CN1007876B - 气体接触设备及方法 - Google Patents

Abstract

使气液接触的设备由容器(1)构成，该容器带有气体入口(2)、液体入口(4)以及装于容器(1)内的在轴向有一定间距的水平盘(9和10)。其中每个水平盘(9和10)带有多个接触部件(13、14、15和16)，这些部件由如下部分构成：两端开口的垂直管(19)，装在垂直管内的接触材料(22)和漩涡发生器(25)，可使液体存于水平盘(9，10)之上并使其流入垂直管(19)内接触材料(22)之下的导管(26)；以及使液体自垂直管上端流至水平盘(9，10)之下的导管(27)。

Description

本发明涉及一使气液接触的设备，该设备由一带有流体入口部件和流体出口部件的容器构成。

已知在本技术中有一装填着接触材料的容器，正常操作时气体和液体并流通过该容器以达到气液间的充分接触。

本发明的目的在于提供一个使气液以逆流流动方式通过容器的气液接触设备。

为此，根据本发明，使气液接触的设备由带有流体入口部件和流体出口部件的容器及安设在容器内并带有接触部件的水平盘构成，而接触部件则由开口的垂直管构成。在垂直管中装有接触材料及安设在接触材料之上的漩涡发生器。第一导管可使位于水平盘上方空间的流体与位于接触材料下方的垂直管内的流体进行接触，第二导管可使垂直管中位于漩涡发生器上方的流体与水平盘下方空间的流体进行接触。

本发明进一步涉及到使气液接触的方法。

根据本发明，使气液在容器中-该容器中设有一带接触部件的水平盘-接触的方法包括：将气体引入容器内水平盘之下方;将液体引入容器内水平盘之上方;使液体从水平盘之上流入附属于接触部件的开口垂直管内接触材料的下方（该接触材料安设于垂直管内）;使液体和气体向上通过接触材料;使液体和气体经由装设于垂直管内的漩涡发生器而彼此分离;使液体从垂直管上部流向水平盘之下;使气体从容器中水平盘之上排出并使液体从容器中水平盘之下排出。

本发明进而涉及到从含有硫化氢的酸性气体混合物中除去硫化氢的工艺过程，该过程包括：将气体混合物引入容器中带有接触部件的水平盘之 下（该盘安装于容器之中）;将可再生的贫吸收剂引入容器水平盘之上;使吸收剂从水平盘上方流入附属于接触部件的开口垂直管内接触材料的下方（接触材料装于垂直管内）;使吸收剂和气体混合物向上通过接触材料;使吸收剂和气体混合物经由安装于垂直管内的漩涡发生器而分离成净化气体和载荷了的吸收剂;使载荷了的吸收剂从垂直管上部流到水平盘之下;将净化气体从容器的水平盘上方排出，将载荷了的吸收剂从容器水平盘下方排出。

为得到气液间总的逆流接触，容器中设有两个或两个以上的在轴向有一定间距的水平盘。

现参照附图，将本发明以实例详尽说明如下，其中：

图1为实施本发明方法的设备图;

图2为图1中Ⅱ部分的局部放大图。

该设备包括一正常的垂直容器1，该容器带有装于其底部的气体入口管2和位于其顶部的液体入口管4所构成的流体入口部件，以及位于容器1顶部的气体出口管5和位于容器1底部的液体出口管7所构成的流体出口部件。

该设备还包括安装于容器1中的上水平盘9和下水平盘10，此二盘被联接于容器1壁面上的支承物（图中未绘出）所支承。

上水平盘9装有接触部件13和14，下水平盘10装有接触部件16和17。各接触部件13、14、16和17中均带有开口垂直管件19，该垂直管中设有接触材料22和位于接触材料22之上的漩涡发生器25。各接触部件13、14、16和17还包括呈管件26状的第一导管，此导管使位于水平盘9或10上方空间的流体和垂直管19内部位于接触材料22下方的流体进行接触;第二导管呈环形空间27状，此环形空间介于垂直管件19的外壁面和围绕在垂直管件19外面的管件30的内壁面之间。切口31（见图2）可使环形空间27上端的流体和垂直管19内部位于漩涡发生器25上方的流体进行接触。环形空间27的底 端有一位于水平盘之下的开口32。

