专利名称：喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用碱液(废)吸收含硫废气的装置，可用于粘胶纤维行业利用 原液工序中的废碱液作为液体吸收剂吸收粘胶纤维生产过程中产生的二硫化碳和硫 化氢废气，对粘胶纤维生产中废水废气进行治理。
背景技术：
在粘胶纤维生产中，使用了大量的化工原料烧碱、二硫化碳和硫酸锌，同时 产生大量废碱，大约有90%的二硫化碳转化为硫化氢及二硫化碳废气进入主排气罐，
其余通过散排或进入水体排放；硫酸锌和碱液也有部分进入水体排放。废水处理时 利用调节废水的PH值使水中的锌离子自然沉淀，处理效果不稳定。原液压搾工序产 生的废碱液的处理， 一般采用外卖或直接用于污水处理的PH值调节，效用不高。
粘胶纤维行业的工艺废气废水一直是困扰粘纤行业发展的一个重要环境因素， 为此西方发达国家已停止该行业的部分产能。据了解，2007年一季度，我国一粘胶 纤维公司的工艺废气(主要是硫化氢和二硫化碳)的排污费就达70多万元，特别是 2007年国内众多粘纤公司工艺废气的治理巳被纳入环保限期治理项目，而排气塔负 荷己随着企业高速发展明显不足，为保障工艺废气顺利通过相关部门的验收并降低 排气塔的负荷，为企业进一步的发展留空间，工艺废气的治理已刻不容缓。
目前粘胶长丝行业的工艺废气的治理技术主要有吸收法、吸附法、氧化法、分 解法和生物法几类，但大多数还处于试验研究阶段。投入运行的生物脱硫法处理工 艺废气，从其运行情况来看，主要存在以下几方面的问题 一、 一次性投资大，据 了解投资整套装置花费近亿元；二、运行费用高，处理效果不明显，系统易出故障， 一年运行费用高达2500万元，由于系统原因，设备经常出故障，现整套系统因高昂 的运行费用和设备维护的原因几乎完全瘫痪。绝大多数粘胶纤维生产企业在生产过 程中对工艺废气的处理主要采用高空稀释排放的消极方式，对周边环境造成很多的 影响和破坏。另一方面，现有粘胶纤维行业处理对象较为单一，无法一套系统同时 处理粘胶纤维生产中产生的废气和废水。
实用新型内容
本实用新型旨在针对上述粘胶纤维生产中废气废水的处理难题，提供一种喷淋 环管曝气式逆流废气吸收罐。本实用新型综合考虑废碱处理问题、废气治理问题及 含锌废水的治理问题，既达到资源的综合利用，又降低废物排放，解决了粘胶生产 过程中长期制约行业发展的环保问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下-
喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，包括罐体、碱液进口、液体出口、废气进口、 尾气出口，碱液进口位于罐体上部、液体出口位于罐体底部、废气进口位于罐体下 部、尾气出口位于罐体顶部，其特征在于罐体内安装有多层盛装碱液的吸收反应 盘，各层吸收反应盘底部开设有曝气孔。
所述吸收反应盘包括纵向交替布置的内盘和外盘。
所述吸收反应盘安装在竖立的支撑杆上。
所述外盘呈环状，其内环侧壁的内径与内盘侧壁外径相当，外盘内环侧壁和内 盘侧壁顶部设置有溢流堰口 。
所述碱液进口至顶层吸收反应盘之间设有灌注管。
所述尾气出口处设置有除沫器。
本实用新型的有益效果体现在-
本实用新型有效地结合了粘胶纤维生产中废碱处理问题、废气治理问题及含锌 废水的治理为一体，综合考虑技术方案。以废治废，实现了工艺废气治理技术上的 重大突破。既达到了资源的综合利用，又实现了良好的循环经济链。可以有效地减 少硫化氢和二硫化碳的排放量，同时有效利用了企业生产过程中大量废碱，解决了 粘胶生产过程中长期制约行业发展的环保问题。
通过实施本实用新型，对高浓度工艺废气进行了有效的治理，极大地降低了工
