換熱旋流脫氣耦合設(shè)備及應(yīng)用其的閃蒸分離方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設(shè)備。閃蒸液體首先進(jìn)入換熱段進(jìn)行換熱，到一定溫度后進(jìn)入換熱-旋流脫氣耦合器；在換熱-旋流脫氣耦合器中繼續(xù)換熱升溫的同時(shí)依靠壓力梯度場(chǎng)及離心場(chǎng)將溶解于閃蒸液的氣體進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)了液體閃蒸及升溫脫氣的雙重效果。本發(fā)明結(jié)合了依靠壓力梯度場(chǎng)將物理溶解氣分離和依靠溫度場(chǎng)將部分化學(xué)溶解氣體分離的雙重功能，克服了目前換熱器換熱到一定溫度后因化學(xué)溶解氣的解析出造成氣液兩相流動(dòng)而無(wú)法進(jìn)一步提高液體溫度的困難與目前換熱旋流脫氣耦合器只能將物理溶解氣分離的缺點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于能源化工過(guò)程中液體脫氣、吸收液再生等過(guò)程，降低該過(guò)程的投資及能耗。
【專利說(shuō)明】換熱旋流脫氣耦合設(shè)備及應(yīng)用其的閃蒸分離方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油化工、煤化工、氯堿化工等過(guò)程，液體脫氣是實(shí)現(xiàn)液體凈化或者再生的一個(gè)重要步驟。一般液體中氣體溶解形態(tài)有物理溶解與化學(xué)溶解兩種，物理溶解可依靠降壓閃蒸、吹脫等方式改變?cè)摎怏w在液體中的溶解度而進(jìn)行分離，部分化學(xué)溶解則需通過(guò)加熱汽提等方式進(jìn)行分離，如酸性水汽提分離溶解的h2s、NH4等組份，胺液再生依靠溫度升高、降低氣體分壓而進(jìn)行分離h2s、co2、so2等。而在胺液再生等過(guò)程，希望進(jìn)入再生塔的胺液溫度盡量高一些，這樣能降低再生過(guò)程中的蒸汽用量，進(jìn)而降低能耗。但由于胺液等含氣液體換熱到一定溫度后化學(xué)結(jié)合的氣體會(huì)解析出來(lái)，會(huì)在換熱器中被換熱液體腔體中形成氣液兩相流動(dòng)，因氣體的體積較大會(huì)導(dǎo)致被換熱液體腔體中形成氣阻與氣體導(dǎo)熱率較低或者占居液體換熱界面而導(dǎo)致液體溫度無(wú)法進(jìn)一步通過(guò)間壁加熱而提高，一般在加熱到氣體將解析出來(lái)的過(guò)渡態(tài)溫度后進(jìn)入再生塔內(nèi)依靠塔底重沸器升溫與塔內(nèi)壓力的降低進(jìn)一步分離液體中的溶解氣。這樣一方面需要蒸汽進(jìn)行二次加熱，浪費(fèi)了能耗；另一方面還需設(shè)置一個(gè)塔及加熱器進(jìn)行二次處理，也增加了設(shè)備投資和占地，因此需采用一種新型技術(shù)既可克服氣體解析導(dǎo)致液體換熱溫度無(wú)法進(jìn)一步提高的問(wèn)題，又可高效的將該部分化學(xué)溶解氣與物理溶解氣分離回收的方法，降低能耗與投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設(shè)備。
[0004]本發(fā)明涉及一種換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設(shè)備。閃蒸液體首先進(jìn)入換熱段進(jìn)行換熱，到一定溫度后進(jìn)入換熱旋流脫氣耦合器；在換熱旋流脫氣耦合器中繼續(xù)換熱升溫的同時(shí)依靠壓力梯度場(chǎng)及離心場(chǎng)將溶解于閃蒸液的氣體進(jìn)行分離，從中心的氣體出口排出，而液體繼續(xù)通過(guò)間壁及尾部換熱升到一定溫度后排出，實(shí)現(xiàn)了液體閃蒸及升溫脫氣的雙重效果。本發(fā)明結(jié)合了依靠壓力梯度場(chǎng)將物理溶解氣分離和依靠溫度場(chǎng)將部分化學(xué)溶解氣體分離的雙重功能，克服了目前換熱器換熱到一定溫度后因化學(xué)溶解氣的解析出造成氣液兩相流動(dòng)而無(wú)法進(jìn)一步提高液體溫度的困難，與目前換熱旋流脫氣耦合器只能將物理溶解氣分離的缺點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于能源化工過(guò)程中液體脫氣、吸收液再生等過(guò)程，降低該過(guò)程的投資及能耗。
[0005]具體的技術(shù)方案為:
