一种去除有害气体的方法及装置技术领域
本发明涉及一种去除有害气体的方法及装置，特别涉及从气流中去除醇、胺、酰基物、
酮、醛和酯等挥发性有机物，硫化氢和氨等无机物，属于大气污染控制和环境保护技术领域。
背景技术
各种含挥发性有机物如醇、胺、酰基物、酮、醛和酯等的有害气体，产生于化学、制药、
印刷和喷涂等各种生产过程，含硫化氢和氨等无机物的有害气体，产生于化工生产、废水厌
氧处理等过程。这些污染物不仅对人体有害，大量排放还对大气环境产生了严重的影响。但
是由于这些气体或具有化学结构较稳定，不易降解的特点，或阈值较低，给净化处理带来很
大的困难。
吸收法是去除这些有害气体的主要方法之一，投资和运行费用低，但此方法的主要问题
是吸收液容量有限，吸收后的吸收液进一步处理费用高。燃烧法对运行条件要求较高，一般
要求在高温下运行，投资和运行费用费高。活性碳吸附法对低浓度的污染物脱除效率较高，
但吸附剂再生和后续处理系统复杂，并且有易燃易爆的危险。因此，针对不同的有害气体寻
找去除效率高、运行可靠和操作简单的处理技术，是相关工业过程急需解决的问题。
本发明设计和提供了一种去除有害气体的方法及装置，用于从气流中除去醇、胺、酰基
物、酮、醛和酯等挥发性有机物，硫化氢和氨等无机物，从而达到有害气体净化的目的。
发明内容
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种去除有害气体的方法，其特征是含
所述有害气体的气流导入气-固反应器，同时向气-固反应器导入一定温度的氯化钙固体颗
粒和控制一定的气固反应温度，使气流中所述的有害气体在气-固反应器与氯化钙发生气固
吸附化学反应而被吸收，生成固体产物，从而达到气体净化目的。
本发明所述的技术方案中，所述的有害气体与氯化钙的气固吸附化学反应的固体产物为
氯化钙与有害物的络合物和相关盐类。
本发明所述的气-固反应器可采用化工单元操作常用的固定床、移动床、沸腾床、流化
床和循环流化床等气-固接触反应器，可采用顺流、逆流和错流等多种形式，具体可参看化
工反应相关设备手册，效果大体相当。以循环流化床反应系统为例，所述的气-固反应器塔
体的侧下部设置有连接气流的气体进口，中部设置有氯化钙颗粒加入口，加入方式可采用机
械进料或气力进料等方式，效果相当，在塔体的下部气体进口上方设置有气流分布器，使塔
内气固充分混合反应，塔体的上部设置有连接管，所述的气流通过连接管与气固分离器相连，
经气固分离器气固分离后，气流从气固分离器的上部排出，固体颗粒从气固分离器下部排出，
其中部分固体颗粒可重新返回塔内参加反应，可根据反应程度调节物料重新返回塔内参加反
应的比例(范围可为0-100％)。
本发明所述的向气-固反应器导入-定温度的氯化钙固体颗粒，其特征是先把氯化钙固
体颗粒被加热到40℃以上，使氯化钙得到活化，活化温度超过100℃，工作时应冷却到气-
固反应器的控制温度以下，活化温度优选65-105℃，可以在导入气-固反应器前活化，也
可在气-固反应器中加热活化，效果相当，活化时间无特殊要求，活化加热一般可通过电炉
加热或介质加热的方式，活化后的氯化钙在气-固反应器内控制一定的气固反应温度使之与
有害物发生气固吸附化学反应，所述的控制一定的气固反应温度是使气-固反应器温度在
100℃以下，含有害气体的气流为常温时气固反应器一般无需加热，所述的气流的温度在100℃
以上时，应先冷却到100℃以下，气固反应器温度优选控制在15℃-55℃，反应器内压力高
于常压时反应器温度可适当高一点，低于常压时温度可适当低一点。反应过程气固接触时间
一般为0.5s以上，优先取为3s-30s。氯化钙与所述有害气体的气固吸附化学反应的理论化
学计量比一般为1～8，具体视有害气体种类和实际工况过程而定，如氯化钙与乙醇的反应理
