专利名称：亚硫酸铵氧化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种亚硫酸铵氧化装置，具体地说，是提供可供亚硫酸铵溶液在其中发生充分的氧化反应生成硫酸铵的专用反应装置。
背景技术：
氨法(湿法)脱硫是治理烟道气污染技术的重要手段，主要副产物之一为亚硫酸铵溶液，而亚硫酸铵溶液只有转化成为硫酸铵溶液才能生产出具有高价值的固体产品。目前该领域的生产一般都采用普通的反应罐完成亚硫酸铵到硫酸铵的氧化过程，为提高氧化效率，将研究改进的重点都放在反应条件(例如，反应温度，催化剂的使用等)。利用脱硫副产物生产硫酸铵是环境治理中废弃物的综合利用结果，亚硫酸铵溶液的浓度一般不确定，而溶液溶氧的效果也是影响氧化效率的重要因素，目前实施中的现有技术，尚缺乏实现氨法脱硫的副产物亚硫酸铵溶液转化成为硫酸铵溶液这一氧化反应的高效、专用装置。
亚硫酸铵经氧化转化为硫酸铵所遵循的反应机理是以下公知的反应过程
但在实际生产中如何实现反应而且使反应进行得完全，则需要借助设计合理的专用反应装置作为载体，来达到使反应高效、完全的效果，这也是化工领域需要解决的问题。
发明内容
因此，本创作人鉴于上述目的，经过大量的实验和摸索发现，实现亚硫酸铵溶液全部转化成为硫酸铵溶液的前提除了需要供氧充足外，还需要适当的温度、压力及催化剂的作用，另一个重要因素就是提高亚硫酸铵溶液的溶氧效果，基于此，创作人创造出本实用新型。
本实用新型目的在于提供一种用于完成亚硫酸铵溶液氧化成为硫酸铵溶液的氧化装置，该装置可以提供充分的溶氧效果，使亚硫酸铵溶液在供氧、温度、压力和催化剂存在的条件下充分氧化，几乎全部转化成为硫酸铵溶液。
本实用新型提供了一种亚硫酸铵氧化装置，在该装置中可以使亚硫酸铵溶液氧化生成硫酸铵溶液，其特征在于具有一个反应罐体，沿罐体的内壁并延伸到底部设置有至少一个供气管，该供气管的进气口与罐体外相通，且该供气管在罐体底部的适当位置开设有出气口；罐体内套设有上端开口的液体导流管，管壁与罐体内壁之间形成反应腔体，该液体导流管内设有出口向下的气液混合泵，气液混合泵的气液混合室设于泵体下部，该泵的进气口穿过气液混合室与供气管开设的出气口相连通，且气液混合室与所述反应腔体相通。
本实用新型的特点之一是在反应罐体内设置导流管，并将气液混合泵安装在罐体内，配合供气管的设置，在气液混合泵的作用下，可以实现反应液(亚硫酸铵)的高效溶氧，满足氧化反应的需要。
根据本实用新型的优选方案，所述的液体导流管的上端与罐体的内壁之间设有催化剂层，进一步提高氧化反应的效率和转化率。该催化剂层可采用有利于反应液与催化剂充分接触的结构，例如网状和其他具有渗透效果的结构，既能阻止催化剂的扩散，又能达到良好接触的效果。
本实用新型的罐体还设有反应液的进液管和排液管，便于向罐体内输送反应液及排出氧化后的硫酸铵溶液。按照通常的设计，进液管(口)的开设位置高于排液管(口)的位置高度。
本实用新型所使用的气液混合泵套设于液体导流管内，其气液混合室设于泵体下部，优选具有上支撑板和下支撑板，液体导流管和气液混合泵均设置于上支撑板上，即气液混合泵和液体导流管通过下部的混气室固定设置于罐体内部。
优选地，气液混合室的下支撑板与罐体底部之间设有泵体支撑座。
根据本实用新型的优选方案，气液混合室的上支撑板和下支撑板之间设有隔板，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口。
由于在生产中，气液混合泵实际被浸入反应液中，所以，气液混合泵的供电电缆是穿过罐体与外界电源相连，且至少该电缆与液体接触的部分外部设有电缆护管，以保护电缆不会受到腐蚀而损伤。
所述的供气管的进口处优选设有空气过滤装置，以滤除所吸入空气或氧气中的杂质，该进口处优选还设有消声装置，降低运行过程中产生的噪音；所述的罐体设有防护装置，例如防护罩和/或防尘网，以保护罐体免受外界环境的侵蚀。
