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随着饮用水标准的提高,越来越多的给水厂采用氯胺(化合氯) 消毒代替传统的自由氯消毒,以避免氯仿等消毒副产物超标。上海市区的给水厂就全部采用化合氯消毒。给水厂要在设置氯库及加氯设备的同时设置氨库和加氨系统,除了要防止氯气泄漏之外,也要防止氨气泄漏可能给周边居民和环境带来的负面影响。氨气密度为0. 597 mg/ L ,易溶于水,刺激性和腐蚀性都十分强烈,在工业生产使用过程中曾出现过许多氨泄漏的惨重教训。所以,研发给水厂用高效、先进的氨泄漏吸收装置具有实际意义。
1 设备工作机理
本文研制的氨气泄漏吸收装置采用膜基气体吸收技术作为核心工艺。膜基气体吸收技术是将膜分离技术和吸收技术相结合的新型气体膜分离过程。
这类膜分离过程的分离性能取决于组分在两相中的分配系数,而膜仅起界面作用。该过程利用微孔膜材料的疏水性和透气性将气、液两相隔开,并允许气体透过微孔。气体中被选择性吸收的组分与吸收液反应而被迅速脱除,不被吸收的组分被排除,过程的选择性取决于吸收液的选择性。
膜基气体吸收技术与传统气体吸收技术相比具有以下优点:
(1) 膜接触器比传统分散相接触器具有更高的分离效率,气体分离速度快,分离完全。
(2) 膜接触器提供了更大的传质比表面积。传统的塔器如填充柱和板式柱,单位体积的传质面积(比表面积) 一般为20～500 m2 / m3 ,膜接触器的单位体积的传质面积可达500～6 600 m2 / m3 。
(3) 由于气液两相相互独立流动,消除了分散相中的雾沫夹带等现象。
(4) 固定的传质面积。由于气液两相相对独立,互不接触,在一定范围内可任意调节两相的流速,而传质面积却不随流速的改变而变化。这对于那些需要较高或较低流速的工艺非常有用。与此相比,传统塔式设备的传质面积与流体流速有着密切的关系。
(5) 膜接触器的操作参数呈线性关系,因此可以直接放大。除了泵、管道等限制外,可以通过有效的调整和组合膜组件的数量和形式来预测处理能力。
(6) 当体系中某种产物被不断带走,反应平衡始终向右进行,膜接触器可以增加化学反应的转化率。
(7) 膜接触器不需要机械搅拌,吸收和分离在组件内同时进行,可以降低能耗。 |
