一种精制硫酸吸收塔及其吸收方法与流程

本发明属于硫酸加工，具体说是涉及一种精制硫酸吸收塔及其吸收方法。

背景技术：

1、硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，能和绝大多数金属发生反应，高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质，与水混合时，亦会放出大量热能。现有制酸领域中，吸收塔是实现吸收操作的设备，在精制硫酸的过程中需要使用到吸收塔进行辅助加工。

2、申请号为cn202411465400x的中国发明专利公开了一种精制硫酸加工用吸收塔，能够有效的实现气体与硫酸充分接触，提升了液体与气体的接触面积；但是，该吸收塔仍然还存在以下技术问题：设置丝网除沫器和搅拌叶，装置整体较为复杂，零部件长时间处于酸性环境下容易受到损伤，且更换不便捷；此外，现有吸收塔缺乏对循环硫酸温度和浓度的精确控制手段，导致吸收条件波动大、产品质量不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种精制硫酸吸收塔及其吸收方法，解决了如何改进并简化现有精制硫酸塔内部的设备，并使得气液分布均匀、提升吸收效率的技术问题，同时还能够精确控制现有吸收塔中的循环浓硫酸温度和浓度，避免了吸收条件波动大、产品质量不稳定的问题，具有重要的工业应用价值。

2、一种精制硫酸吸收塔，包括塔体，所述塔体中设置有预吸收组件和终吸收组件，两者底端通过连通管连接，所述预吸收组件的底端与进气管连接，所述预吸收组件的顶端设置有喷淋头，所述终吸收组件的底端与出液管连接，所述预吸收组件和所述终吸收组件内部设置有填料；

3、所述预吸收组件和所述终吸收组件的顶端连接在通过多个板形成的封闭空间上，所述封闭空间形成两个腔室，所述预吸收组件连接在第一腔室，所述终吸收组件连接在第二腔室，所述第一腔室与所述连通管连接，所述第二腔室与所述进气管连通，所述第二腔室还与出气管连接。

4、所述预吸收组件包括多个相互平行设置的预吸收管、连接在多个所述预吸收管顶端的缓存箱，多个所述预吸收管竖直穿过固定底板，所述固定底板定位连接在所述塔体内部，多个所述预吸收管的底端封闭固定在所述塔体的内底端，所述多个所述预吸收管的内部设置有填料。

5、所述终吸收组件包括多个相互平行设置的终吸收管、连接在多个所述终吸收管顶端的连接盒，多个所述终吸收管竖直穿过固定底板，多个所述终吸收管的底端封闭固定在所述塔体的内底端，所述多个所述终吸收管的内部设置有填料；所述出气管连接穿设在所述预吸收管的底端。

6、所述封闭空间包括上下相互平行的固定底板和固定顶板、竖直固定在所述固定底板和所述固定顶板之间的中间板，分隔成两个所述第一腔室和所述第二腔室，所述第一腔室中设置有缓存箱，所述第二腔室中设置有连接盒。

7、所述连通管上设置有第一阀门和第二阀门，所述第一腔室通过内循环管与所述连通管连接，所述内循环管设置在所述第一阀门和所述第二阀门之间。

8、所述进气管连接穿设在多个所述预吸收管的底端。

9、所述第二腔室通过外循环管与所述进气管连接。

10、还包括监测系统和换热器；所述监测系统包括温度计、浓度计、液位计和压强计，当酸液浓度低于预设值时自动补充脱盐水，当温度偏离设定范围时自动调节循环酸的冷却量，使塔内精制浓硫酸浓度维持在98%-98.5%，温度维持在50℃-70℃。

11、一种精制硫酸吸收方法，采用一种精制硫酸吸收塔，具体包括如下步骤：

12、步骤s1：在塔体中设置有预吸收组件和终吸收组件，分别用于so3气体的初步吸收和最终吸收，预吸收组件和终吸收组件分别从塔体底端延伸到其上端；

13、步骤s2：将进气管的一端与预吸收组件连接，向预吸收组件中通入so3气体，与此同时，预吸收组件顶端的喷淋头工作，向预吸收组件内部喷洒浓度为p的h2so3液体；

14、步骤s3：预吸收组件的顶端连接封闭的第一腔室，第一腔室通过内循环管与连通管连接，连通管的两端分别与预吸收组件和终吸收组件的两端连通，未被完全吸收的so3气体进入到终吸收组件中；第一腔室上设置与外界大气连通的平衡管；

15、步骤s4：与此同时，预吸收组件中的浓硫酸进入到终吸收组件中，在终吸收组件中实现进一步的so3气体吸收；

16、步骤s5：未被完全吸收的so3气体从终吸收组件中进入到外循环管中，进入到进气管中，重复上述的过程；

17、步骤s6：当终吸收组件中的浓硫酸浓度达到标准后，通过出液管将该浓硫酸排出，此时使终吸收组件和预吸收组件形成连通器，预吸收组件中的浓硫酸再次进入到终吸收组件中，喷淋头继续喷淋，重复上述的过程，如此往复进行。