本实用新型的工作原理是启动气液混合泵，罐内的亚硫酸铵溶液(来自脱硫产物，其中的亚硫酸氢氨已经被分出或转化)通过导流管被吸入气液混合室，氧气/空气经过供气管也被吸入混气室，亚硫酸铵溶液与氧气/空气在气液混合室中被强制混合成为溶氧液体，并从气液混合室的出口强制喷出，由于气液混合泵的推力及液体中微气泡的作用不断上升(该过程伴有氧化反应的发生)，经过催化剂层使氧化反应加速；通过催化剂层上升到达氧化装置上部的液体又流入液体导流管，进入气液混合室继续参加反应；整个过程中，气液混合泵运行所产生的热量散入液体中，起到加热反应液提高氧化速度的效果，而反应液也是经过这样周而复始的循环直至反应完成。
本实用新型为一种用于亚硫酸铵溶液氧化成为硫酸铵溶液的专用装置，在该装置中，氧化过程就是在供氧、加温、加压、催化的作用下实现亚硫酸铵向硫酸铵的转化。对氧化产物进行，测定转化率几乎可以达到百分之百。
图1为本实用新型的氧化装置的一个具体实施例的组装示意图。
图2是本实用新型的氧化装置的一个具体实施例的局部剖示示意图。
图3是图2氧化装置的A-A剖视示意图。
附图标号1-罐体 2-供气管 3-空气过滤及消声装置 4-出气口5-液体导流管 6-气液混合泵 61-供电电缆62-电缆护管7-气液混合室 8-反应腔体 9-泵体支撑座 10-溶氧液体
11-催化剂层12-防雨罩13-防尘网 14-进液管15-排液管 16-空气或氧气41-泵的进气口 71-上支撑板72-下支撑板73-隔板 74-溶氧液体出口具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型，但不限定本实用新型的实施范围。
请参见图1-图3，是本实用新型的亚硫酸铵溶液氧化成为硫酸铵溶液的反应装置示意图。沿罐体1的内壁设置有供气管2，如图所示，该供气管2的设置经过了罐体底部并沿内壁向上延伸与外界相通形成两个空气或氧气的进气口，进气口处设置空气过滤及消声装置3(例如空气过滤器和消声器)，且该供气管2在罐体底部的适当位置开设有出气口4(参见图2所示)；罐体1内套设有上端开口的液体导流管5，其管壁与罐体内壁之间形成反应腔体8，如图1所示，该实施例中，导流管5位于罐体的中心；该液体导流管5内设有出口向下的气液混合泵6，该气液混合泵的气液混合室7设于泵体下部，泵的进气口41穿过气液混合室7与供气管2开设的出气口4相连通，本实施例中泵的进气口41是插入供气管2的出气口4，且气液混合室7与所述反应腔体8相通。
气液混合泵6的气液混合室7具有上支撑板71和下支撑板72，而液体导流管5和气液混合泵6均设置于上支撑板71上。上支撑板71和下支撑板72之间还设有若干隔板73，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口74。
气液混合室7的下支撑板72与罐体底部之间设有泵体支撑座9，以确保气液混合泵6和液体导流管5在罐中的稳固设置。
该液体导流管5的顶部与罐体1内壁之间设置有催化剂层11，如图所示，催化剂层11位于罐体的中部或上部，为网状结构，供置放催化剂。所述的气液混合泵6的供电电缆61穿过罐体与外界电源导通，且至少该电缆与液体接触的部分外部设有电缆护管62，以保护电缆61不被腐蚀和损害。
另外，由于该罐体1通常直接安装在露天场地，为了防止和降低外部环境对罐体的损害，在罐体1上部还设有防护装置，例如可以是防护罩12和/或防尘网13。
罐体1还设有反应液的进液管14和排液管15。
利用该反应装置实施亚硫酸铵氧化时的具体过程如下亚硫酸铵溶液由供液管14注入罐体1并达到预先设计的液位后(例如，可以高于液体导流管5和催化剂层11的高度)，启动气液混合泵6，空气或者氧气16经空气过滤装置和消声装置3后进入供气管2并经出气口4(通过4-1泵的进气口)被吸入该气液混合室7；而液体导流管5内的亚硫酸铵溶液也同时被吸入气液混合室7，加压和强制混合后，气体转变成无数细小的气泡与亚硫酸铵溶液充分混合成为溶氧液体10，从溶氧液体出口74同时喷射而出至反应腔体8，在气液混合泵6的推力以及气泡上升的助力下，亚硫酸铵溶液上升，又因催化剂层11的所处位置对该亚硫酸铵溶液的上升存在阻挡作用的阻力，因而造成亚硫酸铵溶液在全部通过催化剂层11之前为受挤压状态，有利于提高催化效果。最初通过催化剂层11后的溶液为亚硫酸铵与硫酸铵的混合液(其中也可能会含有过剩气体(或氧气))在气液混合泵6的作用下，再次流入液体导流管5并吸入气液混合室7。不断循环，直至反应完成，将硫酸铵液体从排液管15排出。