艺废气中的硫化氢和二硫化碳排放，硫化氢去除率稳定高于99.5%， 二硫化碳去除 率高于98. 5%，废水Zn"含量由50mg/l降到2mg/l;日平均处理硫化氢1.858 吨，处理二硫化碳0. 153吨。硫化氢月排放量由107245. 81公斤/月减少到44319. 26 公斤/月，废气减排率达到60%左右，有效的减轻了工艺废气对大气和土壤的污染。
采用本实用新型废气处理能力24000米7天(气体浓度状况为二硫化碳6
8g/ m:';硫化氢60 80g/m');含锌离子废水处理能力25000米7天。
图1为本实用新型结构原理图图2为图1吸收反应盘结构示意图
图3为本实用新型实施例3结构原理图
图中标记l废气进口， 2液体出口， 3尾气出口， 4碱液进口， 5除沫器，6吸收反 应盘之内盘，7吸收反应盘之外盘，8溢流堰口， 9曝气孔，IO支撑杆
具体实施方式
实施例l:喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐
本实用新型利用粘胶生产过程原液工序产生的废碱液作为液体吸收剂，处理粘 胶生产过程产生的工艺废气(含硫化氢和二硫化碳)。 本实用新型结构原理及工作过程是
废碱液从吸收罐顶部的碱液进口 4喷淋而下，装满内盘6后通过溢流堰口 8分 配到下层外盘7，如此盛满各层内外盘。废气从吸收罐底废气进口 1处送入而上， 通过内外盘曝气孔9，使气体在内外环盘鼓泡，达到气体与液体的接触时间长和面 积大。气液以逆流的形式达到气液充分接触反应。
罐内分由四组吸收反应盘组成，而每组反应盘由一个内盘6和外盘7组成，内 盘6和外盘7由交错排列的底筛孔和侧筛孔(曝气孔9)组成气体上升主通道，而 液体则主要由每组反应盘的溢流堰口漫流而下。在罐顶设计除沫器5，使尾气罐顶 排除，防止液沫夹带。
为便于废碱液装满各吸收反应盘，而又不直接落入罐底，内外盘的具体设置是 外盘7呈环状，其内环侧壁的内径与内盘6侧壁外径相当，溢流堰口8设置在外盘 7内环侧壁和内盘6侧壁顶部。
通过四组吸收反应盘内废气在废碱吸收罐内得到充分混合吸收，其中的硫化氢 与废碱生成硫化钠或硫氢化钠及硫代硫酸钠和碳酸钠，剩余的工艺尾气通过罐顶接 排风管道进入酸站排风体系进行排放。
吸收罐废碱流量1.67m"min，气液比100 : 1，装置全容积为3.2 m3。
为保障在吸收过程中的气液比，吸收罐内的吸收液(废碱液)采用循环的形式 且同补加的废碱一起从顶端喷入。待吸收液中的硫离子浓度达到饱和时进入硫化钠 收集槽，作为除锌备用。
实施例2:综合治理粘胶纤维生产中废水废气的工艺原理
1、工艺废气硫化氢和二硫化碳的来源
在粘胶纤维生产过程中，二硫化碳与碱纤维素经过黄化后生成纤维素磺酸脂和部分硫代碳酸钠等产物，然后纤维素磺酸脂经过硫酸、硫酸锌、硫酸钠溶液再生为 纤维素(粘胶人丝)，同时分解出副产物二硫化碳和硫化氢废气，其中大约90%的 二硫化碳经过生产流程后转变为硫化氢和二硫化碳废气。其基本原理如下 (C6H1005) S03Na + H2S04 — (C6H1206) + Na2S04 + CS2 f Na2CS:i + H2S04 —化孤+ CS2 t + H2S t 从生产产物硫化氢的性质来看，其水溶液电离常数为K1=9. 1X10—8,K2=1X10—15， 说明硫化氢具有一定的弱酸性。
2、 利用废碱吸收工艺废气中硫化氢的原理
从工艺废气中硫化氢的性质来看，硫化氢由于是一种弱酸，因此考虑用碱性物 质吸收处理，原液工序产生大量的压搾废碱，且碱浓高达200g/1以上，可充分利用 此部分废碱吸收硫化氢废气，其原理如下
在PH>13时，H2S个+2NaOH=Na2S+2H20 在PH<13时，H2S t + Na2S = 2NaHS
