石墨废气吸收及资源化设备的制作方法

本实用新型涉及一种石墨废气吸收及资源化设备，属于气态污染物控制技术领域。

背景技术：

石墨废水中含有的气体污染物包括HF、HCl、HNO3，其中混杂有一定量的SiF4。传统的酸性废气的处理设备是碱液喷淋中和处理设备。通过碱液喷淋将废气中的酸转化为相应的盐，再将得到的盐直接转移到双极膜处理器进行电渗析，最后分离得到碱液和酸液。而由于石墨废水中含有SiO2，SiO2与HF发生反应生成SiF4,SiF4经NaOH喷淋产生Na2SiO3和NaF。Na2SiO3进入到双极膜处理器中会堵塞阴膜和阳膜，使电渗析无法完成。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种新的石墨废气吸收及资源化设备。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种石墨废气吸收及资源化设备，包括碱液池、喷淋塔、反应池和双极膜处理器；所述喷淋塔包括塔体、喷淋装置、储液区，塔体底部高于储液区的位置设有进气口，塔体顶部设有出气口，碱液池与喷淋装置经管道连接，位于塔体底部的储液区与反应池经管道连接，储液区和反应池之间设有阀门，反应池设有沉淀物排出结构，反应池与双极膜处理器管道连接，反应池与双极膜处理器之间设有阀门；碱液池与喷淋装置之间的管道上和储液区与反应池之间的管道上均设有液泵。所述储液区可以是位于塔体底部的储液池，也可以是独立于塔体的储液罐。所述沉淀物排出结构可以是设有阀门的沉淀物排出口，也可以是深入反应池底部可用于排出沉淀物的沉淀物排出管。

为了解决背景技术中所述的Na2SiO3进入双极膜处理器中会堵塞阴膜和阳膜的问题，本实用新型在喷淋塔和双极膜处理器之间设置反应池，可在反应池中添加盐酸调节PH＝3，使Na2SiO3与HCl反应生成H2SiO3沉淀(硅胶)，沉淀物通过沉淀物排出口排出，不含Si的上清液进入双极膜处理器中进一步反应以得到可进一步利用的酸液和碱液。可以克服石墨废气处理过程中Na2SiO3堵塞双极膜的问题。

所述石墨废气吸收及资源化设备还包括回流管，所述回流管的一端与双极膜处理器阴极室出水口相连，另一端与碱液池相连，回流管上设有液泵。

通过回流管可将阴极室出水直接通入碱液池，使分离出的碱液作为喷淋液循环利用，提高系统内部的资源利用效率，节省成本。

所述喷淋塔设有上、中、下三层喷淋装置，各层喷淋装置的下部均设有填料层。

本实用新型采用三层喷淋装置以及三层填料层，增加了填料层各处气相分布的均匀性，使气相和液相能够充分接触和吸收，提高吸收效率。

所述各层喷淋装置与碱液池相连的管道上均设有流量计。

在系统的运行过程中，有时需要根据烟气量的不同设定与之匹配的喷淋流量，流量计可以测量三个喷淋管的流量，从而通过调整流量泵，实现流量调节。同时，下层喷淋装置最先与废气接触，往往需要的更大的流量，上层喷淋装置喷淋的是经过两层喷淋的气体，往往需要的较小的流量。

在所述塔体出气口以下，喷淋装置以上的位置，设有丝网除雾器。

丝网除雾器可以进一步的去除水雾，避免喷淋液或其他液滴从出气口直接排放，可降低排气中所含的杂质。

在所述塔体进气口以下，储液区以上的位置，设有旋流板，所述旋流板为倒置的锥形板或倒置的伞形板，所述锥形板或伞形板的边缘固定于塔体侧壁，中部设有液体流出口。

旋流板可以阻挡废气的下沉，由于其特殊的形状，废气碰撞到板体之后，会旋转向上运动，与进气口刚进入的废气碰撞后形成紊流，有助于废气在塔体内尽快均匀分布。液体沿液体流出口流入到储液区中。

在相邻的两层填料层之间的位置，均设有一个压力传感器。

压力传感器用于实时检测塔体内的压力，发现塔体内气压上升，可能说明填料层发生堵塞，应立刻检查，以避免喷淋塔内压过高造成危险。

所述塔体内部设有与进气口相连的布气结构。

所述布气结构包括底板和两个导气板，所述底板与塔体底面平行，两个导气板与底板垂直且呈喇叭状向两侧张开，两个导气板接近进气口的一端位于进气口宽度的三等分点上。

布气结构可以使废气在进气口处就向两侧分散，在塔体内形成旋流，碰撞后形成紊流；同时，布气结构有底板而无顶板，使废气容易向上运动，不容易向下运动，降低废气的停留时间，提高处理的效率。

