氧化性气体循环利用的装置的制作方法

本实用新型涉及反应装置领域，具体涉及一种氧化性气体循环利用的装置。

背景技术：

随着人们环保意思的提高，工业尾气的排放标准也越来越严格，诸如氮氧化物、氯气的排放必须达标排放，目前工厂对氮氧化物尾气的处理一般是用碱液吸收或进一步氧化吸收转化成硝酸，由于常压下转化成的硝酸浓度都较低，很难带来效益，既无法销售自身也消化不完。

人造金刚石主要用于制作切割钻削工具。我国每年消耗大量的金刚石，也产生大量的金刚石废品。因金刚石工具是由铜、铁等粘结金属将金刚石颗粒牢固地粘结成不同形状的整体，一般采用强氧化剂将其主要的铜铁粘结金属氧化，过滤得金刚石颗粒得以回收。从目前的应用来看，一般采用王水或氯气氧化。由于有气体参与反应，气体不易溶于水，与溶液接触时间短，效率比较低下。

陈文等教授发明了一种氧化氮废气回收金刚石废品的装置(CN205634922U)，它是用冷的硝酸盐饱和溶液代替水循环并联吸收氧化氮，通过多级吸收来解决气体难充分利用问题，整个设备相当复杂。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种氧化性气体循环利用的装置，能够对工业生产上含氮氧化物尾气或氯气等氧化性气体进行综合治理和利用，从而既减轻环境危害，又能够产生经济效益。

本实用新型为了实现上述目的，采用了以下方案：

本实用新型提供一种氧化性气体循环利用的装置，其特征在于，包括：反应釜，包含：釜体，设置在釜体内将釜体分成上腔体和下腔体、并且将下腔体内气体限压释放至上腔体的分隔限压件，设置在下腔体上部、将物料导入的进料单元，以及设置在下腔体底部、排出残料的出料单元；物料网，与进料单元的出口相对应，设置在下腔体中，将下腔体分为位于上方的第一反应室和位于下方的第二反应室；气体扩散部，位于物料网的下方，包含：至上而下排列设置在下腔体中的三个气体扩散件，每个气体扩散件上都布设有多个气体扩散孔，将三个气体扩散件按照从上至下的顺序分别作为第一气体扩散件、第二气体扩散件、第三气体扩散件；尾气处理部，与上腔体相连通，处理尾气；以及气体循环部，包含：第一循环单元、第二循环单元、以及进气单元，第一循环单元包含：入口与第一反应室相连通、并且出口与第一气体扩散件相连通的第一循环管，和安装在第一循环管上的第一止逆阀和第一气泵，第二循环单元包含：入口与上腔体相连通、并且出口与第三气体扩散件相连通的第二循环管，和安装在第二循环管上的第二止逆阀和第二气泵，进气单元的出口与第二气体扩散件相连通、入口用于连通供气装置。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：分隔限压件包含：分隔板，和设置在分隔板上的第一限压阀。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还具有这样的特征：进料单元包含：进料管，和设置在进料管上的进料球阀，出料单元包含：出料管，和设置在出料管上的出料球阀。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：物料网是网眼直径为2～5mm的聚丙烯板。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：气体扩散件上均匀设有多个孔径为0.45um的气体扩散孔。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：第一气体扩散件与物料网的间距优选为10cm。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：相邻两个气体扩散件的间距优选为10cm。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：气体扩散件为聚丙烯过滤管弯曲盘旋数圈而成的环形气体扩散件。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：尾气处理部包含：入口与上腔体顶部相连通的尾气管，与该尾气管的出口相连通的尾气吸收池，以及安装在尾气管上的第二限压阀。

在本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置中，还可以具有这样的特征：进气单元包含：入口与供气装置相连通，出口与第二反应室相连通的进气管，和安装在进气管上的进气球阀。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型的氧化性气体循环利用的装置，进料单元将混合液与固体物料导入至物料网上进行反应；随着反应产生大量的气体，以及混合液中未反应直接逸出的气体，在第一反应室内聚集，并通过第一气泵和第一循环管源源不断地输入第一气体扩散件中，然后由第一气体扩散件向外扩散进入第一反应室，继续与物料网上的物料反应；当第一反应室内气压过大时，一部分气体通过第一限压阀释放到上腔体中；同时，上腔体中的气体又通过第二气泵和第二循环管不断输入到第三气体扩散件中，然后由第三气体扩散件的扩散孔中向外扩散进入第一反应室，并与物料网上的物料进一步反应；当上腔体内气压过大时，气体可通过尾气处理部并被处理；在反应物料消耗后，通过进料单元间断加入固体物料，进气单元可用于补充氧化性气体；最后通过出料单元排出反应后的残料。

如上所述，本装置通过对气体加压大大地提高了气液反应的效率，通过氧化性气体的不断循环利用减少了有毒气体的排放，将气固两种废物充分利用，因此，本装置既提高了吸收效率，又可以做到废物利用产生经济效益，同时也解决了环境压力。本装置结构简单、效果好，非常适合推广使用。

附图说明

图1是本实用新型涉及的氧化性气体循环利用的装置的结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置作详细阐述。

<实施例>

如图1所示，氧化性气体循环利用的装置10包括反应釜20、物料网30、气体扩散部40、尾气处理部50、以及气体循环部60。

反应釜20包含釜体21、分隔限压件22、进料单元23、出料单元24、以及支架25。釜体21为中空密封结构，为反应容器。分隔限压件22设置在釜体21内，包含分隔板221和第一限压阀222；分隔板221横向安装在釜体21中，将釜体21分成上腔体211和下腔体212；第一限压阀222设置在分隔板221上，用于在下腔体212内气压过大时将下腔体212内气体释放至上腔体211中。进料单元23设置在下腔体212的上部，用于将固体和液体物料导入釜体21内，它包含进料进料管231和进料球阀232，进料球阀232设置在进料管231上。出料单元24设置在下腔体212底部，用于排出反应后剩余的残料，它包含出料管241和出料球阀242，出料球阀242设置在出料管241上。支架25用于支撑釜体21。