论摩尔比为1∶4，氯化钙在气-固反应器的投加量可根据反应器形式、气流温度、反应持续
时间和转化率等要求而确定。对于循环流化床气-固反应器，氯化钙的投加量与有害气体的
摩尔比一般为1～100，具体可视去除率要求而定，摩尔比越大反应效果越好，但运行费用上
升，优先取为10-30，对于固定床、移动床、沸腾床和流化床，无特定要求，视需要投加。
所述的氯化钙固体颗粒，一般为粉末和球状两种，粉状颗粒粒径一般为0.01mm-1mm，球状
粒径一般为1mm-5mm，均可使用，粒径小利用效率高，但粒径太小气固分离不易，具体可
视实际操作工况选用。也可采用把石英砂、陶瓷或沸石等颗粒填料与氯化钙粉末按一定比例
混合后导入气-固反应器，以提高反应器内气固混合效果和气体接触面积，提高反应效率和
物料的利用率，一般比例最大为99％(体积比)，具体可根据反应器形式和操作参数确定，
一般采用流化床反应器，所述填料的比例可低些，优选10％-20％，固定床反应器的可高些。
如在固定床气-固反应器内混合50％(体积比)的粒径约为2mm-5mm的石英砂后，可提
高反应效率20％以上。采用球状粒径氯化钙时，一般不需要与其他填料混合。
反应后得到的固体产物可以通过加热等方式释放出被吸收的有害物，加热温度常压下一
般为95℃以上，优选120℃-250℃，负压下可低一些，对解吸出来的含高浓度被吸附物的气
体经冷凝可回收相关物料，进一步加热固体产物到260℃以上，可脱除氯化钙吸附的水分后
循环使用。
本发明所述的有害气体主要为醇、胺、酰基物、酮、醛和酯等挥发性有机物，硫化氢和
氨等无机物的一种或几种，所述的有机物通常为低级有机物。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用氯化钙在一定温度下与气流中的所述的有害
气体发生气固吸附化学反应，使气流中的有害气体得到去除，从而达到气体净化目的，把固
体产物加热处理后可回收相关副产品，氯化钙可再生回用。具有投资成本和运行费用低，操
作简单、处理效率高、处理量大特点，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例所用循环流化床气-固反应器装置结构示意图，其中：1气体进口；
2气体分布器；3固体颗粒加入口；4气-固反应器塔体；5连接管；6气体出口；7气固分离
器；8固体颗粒返回口；9固体颗粒排出口；10检修口；11塔底固体颗粒排出口。
图2为本发明实施例所用气-固逆流接触反应器结构示意图，其中：1气体进口；2气-
固反应器塔体；3固体颗粒加入口；4气体出口；5气固反应区；6固体颗粒回收区；7固体
颗粒排出口。
图3为本发明实施例所用固定床气-固反应器装置结构示意图，其中：1气体进口；2气
体分布器；3氯化钙固体颗粒充填层；4气体出口；5氯化钙固体颗粒加料口；6固体颗粒排
出口；7检修口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
一种去除有害气体的方法的装置如图1所示。所述的装置的气-固反应器塔体(4)的侧
下部设置有气体进口(1)，在塔体的下部气体进口上方设置有气流分布器(2)使气-固反应
器内气固充分混合反应，中部设置有固体颗粒加入口(3)，塔体的上部设置有连接管(5)与
气固分离器(7)相连，气固分离器的上部设置有气体出口(6)，气固分离器的下部设置有固
体颗粒排出口(9)，并有固体颗粒返回口(8)与塔体连通，塔体中下部和底部还分别设置有
检修口(10)和塔底固体颗粒排出口(11)。
根据图1所述的一种去除有害气体的装置，其处理工艺流程是待处理气流由气体进口(1)
进入气-固反应器塔体(4)，经过气体分布器(2)与由固体颗粒加入口(3)加入的氯化钙