18、步骤s7：当与终吸收组件顶端连接的第二腔室中的气体浓度达到排放标准后，打开出气管排气。

19、本方案中没有详细描述的技术特征细节，均根据本领域技术人员的常规理解和操作，实时操作即可，在此不再详述。本方案中的动力设备、电子设备均连接在控制器上，例如通过plc控制器实现统一调节控制。

20、本发明实现以下几点显著效果：

21、（1）现有的硫酸吸收塔存在原料硫酸喷淋不均匀及气液接触不均匀的问题，导致三氧化硫吸收效率较低，尤其是三氧化硫气体在塔内分布不均匀，容易出现局部过浓或过稀现象，直接影响浓硫酸的生产效率，而本方案就是针对这一技术问题进行解决；本方案的创新在于，设置了预吸收组件和终吸收组件，使得三氧化硫吸收过程可以持续很长时间，从塔体底部到顶端，同时设置终吸收组件，实现二次吸收，增加吸收效率，反应过程局限在管道中，降低了反应的横截面，较小的截面积下保证了三氧化硫气体在塔内的分布均匀；

22、（2）具体的来说，本方案中设置预吸收组件和终吸收组件，两者相互配合，实现了如下的多种技术效果：

23、一是预吸收管和终吸收管竖直放置，三氧化硫气体从下到上，增加了与浓硫酸的接触时间，增加了气体在浓硫酸中的停留时间，有助于增加反应效率；

24、二是预吸收管和终吸收管人为降低了其横截面积，使得浓硫酸在管内的分布更加均匀，避免了现有技术中增加搅拌设备的高成本；

25、三是通过终吸收组件，可以使得吸收过程可以往复循环进行；

26、（3）设置有第一腔室和第二腔室，实现了如下的几点技术效果：

27、一是第一腔室方便实现内循环，第一腔室通过内循环管与连通管连接，有助于将未被充分吸收的气体进入到终吸收管中或者选择直接排出；

28、二是第二腔室方便实现外循环，第二腔室通过外循环管与进气管连接，可以将未被充分吸收的气体再次进入到预吸收管中或者选择直接排出；

29、（4）本发明配备硫酸循环机构和监测系统，实现了浓硫酸的循环利用和吸收条件的精确控制，提高了原料利用率，降低了能耗，保证了产品质量的稳定；同时还设置换热器，换热器连接在预吸收管和终吸收管上，有助于实现温度的调节。

1.一种精制硫酸吸收塔，包括塔体（7），其特征在于，所述塔体（7）中设置有预吸收组件和终吸收组件，两者底端通过连通管（21）连接，所述预吸收组件的底端与进气管（2）连接，所述预吸收组件的顶端设置有喷淋头（12），所述终吸收组件的底端与出液管（8）连接，所述预吸收组件和所述终吸收组件内部设置有填料；

2.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述预吸收组件包括多个相互平行设置的预吸收管（9）、连接在多个所述预吸收管（9）顶端的缓存箱（11），多个所述预吸收管（9）竖直穿过固定底板（10），所述固定底板（10）定位连接在所述塔体（7）内部，多个所述预吸收管（9）的底端封闭固定在所述塔体（7）的内底端，所述多个所述预吸收管（9）的内部设置有填料。

3.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述终吸收组件包括多个相互平行设置的终吸收管（17）、连接在多个所述终吸收管（17）顶端的连接盒（16），多个所述终吸收管（17）竖直穿过固定底板（10），多个所述终吸收管（17）的底端封闭固定在所述塔体（7）的内底端，所述多个所述终吸收管（17）的内部设置有填料；所述出气管（5）连接穿设在所述预吸收管（9）的底端。

4.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述封闭空间包括上下相互平行的固定底板（10）和固定顶板（13）、竖直固定在所述固定底板（10）和所述固定顶板（13）之间的中间板（15），分隔成两个所述第一腔室和所述第二腔室，所述第一腔室中设置有缓存箱（11），所述第二腔室中设置有连接盒（16）。

5.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述连通管（21）上设置有第一阀门（19）和第二阀门（20），所述第一腔室通过内循环管（18）与所述连通管（21）连接，所述内循环管（18）设置在所述第一阀门（19）和所述第二阀门（20）之间。

6.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述进气管（2）连接穿设在多个所述预吸收管（9）的底端。

7.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，所述第二腔室通过外循环管（6）与所述进气管（2）连接。

8.根据权利要求1所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，还包括监测系统和换热器；所述监测系统包括温度计、浓度计、液位计和压强计，当酸液浓度低于预设值时自动补充脱盐水，当温度偏离设定范围时自动调节循环酸的冷却量，使塔内精制浓硫酸浓度维持在98%-98.5%，温度维持在50℃-70℃。

9.一种精制硫酸吸收方法，采用如权利要求1-8任一项所述的一种精制硫酸吸收塔，其特征在于，具体包括如下步骤：