一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，包括以下步骤：(1)将工业气流通入由多孔玻璃球填充而成的玻璃球膨化床中，进行初步吸附，得到初步净化气流；(2)将步骤(1)得到的初步净化气流引入聚结器进行微细雾滴聚结沉降，净化气流经聚结器排出，若检测发现净化气流中雾滴杂质的残留浓度高于30‑40ppm时，则需对玻璃球膨胀床和聚结器进行清洗后方可再次使用；本发明专利技术的工业气体除雾方法将玻璃球膨胀床与聚结器相结合，在玻璃球膨胀床初步吸附过程中将工业气体中的大尺寸雾滴分离，聚结器将小尺寸雾滴聚结，可有效地将雾滴杂质的残留浓度降低至30ppm，提高目标产物收率。

A method of removing droplets from gas by glass ball expanding bed combined with coalescer

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法
本专利技术涉及一种玻璃球膨胀床，以及使用该玻璃球膨胀床结合聚结器对工业气体中的雾滴杂质进行吸附净化的方法。
技术介绍
在医药、化工、石化、发电等的社会生产过程中，如酸洗、电镀、电解、制酸等均会使用到硫酸、盐酸、硝酸、有机溶剂等物质，在气相中会夹带一定数量、大小不等的液相雾滴，对生产及环境都是有害的，需要设法将其除去。雾滴主要是由于液体表面蒸发，与水凝结而形成，另外，在发生化学反应时，有气泡产生，上浮到液面后爆破，液滴也随之而出；雾滴中会含有许多有毒有害的物质，其性质也各不相同，如含有酸液、碱液和有机溶剂等，会影响其反应过程，会腐蚀或堵塞设备及仪器等；如果未祛除直接排放，还会形成“白烟”，影响人们的视野，更严重的是会污染环境，影响人们的身体健康。气相中雾滴杂质的问题日益受到大家的广泛关注，国内外针对除雾技术的研究不断深入。目前，气液分离技术的机理主要有重力沉降式、过滤分离式、惯性碰撞式、离心分离式及扩散聚结等，下面对这几种分离方法的机理、优缺点逐项进行阐述：①重力沉降式气液分离有诸多优点：结构简单、制造方便、可操作性强、技术成熟等，且应用十分广泛。但是气液混合流在沉降设备中需要停留较长的时间，设备体积庞大、笨重，分离效果差，投资高，且重力沉降设备只能分离较大的液滴(液滴粒径极限值常为100μm)，因此目前重力沉降设备只在地面天然气开采输送领域应用广泛；②过滤分离是气液混合物通过过滤介质，将气体中的液滴分离出来的技术。在过滤分离装置中，滤芯是其核心部件，一般滤芯以金属丝网和玻璃纤维为佳。过滤气液分离装置效率高且能有效分离0.1～10.0μm之间小粒子，但是当进入分离装置的气体流速较大时，易导致气体中携带的液滴量增加，起不到分离作用，除此之外金属丝网滤芯的清洗较为困难，因此过滤分离装置运行成本较高，现阶段只在合成氨原料气净化除油、天然气净化及回收凝析油中有较多应用；③惯性分离是指在气流急速转向或冲向挡板再急速转向情况下，液滴和气流运动的轨迹会产生差异，从而达到分离的目的。此类分离器一般是指波纹板式除雾器，其结构简单，易于制造，处理量大，可以应用在很高的气体流速情况下，一般气体流速可达到15～25m/s，但是惯性分离器的流体阻力偏大，在出口处也会因为有较大的吸力而造成二次夹带现象的发生，因此惯性分离器一般对25μm以上的液滴分离效果较好，目前只适合要求不是很高的气液分离场合；④离心分离器主要是指旋流分离器，当气液混合物通过进料口进入旋流分离器时，由于气液之间的密度差，可在离心力的作用下使气液分离。分离器产生的离心力是重力的数十倍之多，因而其分离效率比其他分离方式更高，目前气液旋流分离技术的开发应用已经取得了一定的成效，但当参数设计不当时，易将液滴打碎乳化而恶化分离过程；此外旋流器的通用性较差，不同物料对旋流分离器的结构和操作条件需求不同；⑤聚结器适用于很小的液滴，如雾滴不能以重力分离，只有雾滴能被聚结成较大的液滴，再进行重力沉降。分离器中聚结装置就是使气体通过一个曲径，由液滴的动量引起它们相互之间或与聚结装置碰撞，形成较大液滴从气体中依靠重力沉降出来；上述各种分离技术都有其适用范围，主要根据雾滴的大小来选用不同的除雾技术。面对实际工业气体中所含雾滴种类的复杂性，且实际生产运行过程中细微雾滴净化效率不佳的现状，迫切地需要寻找一种适合于去除实际工况中多类雾滴的净化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，包括以下步骤：(1)将工业气流通入由多孔玻璃球填充而成的玻璃球膨化床中，进行初步吸附，得到初步净化气流；(2)将步骤(1)得到的初步净化气流引入聚结器进行微细雾滴聚结沉降，净化气流经聚结器排出，若检测发现净化气流中雾滴杂质的残留浓度高于30-40ppm时，则需对玻璃球膨胀床和聚结器进行清洗后方可再次使用。优选地，所述步骤(2)中，玻璃球膨胀床清洗方法为：使用清洗液对多孔玻璃球进行超声清洗，清洗完毕后低温干燥，重新分级后回填至所述玻璃球膨化床；聚结器的清洗方法为：使用清洗液对聚结器进行清洗，清洗完毕后排出清洗废液，将所述聚结器风干后待用。