3、 利用废碱吸收工艺废气中二硫化碳的原理
工艺废气中CSj农度平均6. 4g/m3，废碱与废气在吸收罐内充分混合，其中的CS2 与废碱中的氢氧化钠反应生成N&CS3和Na2C0:,溶解于废碱中，反应原理为 6 NaOH +3CS2 t =2Na2CS3+Na2C03+3H20
4、 剩余的含有残余二硫化碳和硫化氢尾气通过罐顶接排风管道进入酸站排风体 系，进入排气罐进行排放。为保障在吸收过程中废气与废碱液的气液比，吸收罐内 的吸收液一部分采用回流的形式与补加的废碱一起从顶端喷入。待吸收液中的硫离 子浓度达到饱和时进入收集槽备用，吸收后饱和浓度为40g/l。
5、 利用硫化钠和硫代碳酸钠、碳酸钠吸收废水中的锌离子原理 利用Na2S中的硫离子与锌离子反应，容易生成溶度极小的硫化锌，进入污泥去除。
其原理如下
S2—+Zn2+ = ZnS I
利用Na2CS:;和Na2C03中的硫代碳酸根离子和碳酸根离子与锌离子反应，容易 生成溶度极小的硫代碳酸锌和碳酸锌，进入污泥去除。 其原理如下
CS32—+Zn2+ = Zr1CS3 I C032_+Zn2+ = ZnCO:! I 从数据分析，进一步论证了本实用新型实施的可行性，硫化氢的去除率都在99%以上，二硫化碳的去除率也高达98%以上，其出口尾气排放质量指 标完全达到国家卫生排放标准，取得良好的治理效果。
实施例3:综合治理废水废气的设备
如图3所示，吸收罐用于吸收废气，含有硫化氢和二硫化碳的工艺废气从风道 通过风机从吸收罐的下端废气进口送入吸收罐以环管曝气形式进入。废碱液从吸收 罐上端的碱液进口喷入吸收罐。废碱与废气在吸收罐内充分混合制成中和液，其中 的硫化氢与废碱中的氢氧化钠反应生成硫化钠或硫氢化钠溶解于废碱中，二硫化碳 与碱液反应生成硫代碳酸钠、碳酸钠。吸收罐顶部设置尾气出口，吸收后剩余的 含有残余二硫化碳和硫化氢尾气通过罐顶尾气出口接排风管道进入酸站排风体系， 进入排气罐进行排放。
收集槽用于收集吸收罐内吸收饱和后的中和液， 一端与吸收罐底部连接，另一 端与中和池连接。为保障在吸收过程中废气与废碱液的气液比，所述收集槽与吸收 罐之间设置有碱液循环罐，并经碱液循环泵连接至碱液进口，吸收罐内的吸收液一 部分采用回流的形式与补加的废碱一起从顶端喷入。待吸收液中的硫离子浓度达到 饱和时成为中和液进入收集槽备用。
中和池用于吸收废水中的锌离子，设有含锌废水进口和收集槽的中和液进口， 并与沉淀池连接。在中和池中，硫化钠中的硫离子与锌离子反应，生成溶度极小的 硫化锌，硫代碳酸钠、碳酸钠中的硫代碳酸根离子和碳酸根离子与锌离子反应，生 成溶度极小的硫代碳酸锌和碳酸锌。
中和液与含锌废水中和后排入沉淀池，上端设置达标废水排放口，底部与带式 压滤机连接，污泥经压滤机浓縮干化处理。
粘胶长丝的生产过程中，大量使用烧碱、CS2、硫酸锌等化工原料。同时产生大 量的废碱、H2S和CS2气体及含锌污水，既污染空气又污染水体。本实用新型本着"循 环利用，以废治废，链环治理"的原则，首先用原液压搾碱液吸收酸站的ftS气体 生成Na2S，再利用Na2S中的S"与污水中的Zn"作用生成ZnS沉淀达到去除Zn"的目 的，使废水排放符合国家标准。
实施例4:综合治理废水废气的方法
A、 收集粘胶纤维生产中原液压搾工序的废碱液，滤出纤维素和半纤维素，采取 喷流的形式从顶部进入吸收罐。
B、 将含有硫化氢和二硫化碳的工艺废气从风道通过风机送入吸收罐以环管曝气形式进入，碱液吸收液的含碱浓度为150克/升，气液比为100 : 1/分钟(即碱液喷 淋速度为1.67m3/min，不足部分由回流碱液补充)。C、工艺废气中硫化氢浓度70g/m3， 二硫化碳浓度6. 4 g/m3，废碱与废气在吸收 罐内充分混合制成中和液，其中的硫化氢与废碱中的氢氧化钠反应生成硫化钠或硫 氢化钠溶解于废碱中，二硫化碳与碱液反应生成硫代碳酸钠、碳酸钠，剩余的含 有残余二硫化碳和硫化氢尾气通过罐顶接排风管道进入酸站排风体系，进入排气罐