[0006]一種換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，包括至少一個(gè)換熱旋流脫氣耦合器，該換熱旋流脫氣耦合器包括一腔體，該腔體設(shè)置有閃蒸液進(jìn)口、氣體出口和液體出口，該氣相出口從該腔體上表面中心插入該腔體內(nèi)，該插入深度為該腔體最大直徑的0.1?3倍。[0007]較佳的，所述腔體還設(shè)置有換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口、含氣液進(jìn)口流道、換熱介質(zhì)進(jìn)口流道和離心/旋流閃蒸腔，所述閃蒸液進(jìn)口通過(guò)該含氣液進(jìn)口流道同該離心/旋流閃蒸腔連通，該換熱介質(zhì)進(jìn)口通過(guò)該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道連通至該換熱介質(zhì)出口，該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道同該離心/旋流閃蒸腔隔絕，該含氣液進(jìn)口流道同該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道相鄰并隔絕。
[0008]較佳的，所述換熱旋流脫氣耦合器還設(shè)有一內(nèi)椎體，該內(nèi)椎體的上表面設(shè)有底部換熱介質(zhì)流道。
[0009]較佳的，所述含氣液進(jìn)口流道同所述離心/旋流閃蒸腔之間還設(shè)有一導(dǎo)流腔，該導(dǎo)流腔為軸流式旋轉(zhuǎn)葉片或切向進(jìn)口。
[0010]較佳的，該換熱旋流脫氣耦合設(shè)備還包括一殼體，所述換熱旋流脫氣耦合器設(shè)置于該殼體內(nèi)，該殼體內(nèi)還設(shè)有多層隔板將該殼體內(nèi)部依次分隔為不相通的氣腔、閃蒸液腔、介質(zhì)腔和液腔；所述換熱旋流脫氣耦合器的氣體出口同氣腔相通，且該氣腔上設(shè)有一耦合設(shè)備氣體出口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的閃蒸液進(jìn)口同閃蒸液腔相通，且閃蒸液腔上設(shè)有一含氣液體進(jìn)口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口和底部換熱介質(zhì)流道同介質(zhì)腔相通，且介質(zhì)腔上設(shè)有一耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口和耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的液體出口同液腔相通，且閃蒸液腔上設(shè)有一耦合設(shè)備液體出口。
[0011]較佳的，包括一換熱旋流脫氣稱合設(shè)備及一換熱器，換熱器的換熱介質(zhì)出口同率禹合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口相連通，換熱器的含氣液體出口同耦合設(shè)備的換含氣液體進(jìn)口相連通。
[0012]較佳的，所述換熱器為板式換熱器或管式換熱器。
[0013]較佳的，所述換熱器和換熱旋流脫氣耦合設(shè)備集成為一個(gè)設(shè)備。
[0014]一種前述的閃蒸分離裝置的閃蒸分離方法，包括以下步驟:
[0015]步驟1:通過(guò)換熱器的常規(guī)介質(zhì)換熱將含氣液體加熱到一定溫度，在該溫度下液體中以化學(xué)形態(tài)溶解的氣體達(dá)到即將要解析出的過(guò)渡態(tài)；
[0016]步驟2:將步驟I中換熱到一定溫度的含氣液以旋轉(zhuǎn)流形態(tài)進(jìn)入換熱旋流脫氣耦合設(shè)備進(jìn)行繼續(xù)升溫，包括以下步驟
[0017]步驟2.1:通過(guò)間壁換熱形式對(duì)旋轉(zhuǎn)流形態(tài)的含氣液體繼續(xù)進(jìn)行換熱加溫；
[0018]步驟2.2:在溫度場(chǎng)和壓力梯度場(chǎng)下，化學(xué)及物理溶解的氣體解析出；
[0019]步驟2.3:解析出的氣體在換熱旋流脫氣耦合器的旋轉(zhuǎn)流離心力作用下向旋
[0020]流脫氣設(shè)備中心聚積并從耦合設(shè)備氣體出口導(dǎo)出；
[0021]步驟2.4:液體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)流運(yùn)動(dòng)換熱升溫，達(dá)到所要求的溫度后排出設(shè)備。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:結(jié)合了依靠壓力梯度場(chǎng)將物理溶解氣分離和依靠溫度場(chǎng)將部分化學(xué)溶解氣體分離的雙重功能，克服了目前換熱器換熱到一定溫度后因化學(xué)溶解氣的解析出造成氣液兩相流動(dòng)而無(wú)法進(jìn)一步提高液體溫度的困難，與目前換熱旋流脫氣耦合器只能將物理溶解氣分離的缺點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于能源化工過(guò)程中液體脫氣、吸收液再生等過(guò)程，降低該過(guò)程的投資及能耗。
