本申请涉及含腐蚀性组分高温气体处理的领域，具体公开了一种自冷却石墨急冷吸收器及其装置，包括筒形的石墨段、以及套设于石墨段外的夹套外壳，石墨段包括上石墨段、下石墨段；夹套外壳与石墨段外壁之间形成环形腔室，夹套外壳设置有供吸收液进入环形腔室的吸收液入口，石墨段开设有多个连通环形腔室和石墨段内腔的喷入孔。能够实现对高温气体急冷，并实现在气液平衡温度下酸性气体的吸收，为后续酸性气体吸收提供有利条件，设备安装不需压紧及粘结剂使用寿命长，不需要循环冷却水运行成本低，避免了酸性气体污染循环水的隐患，以及循环水故障可能引起设备损坏的问题。环水故障可能引起设备损坏的问题。环水故障可能引起设备损坏的问题。
Self cooled graphite quench absorber and absorption device
【技术实现步骤摘要】
自冷却石墨急冷吸收器及吸收装置
[0001]本申请涉及含腐蚀性组分高温气体处理领域，主要是含盐酸、氢氟酸、磷酸、硫酸的高温酸性气体的急冷和吸收，特别是一种自冷却石墨急冷吸收器及其装置。
技术介绍
[0002]环保领域烟气处理也属于含腐蚀性组分高温气体处理领域的一部分，焚烧后高温烟气一般含有腐蚀性组分，且含有二噁英分解后产物，烟气冷却过程为避免二噁英再合成，需要将烟气急冷至200℃以下，还需要吸收烟气中酸性组分避免排放至大气。
[0003]浸渍石墨材料以其优良的耐腐蚀性能和导热性能广泛用于盐酸、氢氟酸、磷酸、硫酸等行业，根据浸渍介质的不同，浸渍石墨的使用温度略有差异，常用的酚醛树脂浸渍石墨最高使用温度为170℃。
[0004]急冷是指将高温气体快速冷却的过程，急冷一般为高温气体与冷却介质直接接触冷却，其冷却速度远高于间接换热冷却，实现急冷的设备叫急冷器或急冷塔。对于含盐酸、氢氟酸、磷酸、硫酸等腐蚀性高温气体的急冷一般采用浸渍石墨材质的急冷器。但由于高温气体的温度远高于浸渍石墨的使用温度，故石墨急冷器需要采用循环冷却水进行不间断的冷却。
[0005]传统石墨急冷塔设备结构复杂，且需要消耗大量循环冷却水，由于石墨材料的力学性能低于金属材料，其加工过程和安装后不能承受过大的力。使用过程中石墨块之间会存在微小间隙，高温气体内的酸性组分会通过该微小间隙往壳体的循环冷却水内迁移，长期运行酸性组分会污染冷却水系统造成冷却水系统的腐蚀，具有安全隐患。或者石墨块之间会通过压紧以及粘结剂粘接来填补微小间隙，但是影响极冷塔的使用寿命。
技术实现思路
[0006]专利技术目的在于提供一种无需循环冷却水冷却的耐高温耐腐蚀石墨急冷吸收器及其装置，在实现高温酸性气体的急冷的同时实现部分酸性组分的吸收，减轻后处理系统的运行负荷，安装制作方便且没有安全隐患。
[0007]本申请采用如下的技术方案：
[0008]自冷却石墨急冷吸收器，包括筒形的石墨段、以及套设于石墨段外的夹套外壳，石墨段包括上石墨段、下石墨段；夹套外壳与石墨段外壁之间形成环形腔室，夹套外壳设置有与环形腔室连通的吸收液入口，石墨段开设有多个连通环形腔室和石墨段内腔的喷入孔。
[0009]通过上述技术方案，含酸性组分的高温气体从石墨段的顶部进入石墨段，并沿着石墨段的轴线方向流动，然后从石墨段的底端流出；同时，急冷吸收液从吸收液入口进入环形腔室，然后通过喷入孔进入到石墨段的内腔，即急冷吸收液通过喷入口喷入石墨段内侧含酸性组分的高温气体中，对高温气体进行急冷，并且急冷液与高温气体直接接触，能够吸收高温气体内的酸性组分，并且急冷吸收液在环形腔室内和喷入口的流动能够对石墨段进行冷却。通过对急冷吸收器的整体结构设置，使其通过急冷液的流动，同时实现了对石墨段
的冷却、对高温气体的急冷、以及对高温气体内酸性组分的吸收。
[0010]所述喷入孔在石墨段呈环形均匀设置，一圈呈环形分布的多个喷入孔为一层，喷入孔沿着石墨段的轴线方向设置多层，相邻两层喷入孔之间交错。
[0011]所述喷入孔倾斜设置。
[0012]从一层中的一个所述喷入孔开始，沿着喷入孔所在一层的顺时针或逆时针方向，每层喷入孔与石墨段的径向面的夹角逐渐增大。
[0013]所述上石墨段喷入孔的开孔数量及孔大小满足急冷所需要的最大急冷吸收液流量。下石墨段喷入孔的开孔数量及大小满足气液平衡状态下，最大吸收所需要流量。急冷及吸收量的设计需要考虑一定的安全系数。
[0014]喷入孔喷出液具有一定的喷出压力和喷出速度，通过上述对喷入孔的设置，各个喷入孔喷出的液体互相交叉成花洒状，覆盖全部气体流通面积，气液直接接触，液体迅速蒸发，高温气体迅速冷却。
[0015]所述上石墨段外壁设置有上卡环，下石墨段外壁设置有下卡环，夹套外壳的两端均设置有连接法兰，上石墨段外套设有环形的上固定板，上固定板与夹套外壳上端的连接法兰分别卡设于上卡环的两侧，上固定板与夹套外壳上端的连接法兰之间螺栓连接，下石墨段外壁设置有环形的下固定板，下固定板与夹套外壳下端的连接法兰分别卡设于下卡环的两侧，下固定板与夹套外壳下端的连接法兰之间螺栓连接。
