溶液被辐照后主要成分由亚硫酸铵转变成为硫酸铵，沿管道15排出辐照装置。
权利要求
1.一种利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的设备，其特征是该设备由辐照室，致电离辐射发生装置，喷雾装置，气、液分离装置，溶液槽及相关的气体管道、液体管道和泵组成，喷雾装置及致电离辐射发生装置安置在辐照室的一端，气、液分离装置安置在辐照室的内部，溶液槽安置在辐照室外面，气体管道及液体管道和泵连接各有关部分。
全文摘要
一种利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的设备，属化工技术领域。本设备由辐照室，致电离辐射发生装置，喷雾装置，气、液分离装置，溶液槽及相关的气体管道、液体管道和泵组成。喷雾装置及致电离辐射发生装置安置在辐照室的一端，气、液分离装置安置在辐照室的内部，溶液槽安置在辐照室外面，气体管道及液体管道和泵连接各有关部分。用本设备可以有效的实现利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的过程。
文档编号C01C1/00GK1401572SQ0213133
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月29日 优先权日2002年9月29日
发明者徐光 , 张毅, 张明 申请人:清华大学