[0023]本發(fā)明采用的設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、占地面積小、投資低等優(yōu)點(diǎn)，克服了目前含氣液體換熱溫度難提高，以及某些汽提、再生工藝流程能耗大的問(wèn)題，可廣泛應(yīng)用于能源化工過(guò) 程的汽提、溶劑再生等裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為閃蒸分離裝置及流程示意圖。
[0025]圖2為換熱旋流脫氣耦合設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為換熱旋流脫氣耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例裝置應(yīng)用流程示意圖。
[0028]圖5-1為換熱旋流脫氣耦合器結(jié)構(gòu)示意圖，圖5-2換熱旋流脫氣耦合器沿A-A剖線的剖視圖的徑向壓力示意圖，圖5-3換熱旋流脫氣耦合器徑向截面壓力梯度分布仿真圖。
[0029]符號(hào)說(shuō)明:
[0030]I換熱器；2換熱旋流脫氣耦合設(shè)備；
[0031]2-1耦合設(shè)備氣體出口 ；2_2隔板；2_3介質(zhì)腔；2_4殼體；2_5耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 ；2-6耦合設(shè)備液體出口 ；2-7換熱旋流脫氣耦合器；2-8耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口 ；2-9含氣液體進(jìn)口 ；2_10氣腔；2-11閃蒸液腔；2-12液腔；
[0032]3-1氣體出口 ； 3-2換熱介質(zhì)出口 ； 3-3換熱介質(zhì)進(jìn)口流道；3-4進(jìn)口導(dǎo)流腔；3-5氣體引出口； 3-6離心/旋流閃蒸腔；3-7底部換熱介質(zhì)流道；3-8液體出口 ； 3-9外壁；3-10含氣液進(jìn)口流道；3-11換熱介質(zhì)進(jìn)口 ；3-12閃蒸液進(jìn)口 ；3-13內(nèi)椎體。
【具體實(shí)施方式】
[0033]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明閃蒸分離裝置及流程示意圖，該閃蒸分離裝置包括實(shí)包括一外部換熱器I與換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2組成。該換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2包括一殼體2-4及設(shè)置于殼體2-4中的換熱旋流脫氣耦合器2-7，該換熱旋流脫氣耦合器2-7的數(shù)量根據(jù)所需處理量進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，至少為一個(gè)。換熱器I同換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2上的含氣液體進(jìn)口 2-9及耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口 2-8分別相連通以輸入在換熱器I中進(jìn)行換熱并臨界狀態(tài)的含氣液體(以下稱為閃蒸液)及換熱介質(zhì)，殼體2-4上還設(shè)有耦合設(shè)備氣體出口2-1和耦合設(shè)備液體出口 2-6和耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 2-5，以便含氣液體在換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2內(nèi)完成旋流脫氣及換熱后各部分的輸出。