进行排放。为保障在吸收过程中废气与废碱液的气液比，吸收罐内的吸收液一部分 采用回流的形式与补加的废碱一起从顶端喷入。待吸收液中的硫离子浓度达到饱和 时成为中和液进入收集槽备用，吸收后饱和浓度为40g/l。
d、调整中和液ra值至微碱性。可同时加入一定比例(2%质量)的聚丙烯酰胺 PAM，投加浓度为1 ppm。调配液浓度为3% (质量)，硫离子的摩尔量约为锌离子 含量的1.2倍。
E、将中和液投入含锌离子的废水中和池中，并在沉淀池中沉淀时间4小时。硫 化钠中的硫离子与锌离子反应，生成溶度极小的硫化锌，硫代碳酸钠、碳酸钠中 的硫代碳酸根离子和碳酸根离子与锌离子反应，生成溶度极小的硫代碳酸锌和碳酸 锌，沉淀后上层清液排放，沉淀后的污泥经浓缩干化处理。
本实施例废气中硫化氢去除率稳定运行为97。/。， 二硫化碳去除率均高于 95. 5%，废水Zn"含量由50mg/l降到7mg/1。
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权利要求1、喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，包括罐体、碱液进口、液体出口、废气进口、尾气出口，碱液进口位于罐体上部、液体出口位于罐体底部、废气进口位于罐体下部、尾气出口位于罐体顶部，其特征在于罐体内安装有多层盛装碱液的吸收反应盘，各层吸收反应盘底部开设有曝气孔。
2、 根据权利要求1所述的喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，其特征在于所述吸收反应盘包括纵向交替布置的内盘和外盘。
3、 根据权利要求1或2所述的喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，其特征在于所述吸收反应盘安装在竖立的支撑杆上。
4、 根据权利要求2所述的喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，其特征在于所述外盘呈环状，其内环侧壁的内径与内盘侧壁外径相当，外盘内环侧壁和内盘侧壁顶部设置有溢流堰口。
5、 根据权利要求4所述的喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，其特征在于所述碱液进口至顶层吸收反应盘之间设有灌注管。
6、 根据权利要求5所述的喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，其特征在于:所述尾气出口处设置有除沫器。
专利摘要本实用新型公开了一种喷淋环管曝气式逆流废气吸收罐，旨在解决粘胶纤维生产中废气废水的处理难题。本实用新型包括罐体、碱液进口、液体出口、废气进口、尾气出口，罐体内安装有多层盛装碱液的吸收反应盘，吸收反应盘包括纵向交替布置的内盘和外盘，各层吸收反应盘底部开设有曝气孔。本实用新型综合考虑废碱、废气及含锌废水的治理问题，既达到资源的综合利用，又降低废物排放，解决了粘胶生产过程中长期制约行业发展的环保问题。
文档编号B01D53/78GK201291115SQ20082006490
公开日2009年8月19日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者扬 张, 张丽娟, 张岷青, 徐绍贤, 堂 梁, 温树朝, 瞿继丹, 湘 雷 申请人:宜宾海丝特纤维有限责任公司