(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910452927.1
(22)申请日 2019.05.28
(71)申请人 自然资源部天津海水淡化与综合利
用研究所
地址 300192 天津市南开区航海道55号
(72)发明人 张文燕 张琦 刘伟 柴澍靖
郝晓翠 吴丹 王泽江 于筱禺
李涛 黄西平
(74)专利代理机构 天津创智天诚知识产权代理
事务所(普通合伙) 12214
代理人 王秀奎
(51)Int.Cl.
C01B 7/09(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开一种新型空气吹出法提溴方法
及设备，包括溴离子氧化、游离溴吹出、完成液制
气、外加二氧化硫气体以及吸收循环液由原来的
顺流反应方式改造成逆流反应方式，达到提高吸
收效率的目的；同时，取消原有的捕沫塔，在原有
吸收塔内的上部空余空间增加捕沫装置，从而达
到减少设备成本、降低系统阻力、增大风量的目
的，最终提高溴的收率。本发明适用于现有提溴
装置的改造或新建提溴装置，可有效降低设备成
本、提高吸收效率，
增加溴素产能。权利要求书3页 说明书10页 附图5页CN 112010261 A 2020.12.01
C N 112010261
A
1.一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，包括吹出塔、吸收塔、蒸馏塔和吸收液槽，其中：
原料液经原料液泵抽取后通过管路输送至吹出塔的塔顶，在原料液泵和吹出塔塔顶之间的管路中依次连接有硫酸管路和管路，在吹出塔中自上而下依次设置吹出塔液体分布器、吹出塔填料层和气体分布器，在吹出塔下部侧方设置吹出塔净化空气进口，在吹出塔塔底设置吹出塔提溴母液出口，吹出塔塔顶设置吹出塔混合气体出口并通过管路与位于吸收塔下方侧壁的吸收塔混合气体进口相连并在管路中设置二氧化硫管路，用于向排出吹出塔的混合气体中添加二氧化硫并利用管路进行混合反应后，再进入吸收塔； 在吸收塔中自上而下依次设置吸收塔捕沫层、吸收塔液体分布器和吸收塔填料层；在吸收塔塔顶设置吸收塔空气出口，通过管路与吹出塔净化空气进口相连并在管路中设置第一风机；在吸收塔塔底设置吸收塔吸收液出口，通过管路与吸收液槽的吸收液进口相连，吸收液槽的吸收液出口通过管路与位于吸收塔中部的吸收塔循环吸收液液体进口相连，并在管路中设置吸收液循环泵，吸收塔循环吸收液液体进口与吸收塔液体分布器相连，以实现吸收液的循环利用；吸收液槽的完成液出口通过管路与蒸馏塔顶部相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，在吸收液槽中设置溴离子检测装置，以对吸收液中溴离子进行监测；在吹出塔混合气体出口和吸收塔混合气体进口之间的管路上设置二氧化硫通入点，二氧化硫通入点位于水平管路段上，吹出塔混合气体出口到二氧化硫通入点的管路路径长度为吹出塔混合气体出口到吸收塔混合气体进口管路路径总长度的四分之一到三分之一，优选三分之一。
3.根据权利要求1所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，在吹出塔上设置紧急卸放装置，正常运转气体封闭循环，无废气外排，但当发生紧急情况，系统超压危及设备安全时，紧急卸放装置开启，系统与大气连通，净化过的气体少量卸放进入大气，优选设置在吹出塔的净化空气进口和吹出塔的气体分布器之间的吹出塔侧壁上；或者在吸收塔上设置紧急卸放装置，正常运转气体封闭循环，无废气外排，但当发生紧急情况，系统超压危及设备安全时，紧急卸放装置开启，系统与大气连通，净化过的气体少量卸放进入大气，优选设置在吸收塔顶部，在吸收塔捕沫层和吸收塔空气出口之间。
4.根据权利要求1所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，吹出塔、吸收塔均装填规整填料作为吹出塔填料层、吸收塔反应层和吸收塔捕沫层，蒸馏塔装填规整填料或散堆填料均可；设备及填料材质均为耐溴、酸和氯腐蚀的非金属材料。散堆填料形式为阶梯环、花环、鲍尔环等，尺寸为DN38、DN50、DN76；规整填料形式为孔板波纹填料，脉冲填料、丝网波纹填料或其它种类和规格的规整填料，所有填料均经表面处理，处理后接触角均小于120度，优选80—100度接触角；填料材质选用PP、