颗粒混合后，发生化学吸附反应，净化后的气流从塔上部的连接管(5)进入气固分离器(7)
进行气固分离，气流从气体出口(6)排出，部分固体颗粒可通过固体颗粒返回口(8)返回
气-固反应器塔体(4)内继续参加反应，其余部分通过固体颗粒排出口(9)排出，同时塔
底部也设置有塔底固体颗粒排出口(11)排出多余的固体颗粒。
实施例1：一种从气流中去除有害气体的循环流化床气-固反应器装置如图1所示。所
述的循环流化床气-固反应器径为Φ60mm，高为2500mm，其中有效高度约1600mm，材料
为不锈钢。实验条件为：载气为空气，流量约3m3/h，气体温度约25℃，气体相对湿度约70％，
氯化钙为市售工业级粉末状颗粒，纯度98％以上，平均粒径约为0.1mm，氯化钙先在电加热
器加热到约为40℃-50℃后投入反应器，反应器温度约为30℃，反应器内气-固接触时间约
为3-5s。有害物与氯化钙摩尔比约为1∶15。经气固分离器(采用旋风分离器)得到反应后
固体颗粒不返回反应器内。气体浓度分析方法为气相色谱仪，稳定运行30分钟后测定。实验
结果如表1所示。
表1 有害物去除效果
实施例2：物料中混合20％(体积)的粒径约为1.5mm的石英砂。其他条件同实施例1。
实验结果如表2所示。
表2 有害物去除效果
实施例3：一种去除有害气体的气-固逆流接触反应器装置如图2所示。其处理工艺流程
是把待处理的有害气体由气体进口(1)进入气-固反应器塔体(2)与由固体颗粒加入口(3)
加入的氯化钙粉体在气固反应区(5)发生化学吸附反应，净化后的气流从气体出口(4)排
出，反应后固体颗粒经固体颗粒回收区(6)后通过固体颗粒排出口(7)排出，所述的反应
器直径为Φ60mm，高为1500mm，材料为不锈钢，气固反应区有效高度为约为1000mm。有
害物与氯化钙投加量摩尔比约为1∶30。载气为空气，流量约1m3/h，反应器内气-固接触时
间约为10-15s。其他条件同实施例1。实验结果如表3所示。
表3 有害物去除效果
实施例4：一种去除有害气体的固定床反应器装置如图3所示。其处理工艺流程是把待
处理的有害气体由气体进口(1)经过气体分布器(2)在氯化钙颗粒充填层与氯化钙发生气
固吸附化学反应被去除，净化后的气流从反应器上部的气体出口(4)排出，反应一定时间后
固体颗粒经可由固体颗粒排出口(6)排出。所述的反应器直径为Φ60mm，高为1500mm，
材料为不锈钢。采用颗粒氯化钙，平均粒径约为2-3mm，堆积密度约800kg/m3，氯化钙颗
粒反应器内充填高度约为500mm。采用管式电炉所述反应器外壁加热(氯化钙不另预热)，
反应器整体温度约45℃-55℃，气体流量约0.5m3/h，气体反应器内停留时间约为10-20s。其
他条件同实施例1。实验结果如表4所示。
表4 有害物去除效果
实施例5：固体产物的再生，以乙醇吸附的固体产物为例。把前实施例4反应约4小时
后得到的固体产物通过加热再生，切换气体为氮气，流量约0.1m3/h，管式电炉加热温度分别
约为95℃、120℃和150℃，大约分别为35min、20min和15min左右，固体产物分解释放乙
醇的过程基本完成。再把反应器的温度加热到约270℃-280℃时，时间分别为30min左右时，
脱除水分，可以再生得到氯化钙后循环使用。
应该说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，本发明的保护范围不限于此。
对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，对各实施例所记载的技术方案
进行修改，或者对其中的部分技术特征进行任何等同替换、修改、变化和改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。