葉8形成的流體旋流方向相同。
[0037]切向進(jìn)氣管I至少設(shè)有對稱的兩組，如圖2、3和6所示，第一霧化噴嘴2的出液端設(shè)有彎頭，彎頭朝向外側(cè)，與切向進(jìn)氣管I的進(jìn)氣方向相對設(shè)置。
[0038]反應(yīng)機(jī)構(gòu)包括反應(yīng)腔體和進(jìn)液結(jié)構(gòu)，反應(yīng)腔體分成反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6和反應(yīng)段漸縮椎體7上下兩部分，上部腔體反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6為從上到下內(nèi)徑逐漸增大的錐形殼體，下部腔體反應(yīng)段漸縮椎體7為從上到下內(nèi)徑逐漸縮小的錐形殼體，且在上部腔體的上部設(shè)有進(jìn)液結(jié)構(gòu)。
[0039]如圖4所示，進(jìn)液結(jié)構(gòu)為第二霧化噴嘴5，環(huán)形插在所述的上部腔體的上部。如圖7所示，第二霧化噴嘴5出液端口與反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6傾斜的端面垂直設(shè)置。
[0040]分離機(jī)構(gòu)包括連接為一體的上下兩部分，分離段圓柱段9和分離段圓錐段10，上部的分離段圓柱段9為圓柱形殼體，下部的分離段圓錐段10為內(nèi)徑逐漸減小的圓錐形殼體，圓錐形殼體的底部設(shè)有底流口 11。
[0041]如圖1所示，分離機(jī)構(gòu)與外界連通有排氣裝置。排氣裝置為排氣芯管12，排氣芯管12穿套在混合腔3與反應(yīng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，一端伸出混合腔3頂部，另一端連通分離機(jī)構(gòu)的分離段圓柱段9內(nèi)腔。
[0042]工作原理與工作過程:混合腔3上設(shè)置有兩個切向進(jìn)氣管1，同時在兩個切向進(jìn)氣管I上各設(shè)置一個第一霧化噴嘴2，第一霧化噴嘴2的噴霧方向與切向進(jìn)氣管I的管道氣體來流方向相對，含硫含硫氣體經(jīng)切向進(jìn)氣管I進(jìn)入，同時與管道中的第一霧化噴嘴2的吸收液霧滴逆流接觸混合，由于胺液吸收硫化氫的反應(yīng)屬于瞬時反應(yīng)，氣液混合后便開始進(jìn)行傳質(zhì)吸收反應(yīng)。
[0043]充分混合形成氣液混合流體，進(jìn)入混合腔3后，在切向力作用下，氣液混合流體沿器壁做高速湍流動，經(jīng)過混合腔3下部的漸縮錐段，切向速度增大，氣液吸收反應(yīng)程度進(jìn)一步提高；氣體和吸收液迅速混合傳質(zhì)并開始發(fā)生吸收反應(yīng)；在混合腔3下部的漸縮錐段被離心力甩向器壁的吸收液霧滴在導(dǎo)葉影響下重新分布均勻，之后混合流體經(jīng)過第一級導(dǎo)葉4改變旋流方向，同時，通過第二霧化噴嘴5向反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6內(nèi)噴入吸收液，混合流體與吸收液再次接觸混合進(jìn)行反應(yīng)，氣液混合物在反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6內(nèi)一邊反應(yīng)一邊繼續(xù)向下流動，反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6使旋流直徑迅速周向擴(kuò)張，便于氣液混合均勻，同時旋轉(zhuǎn)氣流與漸擴(kuò)錐體上均勻分布的四個第二霧化噴嘴5噴出的吸收液霧滴接觸混合，一定程度上降低了混合流體反應(yīng)造成的升溫，同時液相內(nèi)溶質(zhì)濃度的降低加快吸收速率，進(jìn)一步提高了硫化氫氣體的凈化度，二次與吸收液霧滴混合的氣流在主反應(yīng)空間部分下半部反應(yīng)段漸縮椎體7的約束作用下，切向速度增加，離心力增大，氣液得到初步分離；之后混合流體進(jìn)入第二級導(dǎo)葉8，第二級導(dǎo)葉8的造旋方向與第一級導(dǎo)葉4造旋方向相同，離開第二級導(dǎo)葉8后氣液混合流體切向速度進(jìn)一步增加，離心力繼續(xù)增大，經(jīng)過反應(yīng)段漸縮椎體7、第二級導(dǎo)葉8后，旋流加速后進(jìn)入分離段，液相和氣相在分離段圓柱段9和分離段圓錐段10反應(yīng)的同時受離心力影響迅速進(jìn)行分離，吸收液霧滴在分離段圓柱段9得到初步分離，分離的同時，液滴與氣體再次進(jìn)行了吸收反應(yīng)，氣體凈化度進(jìn)一步提高，在分離段圓錐段10完成全部分離工作，液體沿器壁流下經(jīng)底流口 11排出，凈化氣體改變方向形成旋轉(zhuǎn)向上的上升流，進(jìn)入排氣芯管12排出旋流反應(yīng)器。
[0044]實施例2
參照附圖8~13:如圖8所示，進(jìn)液結(jié)構(gòu)包括外筒體13、進(jìn)液口 14和進(jìn)液孔15，外筒體13設(shè)置在上部腔體反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6的上部，外徑與反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6的最大外徑相同，夕卜筒體13上端面設(shè)有進(jìn)液口 14，上部腔體的傾斜端面上環(huán)形設(shè)有多個進(jìn)液孔15。
[0045]進(jìn)液孔15可為如圖8~10、12所示的多個均布的小孔，也可為如圖11和13所示的長條細(xì)孔。反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6內(nèi)加入的吸收液通過外筒體13上設(shè)置的進(jìn)液口 14噴入，進(jìn)而通過進(jìn)液孔15噴入反應(yīng)段漸擴(kuò)椎體6內(nèi)腔。其他設(shè)置和工作過程與實施例1相同。