正常操作时，气体经位于水平盘10下方的气体入口2连续通入容器1，并相继经由附属于下水平盘10的接触部件16和17的垂直管19和附属于上水平盘9的接触部件13和14的垂直管19而向上通过容器1。气体最后从位于上水平盘9上方的气体出口5排出容器外。与此同时，液体经位于上水平盘上方的液体入口4连续通入容器1。液体在上水平盘9之盘面上逐步积存，直至该盘上的液面上升到附属于接触部件13和14的导管26的入口端时，液体即通过导管26流向附属于接触部件13和14的垂直管19内接触材料22的下方（接触材料22安设在垂直管19内部）。在接触部件13和14内，向上导流的气体强制液体与其一道通过接触材料22，在该处气体和液体以并流方式强烈接触。继而，气液混合物通过安设于接触材料22之上（即位于其下游）的漩涡发生器25，并在该处气液彼此分离。气体离开垂直管19的上端并通过安装于上水平盘9之上的气体排出口5，液体沿垂直管19内位于漩涡发生器25之上的内壁面流动，再经切口31流入环形空间27，并通过该空间向下流动。

液体经附属于接触部件13和14的开口32流出环形空间27之后，在下水平盘10之盘面上逐步积存，至该盘面上的液面上升到附属于接触部件16和17的导管26之入口端时，液体即通过导管26流向附属于接触部件16和17的垂直管19内部接触材料22的下方（该接触材料22安设于垂直管19内）。在接触部件16、17内，向上导流的气流强制液体与其一道通过接触材料22，在该处气体和液体以并流方式强烈混合。继而，气液混合物通过安设于接触材料之上（亦即位于其下游）的漩涡发生器25，并在该处气液得到分离。气体离开附属于接触部件16和17的垂直管19的上端后流入附属于接触部件13和14的垂直管19的下端，液体沿垂直管19内位于漩涡发生器25之上的内壁面流动，经切口31流入环形空间27，并经此向下流出。

液体离开附属于接触部件16和17的环状空间27后，经安装于容器1底 部、位于下水平盘10下方的液体排出口7自容器1流出。

根据本发明，设备中的气体和液体是以逆流方式通过容器的，而通过接触材料时气液则是并流接触的，由此可得到高气速，故而接触时间很短。

该设备可用于以贫吸收剂（如胺的水溶液）与气体混合物相接触以脱除其酸性组分，例如硫化氢、二氧化碳和氧硫化碳。根据本发明，由于接触时间短，该设备可适用于从含硫化氢和二氧化碳的气体混合物中以液体吸收剂将硫化氢选择性地脱除。液体吸收剂包括叔胺或链烷醇叔胺，如果需要，亦可用物理吸收剂。

含硫化氢和二氧化碳的酸性气体经入口2进入容器1。由链烷醇叔胺水溶液所组成的贫的、可再生的吸收剂经入口4引入容器。酸性气体先后经由接触部件16和17的垂直管19和接触部件13和14的垂直管19向上通过容器1。贫吸收剂在上水平盘9之盘面上积存，后经导管26流入附属于接触部件13和14的垂直管19内接触材料22之下方（接触材料22安设于垂直管19内）。吸收剂和气体并流通过接触材料22以除去气体中的硫化氢、得到净化气体和部件载荷了的吸收剂。继而，部分载荷了的吸收剂和净化气体通过安装于垂直管19内、位于接触材料22上方的漩涡发生器，在该处部分载荷了的吸收剂从净化气体中分离出来。净化气体经安装于上水平盘9上方的气体出口5从容器1中排出。