物料网30与进料单元23的出口相对应设置在下腔体212中，将下腔体212分为位于上方的第一反应室212a和位于下方的第二反应室212b。第一反应室212a是液体与固体及气体与液体反应两种，主要是液体与固体反应。第二反应室212b主要是气体与液体反应。本实施例中，物料网30是网眼直径为2～5mm的聚丙烯板。本实施例中，由进料单元23导入的混合液与固体物料在物料网30上反应，会产生大量的气体并且伴随有混合液中未反应直接逸出的气体。

气体扩散部40位于物料网30的下方，它包含三个气体扩散件，至上而下排列设置在下腔体212中，将三个气体扩散件按照从上至下的顺序分别作为第一气体扩散件41、第二气体扩散件42、以及第三气体扩散件43。每个气体扩散件上都均匀布设有多个气体扩散孔，本实施例中，每个气体扩散件都是由市售的孔径为0.45um的聚丙烯过滤管弯曲盘旋数圈而成，为环装结构，气体扩散件可以通过多个固定连接件安装在釜体21内壁上。第一气体扩散件41与物料网30的间距为10cm。相邻两个气体扩散件的间距为10cm。

尾气处理部50与上腔体211相连通，用于处理尾气，它包含尾气管51、尾气吸收池52和第二限压阀53。尾气管51的入口与上腔体211的顶部相连通。尾气吸收池52与该尾气管51的出口相连通，本实施例中，尾气吸收池52内装有碱液，用于吸收尾气。第二限压阀53安装在尾气管51上。

气体循环部60包含第一循环单元61、第二循环单元62和进气单元63。

第一循环单元61包含第一循环管611、第一止逆阀612和第一气泵613。第一循环管611的入口与第一反应室212a相连通，出口与第一气体扩散件41相连通。第一止逆阀612和第一气泵613安装在第一循环管611上，保证气体的流向和动力。

第二循环单元62包含第二循环管621、第二止逆阀622和第二气泵623。第二循环管621的入口与上腔体211相连通，出口与第三气体扩散件43相连通。第二止逆阀622和第二气泵623安装在第二循环管621上，保证气体的流向和动力。

进气单元63包含进气管631和进气球阀632。进气管631的入口用于连通外接的供气装置相连通，出口与第二气体扩散件42相连通。进气球阀632安装在进气管631上。

以上结构均可以拆卸。

基于以上结构，在使用本实施例所提供的氧化性气体循环利用的装置10时：首先将混合液与固体物料送入进料单元23的入口；然后进料单元23将混合液与固体物料导入物料网30上进行反应；随着反应的进行，会产生大量的气体，并且伴随有混合液中未反应直接逸出的气体；这些气体在第一反应室212a内聚集，并通过第一气泵613和第一循环管611源源不断地输入第一气体扩散件41中，然后由第一气体扩散件41的扩散孔中向外扩散出，扩散出的气体继续上升进入第一反应室212a，与物料网30上的物料进一步反应；当第一反应室212a内气压过大时，一部分气体通过第一限压阀222释放到上腔体211中；同时，上腔体211中的气体又通过第二气泵623和第二循环管621不断输入到第三气体扩散件43中，然后由第三气体扩散件43的扩散孔中向外扩散出，扩散出的气体继续上升进入第一反应室212a，与物料网30上的物料进一步反应，作为应急之用；当上腔体211内气压过大时，气体可通过第二限压阀53和尾气管51进入尾气吸收池52，并被碱液所吸收；在反应物料消耗后，通过进料单元23间断加入固体物料，进气管631可用于补充氧化性气体；最后通过出料单元24排出反应后的残料。

实验一：首先向进料单元23入口加入10公斤碎的废弃的金刚石刀头和100L稀硝酸，反应立即开始，开启第一气泵613和第二气泵623循环抽吸气体。当反应变慢后再从进料单元23的入口补充适量稀硝酸，继续反应直至废弃金刚石刀头全部溶解。反应完毕从出料单元24的出口排放出溶液和金刚石颗粒。溶液用于提取铜等有价值金属，金刚石回收利用。整个反应耗时95min，无尾气排放。

实验二：首先向进料单元23入口加入10公斤碎的废弃的金刚石刀头和100L自来水，氯气钢瓶限压阀接进气管631并通入氯气，反应缓慢开始，同时开启第一气泵613和第二气泵623循环抽吸气体。反应由慢变快，有少量氯气从尾气管51进入碱液吸收池10。当反应直至废弃金刚石刀头全部溶解停止通入氯气。反应完毕从出料单元24的出口排放出溶液和金刚石颗粒。溶液用于提取铜等有价值金属，金刚石回收利用。整个反应耗时125min，少量尾气被碱液吸收，无排放。

通过实验发现在利用稀硝酸或王水或氯气氧化废弃金刚石刀头时，压力保持1.2～1.5atm有明显的效果，使用中宜根据设备材质耐压性能选择适当限压阀。本装置10通过对气体加压大大地提高了气液反应的效率，通过氧化性气体的不断循环利用减少了有毒气体的排放。

以上实施例仅仅是对本实用新型技术方案所做的举例说明。本实用新型所涉及的氧化性气体循环利用的装置并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本实用新型所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本实用新型所要求保护的范围内。