陶瓷；填料层可以装填一种规整填料，也可以装填多种不同种类或同一种类不同型号的规整填料；最底部小比表面积高度不要超过1米高，中等比表面积为主的(中间层)的不少于4米，比如最底层为小比表面积的规整填料1米，上面为大比表面积的4米；或最底层为小比表面积的规整填料1米，中部为大比表面积的3米，顶部为更大比表面积的0.5米；填料层不高于5米则无需分段，高于5米则按不大于4米一层分段，分段后应在两段填料中间加装液体再分布器，如槽式、排管式、蝶式、螺旋式等；吹出塔填料层不高于8米，吸收塔填料层不高于6米，均无需分段。
5.根据权利要求4所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，提溴用填料片的
填料片的表面压制有呈矩阵分布的鱼鳞纹导流槽，每一所述鱼鳞纹导流槽由长度递减的多个弧形槽构成，相邻的鱼鳞纹导流槽之间形成有扇形开孔，所述填料片按45°方向压制有正弦曲线形的大波浪纹使得所述填料片的剖面呈正弦曲线形，所述大波浪纹的波峰波谷均通过所述扇形开孔形成的连线；所述正弦曲线满足y＝Asinωx，其中，0<A≤4；所述填料片为长方形，材质为非金属材质，厚度为0.5～1.5mm，长宽比为(1～10):1；所述扇形开孔的扇形弧长为3～30mm，弧度为120°，所述填料片的开孔率小于等于25％；由提溴用填料片构成的提溴用高效填料，包括加固圈以及并列固定在所述加固圈内的多个长方形的所述的填料片，其中：所述加固圈包括圆环形的固定圈和均布在所述固定圈顶部的可向外翻折以贴合塔壁的舌片，所述固定圈上形成有圆形通孔，所述固定圈内相邻的填料片按大波浪纹交叉90°叠放；所述加固圈内的填料片利用塑料穿钉固定，所述加固圈为非金属材质，由弧形板体通过搭扣
连接成圆环形。
6.根据权利要求1所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，吹出塔顶部的液体分布器型式为槽式、排管式，其中排管式的喷嘴可选用蝶式、螺旋式等，喷淋点数>20点/平方米；所述的吹出塔内部的气体分布器为平面形式，如栅板；吸收塔顶部的液体分布器为槽式、排管式，其中排管式的喷嘴可选用蝶式、螺旋式，喷淋点数>20点/平方米。
7.根据权利要求6所述的一种新型空气吹出法提溴设备，其特征在于，液体分布器采用槽式液体分布器，包括缓冲槽、一级槽和二级槽，其中：所述缓冲槽固定于所述一级槽内中上部，所述缓冲槽的底板上均布有筛孔以对液体进行过滤后通入到所述一级槽内，所述缓冲槽的两侧壁为齿状结构的溢流堰；所述一级槽的底部固定有多个与其相垂直的二级槽，并且由所述一级槽的中部向两端，所述二级槽的长度由长逐渐变短，使得所有二级槽形成的二级槽组的边缘呈近圆形，所述一级槽的底板上形成有与所述二级槽一一对应的布水孔，所述布水孔位于对应二级槽中部的正上方；所述二级槽内中上部焊接有缓冲板，所述缓冲板位于所述布水孔的正下方，所述缓冲板上均布有小孔；所述二级槽两侧壁的下部均布有导流孔、两侧壁的上部均布有溢流孔，所述二级槽两侧壁的外部焊接有导液板以使得从所述导流孔喷射出的液体沿导液板均匀流下，相邻的两个二级槽之间通过连通管相连通；所述缓冲槽、一级槽和二级槽均为长方形槽；所述缓冲槽的溢流堰高度为40-60mm；所述一级槽和缓冲槽的个数相同且为一个或两个；所述一级槽的两侧壁之间固定有多个平行的固定板，所述缓冲槽的底部通过螺栓固定于所述固定板上；所
述二级槽两个为一组，每一组的两个二级槽之间通过多个加固板和连通管相连，所述连通管将两个二级槽的中下部相连通，所述加固板位于两个二级槽的中上部，且所述加固板伸入所述二级槽内的位置上形成有供液体通过的圆孔；所述缓冲板的长度与所述一级槽的宽度相同，所述缓冲槽的宽度与所述二级槽的宽度相同。
8.一种新型空气吹出法提溴方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
原料液经原料液泵抽取后通过管路输送至吹出塔的塔顶，在原料液泵和吹出塔塔顶之间的管路中依次连接有硫酸管路和管路，以便在原料液通过原料液泵后加入硫酸和，形成含有游离溴的原料液，再通过管路进入吹出塔的塔顶；原料液中溴离子含量为50～200ppm，流量为500～2000m3/h，温度为常温(20—25摄氏度)至50℃，稀硫酸的质量百分数为5～50％，优选10—30％，配氯率为100～150％；
含有游离溴的原料液经吹出塔液体分布器向下喷淋，净化后的空气经管路从吹出塔净
化空气进口进入吹出塔，向上扩散过程中与含有游离溴的原料液在吹出塔内逆流接触，含有游离溴的原料液中游离溴被净化后的空气夹带吹出，形成含有游离溴的空气混合物，并从吹出塔塔顶的吹出塔混合气体出口排出，解吸了游离溴的原料液从吹出塔的吹出塔提溴母液出口排出；
含有游离溴的空气混合物在管路中与添加的二氧化硫混合形成混合气相，由吸收塔的吸收塔混合气体进