优选地，当工业气流中雾滴为酸性时，清洗玻璃球膨胀床和聚结器的所用的清洗液为Ca(OH)2溶液；当工业气流中雾滴为碱性时，清洗玻璃球膨胀床和聚结器的清洗液为醋酸溶液；当工业气流中雾滴为有机物时，清洗玻璃球膨胀床和聚结器的清洗液为乙醇。优选地，步骤(1)中的玻璃球膨胀床内由下而上分布三层不同粒径的多孔玻璃球，所述多孔玻璃球粒径分别是5mm、3mm和1mm，对应填充高度分别占膨胀床内填充高度的40％、30％和30％。优选地，步骤(1)所述的玻璃球膨胀床为底部进气方式，气流通过床层时，床层膨胀率为10-18％。优选地，步骤(2)中的聚结器类型为挡板式气/液分离聚结器、除雾聚结器或叶片分离聚结器中的一种。优选地，所述聚结器所采用的聚结滤材纤维孔径为1-25μm。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术中的工业气体除雾方法，将玻璃球膨胀床与聚结器相结合，可实现工业气流的气液分离，在玻璃球膨胀床初步吸附过程中将工业气体中的大尺寸雾滴分离，后续的聚结器将小尺寸雾滴聚结，可有效地将雾滴杂质的残留浓度降低至30ppm，提高目标产物收率，降低分离纯化过程成本；相对于其他方法，玻璃球膨胀床结合聚结器方法由于环境友好程度高，吸附效率高和材料可再生，更适用于对工业生产过程中的不同粒径大小的雾滴杂质进行净化，适用于实际工程应用；(2)选用的多孔玻璃球膨胀床，在保证高效增溶能力的情况下，能够大幅度地提高气流和吸附材料的接触面积，降低吸附材料用量，有效地降低工业气体原料在床层内的停滞量，把对气流性状的影响降至最低。膨胀床内填充的多孔玻璃球由环境友好的二氧化硅和钠硼硅酸盐组成，该材料吸水性小、强度高、耐腐蚀性强，表面光滑，是针对工业气体中雾滴杂质堵塞输气管道、影响产品质量以及腐蚀设备而筛选出来的，不会吸附工业气体原料，且能快速高效的促进气体中雾滴杂质的吸附，增加气体产品的洁净度，而且通过玻璃球的分层分布，可提高不同粒径雾滴杂质的吸附效率；(3)选用的聚结器，针对不同的雾滴杂质，均具有较高的分离效率和较好的分离效果，其中对无机成分雾滴吸附效率最高，甚至可将直径小于1μm的雾滴附着在直径小于1μm的纤维上，实现对微雾滴的凝聚，进一步提升吸附净化效率。附图说明图1为玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法流程图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。本专利技术涉及一种玻璃球膨胀床，以及利用该玻璃球膨胀床结合聚结器对气体中的雾滴进行去除的净化方法；其中以多孔玻璃球作为床体滤料，主要由二氧化硅和钠硼硅酸盐组成。实施例1如图1所示，本专利技术利用玻璃球膨胀床结合聚结器对气体中的雾滴进行去除的净化方法的实施步骤如下：(1)将含有雾滴粒径为1-10μm、浓度为200-500ppm的工业气流(来自有机硅单体的合成废气)，通入由多孔玻璃球填充而成的玻璃球膨化床中，进行初步吸附，得到初步净化气流；其中，工业气流流速在玻璃珠膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将工业气流通入由多孔玻璃球填充而成的玻璃球膨化床中，进行初步吸附，得到初步净化气流；(2)将步骤(1)得到的初步净化气流引入聚结器进行微细雾滴聚结沉降，净化气流经聚结器排出，若检测发现净化气流中雾滴杂质的残留浓度高于30‑40ppm时，则需对玻璃球膨胀床和聚结器进行清洗后方可再次使用。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将工业气流通入由多孔玻璃球填充而成的玻璃球膨化床中，进行初步吸附，得到初步净化气流；(2)将步骤(1)得到的初步净化气流引入聚结器进行微细雾滴聚结沉降，净化气流经聚结器排出，若检测发现净化气流中雾滴杂质的残留浓度高于30-40ppm时，则需对玻璃球膨胀床和聚结器进行清洗后方可再次使用。2.根据权利要求1所述的一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，玻璃球膨胀床清洗方法为：使用清洗液对多孔玻璃球进行超声清洗，清洗完毕后低温干燥，重新分级后回填至所述玻璃球膨化床；聚结器的清洗方法为：使用清洗液对聚结器进行清洗，清洗完毕后排出清洗废液，将所述聚结器风干后待用。3.根据权利要求2所述的一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法，其特征在于，当工业气流中雾滴为酸性时，清洗玻璃球膨胀床和聚结器的所用的清洗液为Ca(OH)2溶液；当工业气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆曦，解清杰，周君立，王勇，孙洁，苏洁，邵启运，王亮，
申请(专利权)人：镇江江南化工有限公司，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32