[0016]所述上卡环与上固定板和夹套外壳上端的连接法兰之间均设置有上段密封垫片，下卡环与下固定板和夹套外壳下端的连接法兰之间均设置有下段密封垫片。
[0017]通过上述急冷吸收器的结构设置，急冷吸收器安装简单，石墨材料不需承受过大压力。上石墨段和下石墨段之间可留有间隙，由于急冷吸收液在环形腔室内的压力高于石墨段内侧高温气体的压力，急冷吸收液从间隙内喷入急冷器内侧高温气体中。使得上石墨段和下石墨段之间没有密封要求，不需要压紧或填充粘结剂，有利于提高急冷吸收器的使用寿命。急冷吸收液从吸收液入口进入环形腔室，然后从贯穿喷入孔和上石墨段和下石墨段之间的间隙进入内侧高温气体中，对高温气体进行急冷和吸收。
[0018]所述上石墨段和下石墨段之间的间隙不超过5mm。
[0019]自冷却石墨急冷吸收器装置，包括急冷吸收器、下降管和气液分液罐，急冷吸收器的顶端为进气端，急冷吸收器的底端为出气端，出气端通过下降管与气液分液罐顶部连通，气液分液罐上部设置有气体出口，气体在急冷吸收器急冷降温在出气端得到的气液混合物经过下降管进入气液分液罐，在气液分液罐内实现气液分离，气液分液罐底部与吸收液入口之间设置有连通管，连通管设置有循环泵，连通管设置有酸液出口和应急水入口。
[0020]通过对急冷吸收器装置的设置，在急冷吸收器以及下降管内，冷却后的气液混合物中酸性组分和吸收液直接接触，实现近似等温等压吸收，最终达到平衡温度和平衡浓度；急冷后的气液混合物在气液分液罐内实现气液分离，冷却后的气体通过急冷吸收后气体出口排出，液体作为循环的急冷吸收液在罐内下部储存；吸收液通过循环泵及连通管进行输送，一部分急冷吸收液从吸收液入口进入急冷吸收器内进行高温气体的急冷吸收，另一部分急冷吸收液排出系统，回收酸液；
[0021]考虑气液分液罐液位的稳定及运行的连续性，在气液分液罐上设置的工业水补水口，能及时补充消耗的急冷吸收液，满足液位稳定的要求；补水口所连接的应急水可以为消
防水、不间断生产水或高位水罐储水等不需要额外动力即可应急补入的水；
[0022]考虑循环泵故障的工况下系统的安全，在循环管靠近急冷吸收器的吸收液入口的位置设置应急水入口，在急冷吸收液中断的情况下及时补充应急水，保证事故状态下石墨急冷吸收器不会超温损坏，以及装置内其他设备的安全。
[0023]根据高温酸性气体组分以及压力的不同，酸液出口排出的酸浓度可为1～30％wt。
[0024]所述下降管沿着自身轴线方向可移动的插入气液分液罐内，下降管与气液分液罐之间设置有使酸性气体不会逸出的气封环。
[0025]所述气封环套设于下降管外壁，气封环底部与气液分液罐气液混合物入口之间通过法兰连接，气液分液罐设置有连接法兰，气封环与连接法兰连接，气封环内设置有空腔，空腔设置有气封气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.自冷却石墨急冷吸收器，其特征在于：包括筒形的石墨段、以及套设于石墨段外的夹套外壳(4)，石墨段包括上石墨段(1)、下石墨段(5)；夹套外壳(4)与石墨段外壁之间形成环形腔室(8)，夹套外壳(4)设置有供吸收液进入环形腔室(8)的吸收液入口，石墨段开设有多个连通环形腔室(8)和石墨段内腔的喷入孔。2.根据权利要求1所述的自冷却石墨急冷吸收器，其特征在于：所述喷入孔在石墨段呈环形均匀设置，一圈呈环形分布的多个喷入孔为一层，喷入孔沿着石墨段的轴线方向设置多层，相邻两层喷入孔之间交错。3.根据权利要求1所述的自冷却石墨急冷吸收器，其特征在于：所述上石墨段(1)外壁设置有上卡环(11)，下石墨段(5)外壁设置有下卡环(51)，夹套外壳(4)的两端均设置有连接法兰(41)，上石墨段(1)外套设有环形的上固定板(2)，上固定板(2)与夹套外壳(4)上端的连接法兰(41)分别卡设于上卡环(11)的两侧，上固定板(2)与夹套外壳(4)上端的连接法兰(41)之间连接，下石墨段(5)外壁设置有环形的下固定板(7)，下固定板(7)与夹套外壳(4)下端的连接法兰(41)分别卡设于下卡环(51)的两侧，下固定板(7)与夹套外壳(4)下端的连接法兰(41)之间连接。4.根据权利要求3所述的自冷却石墨急冷吸收器，其特征在于：所述上卡环(11)与上固定板(2)和夹套外壳(4)上端的连接法兰(41)之间均设置有上段密封垫片(3)，下卡环(51)与下固定板(7)和夹套外壳(4)下端的连接法兰(41)之间均设置有下段密封垫片(6)。5.根据权利要求3所述的自冷却石墨急冷吸收器，其特征在于：所述上石墨段(1)、下石墨段(5)之间可选择的存...
【专利技术属性】
技术研发人员：任春晓，李国清，李鹏飞，张武龙，郑全军，杨佳宁，雷月，
申请(专利权)人：北京航化节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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