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，包括進(jìn)氣管、第一霧化噴嘴(2)和混合腔(3)，其特征在于:所述的混合腔(3)出口端按照反應(yīng)順序依次連通反應(yīng)機(jī)構(gòu)和分離機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)氣管切向設(shè)置在混合腔(3)上部，所述第一霧化噴嘴(2)插在進(jìn)氣管上，混合腔(3)與反應(yīng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第一級導(dǎo)葉(4)，反應(yīng)機(jī)構(gòu)與分離機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第二級導(dǎo)葉(8)，所述混合腔(3)、反應(yīng)機(jī)構(gòu)和分離機(jī)構(gòu)均包括一個內(nèi)徑漸變的腔體；所述的分離機(jī)構(gòu)與外界連通有排氣裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的進(jìn)氣管至少設(shè)有對稱的兩組，所述第一霧化噴嘴(2)的出液端設(shè)有彎頭，彎頭朝向與進(jìn)氣管的進(jìn)氣方向相對設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的混合腔(3)上部為圓筒形殼體，下部為內(nèi)徑逐漸減小的圓錐形殼體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的反應(yīng)機(jī)構(gòu)包括反應(yīng)腔體和進(jìn)液結(jié)構(gòu)，反應(yīng)腔體分成上下兩部分，上部腔體為從上到下內(nèi)徑逐漸增大的錐形殼體，下部腔體為從上到下內(nèi)徑逐漸縮小的錐形殼體，且在上部腔體的上部設(shè)有進(jìn)液結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的進(jìn)液結(jié)構(gòu)為第二霧化噴嘴(5)，環(huán)形插在所述的上部腔體的上部。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的進(jìn)液結(jié)構(gòu)包括外筒體(13)、進(jìn)液口(14)和進(jìn)液孔(15)，所述的外筒體(13)設(shè)置在所述上部腔體的上部，外徑與上部腔體的最大外徑相同，外筒體(13)上端面設(shè)有進(jìn)液口(14)，上部腔體的傾斜端面上環(huán)形設(shè)有多個進(jìn)液孔(15)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的分離機(jī)構(gòu)包括連接為一體的上下兩部分，上部為圓柱形殼體，下部為內(nèi)徑逐漸減小的圓錐形殼體，圓錐形殼體的底部設(shè)有底流口(11)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的第一級導(dǎo)葉(4)形成的流體旋流方向與進(jìn)氣管形成的切向旋流反向相反，與第二級導(dǎo)葉(8 )形成的流體旋流方向相同。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的排氣裝置為排氣芯管(12)，排氣芯管(12)穿套在混合腔(3)與反應(yīng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，一端伸出混合腔(3 )頂部，另一端連通分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部。
【專利摘要】吸收分離一體化含硫氣體脫硫旋流反應(yīng)裝置，屬含硫氣體脫硫的旋流反應(yīng)器領(lǐng)域。其特征在于：所述的混合腔（3）出口端按照反應(yīng)順序依次連通反應(yīng)機(jī)構(gòu)和分離機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)氣管切向設(shè)置在混合腔（3）上部，所述第一霧化噴嘴（2）插在進(jìn)氣管上，混合腔（3）與反應(yīng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第一級導(dǎo)葉（4），反應(yīng)機(jī)構(gòu)與分離機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第二級導(dǎo)葉（8），所述混合腔（3）、反應(yīng)機(jī)構(gòu)和分離機(jī)構(gòu)均包括一個內(nèi)徑漸變的腔體。本發(fā)明實現(xiàn)了含硫氣體與吸收液脫硫反應(yīng)和分離的一體化，利用旋流場的高湍流度增大氣液接觸面積，加快氣液傳質(zhì)速率，使含硫氣體中的硫化氫得到迅速吸收，有效提升了反應(yīng)效率，節(jié)省了反應(yīng)空間。
【IPC分類】B01D45/12, B01D53/52, B01D53/78
【公開號】CN105107355
【申請?zhí)枴緾N201510470044
【發(fā)明人】王振波, 楊新蒙, 朱麗云, 孫治謙, 陳阿強(qiáng), 張明陽
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月4日