[發明專利]一種亞硫酸銨氧化的微界面反應系統及方法

在審

• 申請號: 202011491891.7
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112755767A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張志炳;周政;李磊;張鋒;孟為民;王寶榮;楊高東;羅華勛;田洪舟;楊國強;曹宇
• 申請（專利權）人: 南京延長反應技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50;B01D53/73;B01F3/04;C01C1/24
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• 代理人: 暫無信息

一種亞硫酸銨氧化的微界面反應系統，包括：氧化反應器、亞硫酸銨存儲罐、氧氣進氣管道和外置式微界面發生器；所述氧化反應器內設置有液動式微界面發生器和氧氣微界面發生器，所述氧氣進氣管道連接有所述氧氣微界面發生器和所述液動式微界面發生器；所述氧化反應器的側面設置有微界面機組，所述微界面機組由若干個所述外置微界面發生器構成，所述微界面機組連接有所述亞硫酸銨存儲罐和所述氧氣進氣管道用以將氧氣和亞硫酸銨溶液進入到所述微界面機組內部破碎分散，破碎分散后的氧氣微氣泡伴隨著亞硫酸銨溶液進入到所述氧化反應器。本發明的反應系統保證了氣體的充分利用，提高了氣含率和反應效率。

技術領域

本發明涉及亞硫酸銨氧化的領域，具體而言，涉及一種亞硫酸銨氧化的微界面反應系統及方法。

背景技術

氨法脫硫工藝是一種綠色工藝，采用氨作為吸收劑除去煙氣中的SO2并生成亞硫酸銨，亞硫酸銨也可作為化肥直接施用，但產品的穩定性較差，難被農民接受；作為小造紙廠的生產原料，將產生廢水，造成二次污染。而硫酸銨產品性能穩定，其中含有氮和硫兩種營養元素，對植物生長有利，既能作為單獨的肥料，也能作為生產復合肥料的原料，故亞硫酸銨的氧化問題越來越受到人們的重視。如何高效經濟地將亞硫酸銨轉化為硫酸銨或其他高效化肥，是氨法脫硫工藝實現工業化的關鍵。

現有技術中亞硫酸銨氧化的過程中氧氣與亞硫酸銨溶液的相界傳質面積較小，從而導致反應速率慢，生成硫酸銨的效率低；同時現有技術中氣泡容易在反應器的頂部產生聚并，降低反應效率。因此，亟需改進亞硫酸銨氧化的反應系統，加快亞硫酸銨氧化為硫酸銨的反應速率，提高硫酸銨的生產效率。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種亞硫酸銨氧化的微界面反應系統，該反應系統通過在氧化反應器內部設置有氧氣微界面發生器，使得氧氣在反應前預先破碎分散成氧氣微氣泡，增大了氧氣和亞硫酸銨溶液之間的相界傳質面積，從而解決了現有技術中氧氣與亞硫酸銨溶液的相界傳質面積較小，反應速率慢，生成硫酸銨效率低的問題，該反應系統在氧化反應器內部還設置有液動式微界面發生器，將氧化反應器頂部聚集的氧氣通過液相為動力進行卷吸，保證氣體的充分利用，提高反應效率；該反應系統在氧化反應器外部設置有微界面機組，將氧氣預先破碎分散為微氣泡并與亞硫酸銨溶液進行混合，提高反應效率。

本發明的第二目的在于提供一種采用上述反應系統的方法，該方法操作簡便，反應速率快，得到的產品品質高，值得廣泛推廣進行應用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種亞硫酸銨氧化的微界面反應系統，包括：氧化反應器、亞硫酸銨存儲罐、氧氣進氣管道和外置式微界面發生器；

所述氧化反應器內設置有液動式微界面發生器和氧氣微界面發生器，所述氧氣進氣管道連接有所述氧氣微界面發生器和所述液動式微界面發生器；

所述氧化反應器的側面設置有微界面機組，所述微界面機組由若干個所述外置微界面發生器構成，所述微界面機組連接有所述亞硫酸銨存儲罐和所述氧氣進氣管道用以將氧氣和亞硫酸銨溶液進入到所述微界面機組內部破碎分散，破碎分散后的氧氣微氣泡伴隨著亞硫酸銨溶液進入到所述氧化反應器。

現有技術亞硫酸銨氧化的過程中氧氣與亞硫酸銨溶液的相界傳質面積較小，從而導致反應速率慢，生成硫酸銨的效率低；同時現有技術中氣泡容易在反應器的頂部產生聚并，降低反應效率。本發明為了解決上述技術問題提供了一種新型的反應系統，該反應系統通過在氧化反應器內設置氧氣微界面發生器用以將氧氣預先破碎分散為氧氣微氣泡，增大氧氣與亞硫酸銨溶液之間的相界傳質面積，提高了反應效率；該反應系統通過在氧化反應器內設置液動式微界面發生器，將氧化反應器頂部聚集的氧氣通過液相為動力進行卷吸，保證氣體的充分利用，提高反應效率；該反應系統通過在氧化反應器側面設置有微界面機組，將進入氧化反應器的氧氣預先破碎分散后和亞硫酸銨溶液混合，增大了氧氣與亞硫酸銨溶液的相界傳質面積，提高了反應效率。