所述反应池设有PH计。

PH计可以实时监测PH值，用于检测反应池的PH值，从而依据PH值调整加入的盐酸的量和界定反应完成的时间点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A面示意图。

图中：1、进气口；2、填料层；3、喷淋装置；4、丝网除雾器；5、出气口；6、流量计；7、碱液池；8、液泵；9、双极膜处理器；10、反应池；11、储液区；12、压力传感器；13、回流管；14、阳极室出水管；15、喷淋管；16、旋流板；17、沉淀物排出结构；18、底板；19、导气板；20、PH计。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

一种石墨废气吸收及资源化设备，包括碱液池7、喷淋塔、反应池10和双极膜处理器9；所述喷淋塔包括塔体、喷淋装置3、储液区11，塔体底部高于储液区的位置设有进气口1，塔体顶部设有出气口5，碱液池与喷淋装置经管道连接，位于塔体底部的储液区与反应池经管道连接，储液区和反应池之间设有阀门，反应池设有沉淀物排出结构17，反应池与双极膜处理器管道连接，反应池与双极膜处理器之间设有阀门；碱液池与喷淋装置之间的管道上和储液区与反应池之间的管道上均设有液泵8。所述石墨废气吸收及资源化设备还包括回流管13，所述回流管的一端与双极膜处理器阴极室出水口相连，另一端与碱液池相连，回流管上设有液泵。所述沉淀物排出结构可以是设有阀门的沉淀物排出口，也可以是深入反应池底部可用于排出沉淀物的沉淀物排出管。

运行时：废气中喷淋塔的进气口进入，沿塔体向上运动，经喷淋装置喷淋后从出气口排出。

碱液池中存有NaOH溶液，NaOH溶液被泵入喷淋装置喷出，以吸收石墨废气中的HF、HCl、HNO3以及SiF4(SiF4由SiO2粉末与HF反应生成)，形成NaF、NaCl、NaNO3和Na2SiO3溶液，被收集在塔体底部的储液区中。当储液区收集了足够多的NaF、NaCl、NaNO3和Na2SiO3溶液之后，打开储液区和反应池之间的阀门使溶液进入反应池；在反应池中添加盐酸，调节PH＝3，这时Na2SiO3与HCl反应生成H2SiO3沉淀，通过沉淀物排出结构将H2SiO3排出，可作为硅胶使用。排出硅胶后，清液填加NaOH，调整PH＝7，然后打开反应池与双极膜处理器之间的阀门将溶液泵入到双极膜处理器中。双极膜处理器分离出酸液和碱液，碱液沿回流管泵入到碱液池中以供循环利用，酸液经阳极室出水管14排出，收集后可作为上游原料循环利用。

实施例二：

与实施例一的区别是，所述喷淋塔设有上、中、下三层喷淋装置，各层喷淋装置的下部均设有填料层2。所述各层喷淋装置与碱液池相连的喷淋管15上均设有流量计6。在所述塔体出气口以下，喷淋装置以上的位置，设有丝网除雾器4。在所述塔体进气口以下，储液区以上的位置，设有旋流板16，所述旋流板为倒置的锥形板或倒置的伞形板，所述锥形板或伞形板的边缘固定于塔体侧壁，中部设有液体流出口。在相邻的两层填料层之间的位置，均设有一个压力传感器12。所述反应池设有PH计20。

运行时：废气在通过出气口排出之前经过丝网除雾器，夹带在气相中的细小液体雾滴碰到除雾扁丝上，被吸附或粘附下来，经过多次反复吸收，极小的雾滴聚结成大的液滴，液滴在重力作用下，沿扁丝的丝径向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾滴，大的雾滴流到除雾器的底部，变成液滴滴落。

运行过程中，应随时观察压力传感器的压力数值，如果压力数值偏高，则说明某一层填料层可能出现堵塞，应立刻检查防止危险。

PH计可以检测反应池中的PH值，使技术人员容易控制盐酸的添加量。

实施例三：

与实施例二的区别是，所述塔体内部设有与进气口相连的布气结构。所述布气结构包括底板18和两个导气板19，所述底板与塔体底面平行，两个导气板与底板垂直且呈喇叭状向两侧张开，两个导气板接近进气口的一端位于进气口宽度的三等分点上。

本实用新型的双极膜处理器、PH计、压力传感器、丝网除雾器均为市面上可以购买到的现有设备，均未作改进。