部分载荷了的吸收剂流至上水平盘9的下方，并在下水平盘10上积存。该吸收剂继而经导管26流入附属于接触部件16和17的垂直管19内接触材料22之下方（接触材料安设于垂直管中）。部分载荷了的吸收剂和酸性气体并流通过接触材料22从而将硫化氢从酸性气体中移除，并得到部分净化的气体和载荷了的吸收剂。继而该混合物通过安装于接触材料22之上方的漩涡发生器25，在该处载荷了的吸收剂从部分净化的气体中分离出来。部分净化的气体在安装于上水平盘中的接触部件13和14中进一步净化，载荷了的吸收剂则流向下水平盘10之下，并经液体出口7自容器1中排出。

载荷了的吸收剂送入再生器（图中未绘出），在该处被吸收的酸性组分从吸收剂中移出，以得到贫吸收剂，并将该吸收剂返回入口管4。

本设备能进一步应用于蒸馏中，例如原油的蒸馏，此时是将气液烃类混合物一起经入口2引入容器1中。气态烃将在容器1中向上流动，其中的一部分烃类在下水盘10和上水平盘9上冷凝，余下的部分气态烃则经气体出口5排出。

存于下水平盘10盘面上的液态烃经导管26流入附属于接触部件16和17的垂直管19内接触材料22（该材料装于垂直管内）之下。气态烃和液态烃在接触材料22中相接触并继而在漩涡发生器25中分离。

气态烃向上进入附属于上水平盘9的接触部件13和14中。从气相中分离出来的液体经环形空间27向下流至下水平盘10之下，并经液体出口7从容器1中排出。

在附属于上水平盘9的接触部件13和14中，气态烃进一步与来自上水平盘9之上并经导管26流下的液态烃相接触。分离后的气态烃经气体出口5排出，液态烃流过环形空间27后积存于下水平盘10之上。

如果需要，附加的液态烃可经液体入口4引入，液态烃也可以从水平盘上经排出口（图中未绘出）抽出。

本发明的最简单的实施方案为，该设备仅包括一个位于容器中并带一个接触部件的水平盘。水平盘可以包括分布于盘上的多个接触部件。为提高设备的效率，该设备可进一步由两个或两个以上的在轴向上有一定间距的水平盘组成，例如5到30个。

如果需要，入口2可以装设于两层盘之间。而且，在两层水平盘之间还可进一步设置流体入口。

安设于接触部件的垂直管内的合适接触材料对于填料塔设计领域的普通技术人员来说是已知的。例如乱堆式填料-诸如鲍尔环、拉西环和各种类型的鞍形环等，或是规整填料-包括规则排列的阵列形、片层形或 网状材质、编织金属网、塑料丝或其它纤维材料。

合适的漩涡发生器可从是，例如，旋流翅片。

Claims (5)

1、一种气液接触设备，该设备由以下部分组成：带有流体入口部件和流体出口部件的容器；安设于容器内并带有接触部件的水平盘，其中接触部件包括开口的垂直管，在该垂直管中装有漩涡发生器；可使位于水平盘上方空间之流体与位于垂直管内旋涡发生器下方之流体进行接触的第一导管；可使位于垂直管内旋涡发生器上方之流体与水平盘下方空间之流体进行接触的第二导管，其特征在于，接触部件还包括接触材料，该接触材料位于垂直管内，旋涡发生器和第一导管在垂直管的出口之间。

2、权利要求1所述的设备，其特征在于水平盘包括布于盘面上的多个接触部件。

3、权利要求1或2所述的设备，其特征在于容器包括两个或多个在轴向上有一定间距的水平盘。

4、权利要求1或2所述的设备，其特征在于第一导管包括至少一个开口的管子。

5、权利要求1或2所述的设备，其特征在于第二导管系由介于上述垂直管之外壁与围绕在该垂直管外的管件之内壁的空间所构成，该空间的上端与位于垂直管内漩涡发生器上方的部分相通，其下端有一出口位于水平盘之下。

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