祝杰 叶世超 白洁 兰冰 曹杰 吕路兵

    (四川大学化学工程学院，四川成都 610065)

    硝酸磷肥尾气含氨，放空前必须作氨回收处理。硝酸磷肥尾气脱氨在技术上面临两大难题：一是尾气中夹带氟硅酸，易引起工业吸收设备-填料塔或板式塔的堵塞；二是尾气的湿度高，温度约70℃，吸收难度大。为此，拟采用喷淋塔[1,2]吸收工艺，以酸性溶液为吸收剂对尾气进行洗涤，借助化学吸收打破物理平衡，以提高氨回收率。由于喷淋塔是空塔，可望解决设备堵塞问题[3,4]。

    国内外学者对喷淋塔吸收特性作了大量研究。Pinilla 等[5]以SO2/NaOH/水为研究体系，考察了操作参数对体积传质系数的影响；钟毅等[6,7]研究了湿法烟气脱硫效率的影响因素，得到脱硫系统优选的操作参数范围；Kuntz 等[8]对比了喷淋塔与填料塔中MEA 捕集CO2的传质特性，得到了体积传质系数随气液流率及入口CO2浓度的变化规律；Dou 等[9]考察了操作参数对脱硫率的影响，关联出脱硫率的半经验计算式；缪明烽等[10]对湿法逆流喷淋脱硫系统进行了传质特性的研究，并就关键参数对脱硫率的影响进行了分析。然而现有喷淋塔传质特性研究主要集中在脱硫领域[11,12]，采用喷淋塔脱氨的研究鲜见报道。本文在自制的喷淋吸收塔中，以空气/氨/稀硝酸溶液为实验物系，考察关键操作参数对体积传质系数的影响，以期为喷淋塔脱氨系统的优化设计提供实验依据。

    1 实验部分

    1.1 反应机制

    采用硝酸溶液喷淋回收尾气中的氨，在液相发生如下反应：

    1.2 实验装置及流程

    建立喷淋塔脱氨实验装置流程如图1 所示。风机输送的空气经孔板流量计计量后进入加热器进行加热，钢瓶氨气经计量后混入热空气中制成模拟尾气，尾气从喷淋塔底部进入，自下而上流经吸收段，脱氨尾气经旋风除雾后由引风机抽出排空；吸收液由循环泵输送至塔顶，经多孔分布板分散后对尾气进行喷淋，气液两相在吸收段内逆流接触，完成传质过程；塔釜设置加热装置来控制釜液温度，同时补充新鲜吸收剂，维持吸收液的pH。吸收塔材质为有机玻璃，以便于观察塔内液滴的运动状况。喷淋塔内径0.1 m，吸收区高1.6 m，分布板孔径2 mm，孔间距7 mm，开孔率4.68%。这种直孔分布板可将液体均匀地分散成2～3 mm 液滴 ......