本實(shí)用新型涉及一種有色金屬冶煉行業(yè)用Ca(OH)₂和SO₂還原Na₂SO₄生成Na₂SO₃的反應(yīng)塔，特別是一種多級(jí)逆流反應(yīng)塔。

背景技術(shù)：

在有色金屬冶煉行業(yè)，現(xiàn)有較為成熟的煙氣脫硫工藝技術(shù)，一般采用石灰石-石膏煙氣濕法脫硫處理技術(shù)，缺點(diǎn)在于反應(yīng)過程中需要大量的碳酸鈣（石灰石），為取得石灰石，將毀滅山頭，破壞大面積的山林和植被，造成水土流失，其次，反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，對(duì)環(huán)境造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是，針對(duì)上述二次污染的問題，提供一種多級(jí)逆流反應(yīng)塔。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供的多級(jí)逆流反應(yīng)塔，包括順序聯(lián)通的一級(jí)逆流反應(yīng)塔、二級(jí)逆流反應(yīng)塔及三級(jí)逆流反應(yīng)塔，各級(jí)逆流反應(yīng)塔分別包括一塔體，塔體的頂部設(shè)有Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體加料口、SO₂煙氣排出口，塔體中部設(shè)有進(jìn)SO₂煙氣的爆氣管，且該爆氣管的一端伸出塔體，該爆氣管的另一端設(shè)置煙氣布?xì)忸^，位于塔體內(nèi)的爆氣管的外周環(huán)設(shè)空心導(dǎo)流筒；一級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管伸出端與一SO₂煙氣壓縮機(jī)的排氣口連通，該SO₂煙氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連通一SO₂煙氣發(fā)生器的氣體輸出口，一級(jí)逆流反應(yīng)塔的SO₂煙氣排出口連通二級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管，二級(jí)逆流反應(yīng)塔的SO₂煙氣排出口連通三級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管。

上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，各級(jí)逆流反應(yīng)塔的塔體底部分別設(shè)置底座。

上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，各級(jí)逆流反應(yīng)塔的塔體外壁設(shè)置水冷套，水冷套分別設(shè)置有冷水進(jìn)口和熱水出口；各級(jí)逆流反應(yīng)塔的Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體加料口分別連接將Ca(OH)₂加入Na₂SO₄溶液并攪拌成混合漿體的攪拌筒。

各級(jí)逆流反應(yīng)塔的溫度條件控制在20~40^。C范圍內(nèi)，溫度越高，反應(yīng)速度越快，逆流反應(yīng)塔的高徑比控制在4~6:1范圍內(nèi)，高徑比越大，反應(yīng)塔容量越大，在控制合適的SO₂煙氣濃度條件下，生產(chǎn)效率越高。

本實(shí)用新型將反應(yīng)塔的個(gè)數(shù)設(shè)置為三個(gè)，分別為一級(jí)逆流反應(yīng)塔，二級(jí)逆流反應(yīng)塔，三級(jí)逆流反應(yīng)塔，并相互聯(lián)通。SO₂煙氣發(fā)生器供給的SO₂煙氣通過SO₂煙氣壓縮機(jī)輸送至一級(jí)逆流反應(yīng)塔上方的爆氣管，SO₂煙氣在重力作用下下沉到底部的煙氣布?xì)忸^，塔體內(nèi)的Na₂SO₄液體與煙氣布?xì)忸^散出的SO₂煙氣發(fā)生還原反應(yīng)，生產(chǎn)Na₂SO₃。該還原反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)塔外壁上的水冷套用于散熱降溫。輸送至一級(jí)逆流反應(yīng)塔的SO₂煙氣濃度較高，一級(jí)逆流反應(yīng)塔內(nèi)還原反應(yīng)完成之后，較低濃度的SO₂煙氣通過SO₂煙氣排出口輸送至二級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管，二級(jí)逆流反應(yīng)塔內(nèi)還原反應(yīng)完成之后，最低濃度的SO₂煙氣通過SO₂煙氣排出口輸送至三級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管，這樣便可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)逆流連續(xù)還原Na₂SO₄生成Na₂SO₃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為：將原有的石灰石-石膏煙氣濕法脫硫處理技術(shù)改為用Ca(OH)₂ 、Na₂SO₄溶液來吸收煙氣SO₂，并設(shè)計(jì)了一種用Ca(OH)₂和SO₂多級(jí)逆流，可連續(xù)還原Na₂SO₄生成Na₂SO₃的反應(yīng)塔，輸送至一級(jí)逆流反應(yīng)塔的SO₂煙氣濃度較高，一級(jí)逆流反應(yīng)塔內(nèi)還原反應(yīng)完成之后，多余的較低濃度的SO₂煙氣輸送至二級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管，二級(jí)逆流反應(yīng)塔內(nèi)還原反應(yīng)完成之后，剩下的SO₂煙氣輸送至三級(jí)逆流反應(yīng)塔的爆氣管，吸收完成之后，Na₂SO_3、CaSO₄混合漿體經(jīng)壓濾、多效真空攪拌濃縮析晶、離心過濾脫母液、烘干、包裝等過程，產(chǎn)出Na₂SO₃產(chǎn)品，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了多級(jí)逆流連續(xù)還原過程，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：1、SO₂煙氣發(fā)生器，2、SO₂煙氣壓縮機(jī)，3、爆氣管，4、水冷套，5、煙氣布?xì)忸^，6、空心導(dǎo)流筒，7、Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體加料口，8、Ca(OH)₂和Na₂SO₄混合漿體，9、底座，10、SO₂煙氣排出口，A、一級(jí)逆流反應(yīng)塔，B、二級(jí)逆流反應(yīng)塔，C、三級(jí)逆流反應(yīng)塔。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型多級(jí)逆流反應(yīng)塔，包括順序聯(lián)通的一級(jí)逆流反應(yīng)塔A、二級(jí)逆流反應(yīng)塔B及三級(jí)逆流反應(yīng)塔C，各級(jí)逆流反應(yīng)塔分別包括一塔體11，塔體11的頂部設(shè)有Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體加料口7、SO₂煙氣排出口10，塔體11的中部設(shè)有進(jìn)SO₂煙氣的爆氣管3，且該爆氣管3的一端伸出塔體11，該爆氣管3的另一端設(shè)置煙氣布?xì)忸^5，位于塔體11內(nèi)的爆氣管3的外周環(huán)設(shè)空心導(dǎo)流筒6，塔體11的外壁設(shè)置水冷套4；一級(jí)逆流反應(yīng)塔A的爆氣管伸出端與一SO₂煙氣壓縮機(jī)2的排氣口連通，該SO₂煙氣壓縮機(jī)2的進(jìn)氣口連通一SO₂煙氣發(fā)生器1的氣體輸出口，一級(jí)逆流反應(yīng)塔A的SO₂煙氣排出口連通二級(jí)逆流反應(yīng)塔B的爆氣管，二級(jí)逆流反應(yīng)塔B的SO₂煙氣排出口連通三級(jí)逆流反應(yīng)塔C的爆氣管。各級(jí)逆流反應(yīng)塔的塔體11的底部分別設(shè)置底座9。各級(jí)逆流反應(yīng)塔的水冷套6分別設(shè)置有冷水進(jìn)口和熱水出口。各級(jí)逆流反應(yīng)塔的Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體加料口7分別連接將Ca(OH)₂加入Na₂SO₄溶液并攪拌成混合漿體的攪拌筒（圖中未示）。