上述过程中亚硫酸铵液体及溶液液体的流动方式如图中箭头m的示意，图中的箭头n示意进入反应体系的气体流动方式。
按照以上描述的实施过程，在气液混合泵6的混合室7中，亚硫酸铵溶液已经开始溶氧和发生氧化反应，通过催化剂层11后，更确保了氧化反应的发生和氧化效率；另一方面，由于气液混合泵6是浸入液体中，电机运行产生的热主要是通过液体发散的，热交换的结果是亚硫酸铵和硫酸铵混合液被加热而升温，恰好有利于提高氧化反应的速度，促使反应进行得更加完全。
为验证该反应装置的应用效果，申请人对反应物料在氧化前和氧化后的变化进行了检测比较，结果如下氧化前的溶液亚硫酸铵的浓度为16.69％左右，硫酸铵浓度1.92％左右；氧化后的溶液亚硫酸铵的浓度为0.82％左右，硫酸铵浓度21.68％左右。
可以看出，亚硫酸铵的转化率在95％以上。
权利要求1.一种亚硫酸铵氧化装置，在该装置中可以使亚硫酸铵溶液氧化生成硫酸铵溶液，其特征在于具有一个反应罐体，沿罐体的内壁并延伸到底部设置有至少一个供气管，该供气管的进气口与罐体外相通，且该供气管在罐体底部的适当位置开设有出气口；罐体内套设有上端开口的液体导流管，管壁与罐体内壁之间形成反应腔体，该液体导流管内设有出口向下的气液混合泵，气液混合泵的气液混合室设于泵体下部，该泵的进气口穿过气液混合室与供气管开设的出气口相连通，且气液混合室与所述反应腔体相通。
2.如权利要求1所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，所述的液体导流管的上端与罐体的内壁之间设有催化剂层。
3.如权利要求1所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，罐体设有反应液的进液管和排液管。
4.如权利要求1所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，气液混合泵的气液混合室具有上支撑板和下支撑板，液体导流管和气液混合泵均设置于上支撑板上。
5.如权利要求4所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，上支撑板和下支撑板之间设有隔板，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口。
6.如权利要求4或5所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，气液混合室的下支撑板与罐体底部之间设有泵体支撑座。
7.如权利要求1所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，所述至少一个供气管设于罐体底部，且两端分别沿罐体内侧壁设置，并延伸出罐体外部形成空气或氧气进气口。
8.如权利要求1所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，所述的气液混合泵上设有供电电缆并与罐体外的电源相连，且至少该电缆与液体接触的部分外部设有电缆护管。
9.如权利要求1或7所述的亚硫酸铵氧化装置，其特征在于，所述的供气管的进气口处设有空气过滤装置和/或消声装置。
10.如权利要求1所述的亚硫酸铵溶液氧化装置，其特征在于，所述的罐体上端设有防护装置。
专利摘要本实用新型提供了一种亚硫酸铵溶液氧化装置，该装置包括一个反应罐体，沿罐体的内壁并延伸到底部设置有至少一个供气管，该供气管的进气口与罐体外相通，且该供气管在罐体底部的适当位置开设有出气口；罐体内套设有上端开口的液体导流管，管壁与罐体内壁之间形成反应腔体，该液体导流管内设有出口向下的气液混合泵，气液混合泵的气液混合室设于泵体下部，进气口穿过气液混合室与供气管开设的出气口相连通，且气液混合室与所述反应腔体相通；该装置可以使亚硫酸铵溶液在供氧、温度、压力和催化剂存在的条件下被充分氧化而转化成为硫酸铵溶液。
文档编号C01C1/246GK2866466SQ20052012206
公开日2007年2月7日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者柴正和 申请人:北京国纬达环保科技有限公司, 衢州宇安环保设备有限公司