口进入吸收塔；吸收循环液由吸收塔中部的吸收塔循环吸收液液体进口进入吸收塔并经吸收塔液体分布器喷淋而下，与自吸收塔混合气体进口进入吸收塔的混合气相在位于吸收塔下部的吸收塔反应层中逆流接触反应；反应后的气相向上经过吸收塔捕沫层后形成净化后的空气，由吸收塔的吸收塔空气出口排出并经过管路和第一风机进入吹出塔的吹出塔净化空气进口，进行循环利用；反应后的液相(即含有溴离子的吸收液)由吸收塔塔底的吸收塔吸收液出口排出并经管路和吸收液槽吸收液进口至吸收液槽中，经吸收液槽吸收液出口、吸收液循环泵和管路至吸收塔循环吸收液液体进口，进行循环利用；当含有溴离子的吸收液中溴离子达到浓度要求时，即得到吸收完成液并经吸收液槽完成液出口和管路至蒸馏塔；
吸收完成液从蒸馏塔顶部进入，二次氯化、冷凝、精制后得到液溴。
9.根据权利要求8所述的一种新型空气吹出法提溴方法，其特征在于，在吹出塔中，净化后的空气与含有游离溴的原料液体积比为(80～200)：1，常温常压下反应即可；含有溴离子的吸收液达到预设浓度后成为完成液，以原料液中溴含量为基础，溴含量达到千倍以上，即可认定为完成液；根据密度计测试的吸收液浓度来进行初步判断，再进行溴离子的检测即可；二氧化硫气体用量的确定：以原料液中溴含量为基础，计算理论上二氧化硫需求量进行通气，可考虑采用空气带入二氧化硫，此时的混合气体中，二氧化硫体积百分数为8—12％。
10.如权利要求1—7之一所述的一种新型空气吹出法提溴设备或者如权利要求8—9之一所述的一种新型
空气吹出法提溴方法在从海水中提取溴的应用，其特征在于，普通海水中溴浓度为50—60ppm，浓缩海水中溴浓度为80—120ppm。
一种新型空气吹出法提溴方法及设备技术领域
[0001]本发明涉及溴素提取技术，特别是涉及一种从(浓)海水、温海水以及地下卤水中提溴的改进工艺方法及塔设备。
背景技术
[0002]我国提溴行业并几乎都采用“空气吹出-二氧化硫酸法捕沫-尾气封闭循环”工艺进行提溴，并均采用“吹出塔-吸收塔-捕沫塔”三塔串联的工艺流程。该工艺流程和设备存在如下两个问题导致收率较低：1、吸收塔反应效率低。吹出塔解吸出的含溴混合空气、外加的二氧化硫气体以及吸收循环液均从顶部进入吸收塔，三者为顺流接触反应方式，而吸收循环液流量通常较小，填料润湿程度不够，因此吸收效果差。2、设备成本高，系统阻力大。单独设置一套捕沫塔增加了占地面积和制作成本。同时，相应配套的进出口以及管路弯头等局部阻力也增加了系统压降，系统中实际风量会变小，导致吹出塔中气液比下降，影响吹出效果。
[0003]发明专利一种浓海水提溴封闭循环吹脱系统及方法(201410246456.6)虽然提出了一种解决办法，
可以减少设备成本。但是，一方面该发明在吸收塔内采用四氯化碳富集游离溴，与现今提溴产业中实际应用的二氧化硫相比，其为有毒、易腐蚀液体，其用途被国家严格限制，仅限用于非消耗臭氧层物质原料用途和特殊用途。该专利更适用于新建吹溴富集塔组，而对传统提溴塔组进行改造时，会增加相应成本。另一方面，四氯化碳富集游离溴是一个物理溶解过程，常温常压下该混合物中游离溴的浓度有上限，增加了后续分离成本。发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对现在的空气吹出塔提溴工艺过程中，吸收塔反应效率低、捕沫塔成本高并导致系统阻力大的问题，提供一种新型空气吹出法提溴方法及设备。
[0005]本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
[0006]一种新型空气吹出法提溴设备，包括吹出塔、吸收塔、蒸馏塔和吸收液槽，其中：
[0007]原料液经原料液泵抽取后通过管路输送至吹出塔的塔顶，在原料液泵和吹出塔塔顶之间的管路中依次连接有硫酸管路和管路，在吹出塔中自上而下依次设置吹出塔液体分布器、吹出塔填料层和气体分布器，在吹出塔下部侧方设置吹出塔净化空气进口，在吹出塔塔底设置吹出塔提溴母液出口，吹出塔塔顶设置吹出塔混合气体出口并通过管路与位于吸收塔下方侧壁的吸收塔混合气体进口相连并在管路中设置二氧化硫管路，用于向排出吹出塔的混合气体中添加二氧化硫并利用管路进行混合反应后，再进入吸收塔；
[0008]在吸收塔中自上而下依次设置吸收塔捕沫层、吸收塔液体分布器和吸收塔填料层；在吸收塔塔顶设置吸收塔空气出口，通过管路与吹出塔净化空气进口相连并在管路中设置第一风机；在吸收塔塔底设置吸收塔吸收液出口，通过管路与吸收液槽的吸收液进口相连，吸收液槽的吸收液出口通过管路与位于吸收塔中部的吸收塔循环吸收液液体进口相
说 明 书
1/10页CN 112010261 A
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议