SO₂煙氣發(fā)生器1產(chǎn)生的較高濃度SO₂煙氣通過SO₂煙氣壓縮機(jī)2供給到爆氣管3內(nèi)，SO₂煙氣在SO₂煙氣壓縮機(jī)2的壓力作用下從煙氣布?xì)忸^5噴出。在SO₂煙氣壓縮機(jī)2的壓力作用下，噴出后向上升起的SO₂煙氣與空心導(dǎo)流筒6外部的受重力作用下降的Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體形成逆流。SO₂煙氣分子小，使得SO₂煙氣與Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體8在布?xì)忸^5噴出口處充分接觸，反應(yīng)生成Na₂SO₃，接觸面越廣，反應(yīng)效率越高，產(chǎn)生的Na₂SO₃溶液流入Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體8中，直至反應(yīng)完成，Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體8和SO₂的反應(yīng)方程式為：SO₂+Na₂SO₄+Ca(OH)₂=Na₂SO₃+CaSO₄+H₂O。一級(jí)逆流反應(yīng)塔A內(nèi)的反應(yīng)完成之后，剩余的SO₂煙氣從SO₂煙氣排出口10排出，通過SO₂煙氣壓縮機(jī)連接至二級(jí)逆流反應(yīng)塔B的爆氣管。二級(jí)逆流反應(yīng)塔B內(nèi)的反應(yīng)完成之后，剩余的SO₂煙氣從SO₂煙氣排出口10排出，通過SO₂煙氣壓縮機(jī)2連接至三級(jí)逆流反應(yīng)塔C的爆氣管。各級(jí)逆流反應(yīng)塔內(nèi)的還原反應(yīng)為放熱反應(yīng)，各級(jí)逆流反應(yīng)塔外的水冷套4用于散熱降溫，以控制反應(yīng)溫度。各級(jí)逆流反應(yīng)塔的溫度條件控制在20~40^。C范圍內(nèi)，溫度越高，反應(yīng)速度越快，逆流反應(yīng)塔的高徑比控制在4~6:1范圍內(nèi)，高徑比越大，反應(yīng)塔容量越大，在控制合適的SO₂煙氣濃度條件下，生產(chǎn)效率越高。

為實(shí)施本實(shí)用新型，申請(qǐng)人制作了一套三級(jí)逆流連續(xù)還原反應(yīng)塔，主要數(shù)據(jù)如下：SO₂煙氣發(fā)生器2供給的濃度控制在20%，一級(jí)逆流反應(yīng)塔A排出的SO₂煙氣7%，二級(jí)逆流反應(yīng)塔B排出的SO₂煙氣2%，一級(jí)逆流反應(yīng)塔A排出的SO₂煙氣0.6%。煙氣噴出速度控制在2m/s,塔體高度為5.5m,直徑1m,爆氣管直徑0.1m，空心導(dǎo)流筒直徑為0.3m,水冷套厚度為6cm,冷水從反應(yīng)塔底部進(jìn)，熱水從頂部出。Ca(OH)₂ 和Na₂SO₄混合漿體 216kg,經(jīng)多效真空攪拌濃縮析晶、離心過濾脫母液、烘干、包裝等工藝之后，得到Na₂SO₃ 121.9kg，純度為96.74%。通過本三級(jí)逆流連續(xù)還原反應(yīng)塔連續(xù)還原之后，提高了亞硫酸鈉產(chǎn)品的純度，且操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。