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，為換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2的結(jié)構(gòu)示意圖，該換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2包括一殼體2-4，該殼體2-4上部設(shè)有含氣液體進(jìn)口 2-9、耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口 2_8、耦合設(shè)備氣體出口 2-1、耦合設(shè)備液體出口 2-6和耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 2-5，耦合設(shè)備氣體出口 2-1通常設(shè)于殼體2-4的頂部,液體出口I禹合設(shè)備2-6通常設(shè)于殼體2-4的底部,但不以此為限。該殼體2-4內(nèi)部還設(shè)有多層隔板2-2，以固定至少一換熱旋流脫氣耦合器2-7，并將殼體2-4內(nèi)部由上至下依次隔離成不相通的氣腔2-10、閃蒸液腔2-11、介質(zhì)腔2-3和液腔2-13。
[0035]請(qǐng)參閱圖3，為換熱旋流脫氣耦合器2-7的結(jié)構(gòu)示意圖，該換熱旋流脫氣耦合器2-7包括設(shè)有一腔體，該腔體上設(shè)有閃蒸液進(jìn)口 3-12、換熱介質(zhì)進(jìn)口 3-11、氣體出口 3-1、液相出口 3-8和底部換熱介質(zhì)流道3-7，該閃蒸液進(jìn)口 3-12通過(guò)含氣液進(jìn)口流道3-10相連通至進(jìn)口導(dǎo)流腔3-4，該進(jìn)口導(dǎo)流腔3-4同離心/旋流閃蒸腔3-6連通，以便將閃蒸液引入該離心/旋流閃蒸腔3-6內(nèi)進(jìn)行旋流脫氣,該換熱介質(zhì)進(jìn)口 3-11通過(guò)換熱介質(zhì)進(jìn)口流道3-3連通至換熱介質(zhì)出口 3-2，該換熱介質(zhì)通道為一僅有兩端進(jìn)出口的封閉通道，該通道同離心/旋流閃蒸腔3-6及換熱介質(zhì)進(jìn)口流道3-3隔絕，該含氣液進(jìn)口流道3-10同換熱介質(zhì)進(jìn)口流道3-3以一道壁相分隔，可實(shí)現(xiàn)閃蒸液在引入換熱旋流脫氣耦合器2-7的離心/旋流閃蒸腔3-6的過(guò)程中在流道內(nèi)和換熱介質(zhì)內(nèi)外兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行換熱交換。
[0036]該氣相出口 3-1從該腔體上表面中心插入該腔體內(nèi)，其末端為氣體引出口 3-5，該插入深度為該腔體最大直徑的0.1?3倍。該插入深度為氣體引出口 3-5至腔體上表面的深度。其原理請(qǐng)參閱圖5-1?圖5-3，本專利
【發(fā)明者】通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在柱腔高度為柱腔直徑的0.5?3倍位置，旋流器內(nèi)徑向截面存在顯著的壓力梯度，即徑向位置從外到內(nèi)壓力逐漸減小。依據(jù)亨利定律，在該截面高度附近，旋流器外邊壁液體壓力高、中心壓力低，外邊壁在該分壓下溶解氣體可遷移到中心位置，將溢流氣相出口設(shè)在該位置可將一定進(jìn)口壓力下液體中溶解的氣體進(jìn)一步進(jìn)行脫除，將目前旋流脫氣技術(shù)利用離心場(chǎng)脫除夾帶液體拓寬到利用離心場(chǎng)與壓力梯度場(chǎng)結(jié)合，脫除夾帶液體與進(jìn)口液體一定分壓下的溶解氣體。則在離心/旋流閃蒸腔3-6內(nèi)閃蒸液同時(shí)還完成了旋流脫氣的過(guò)程，該脫出的氣體進(jìn)入氣體倒錐形的引出口 3-5、通過(guò)氣體出口 3-1排入氣腔2-10，以進(jìn)一步通過(guò)耦合設(shè)備氣體出口2-1排出換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2。而經(jīng)過(guò)旋流脫氣的閃蒸液則從液體出口 3-8排出。
[0037]該換熱旋流脫氣耦合器2-7底部還設(shè)有一內(nèi)椎體3-13，該內(nèi)椎體3-13的外側(cè)設(shè)有一底部換熱介質(zhì)流道3-7以對(duì)經(jīng)過(guò)旋流脫氣的閃蒸液進(jìn)一步加熱，由于閃蒸液內(nèi)的氣相部分的析出，閃蒸液溫度可再次得到提升。
[0038]上述含氣液體進(jìn)口 2-9可以為軸流式旋轉(zhuǎn)葉片，也可以為切向進(jìn)口等實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)流運(yùn)動(dòng)的進(jìn)口形式，2-9含氣液進(jìn)口流道3-11進(jìn)口流道的數(shù)量可以為I個(gè)或者多個(gè)。
[0039]上述換熱介質(zhì)的進(jìn)、出口可以互換，耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 2-5可以作為耦合設(shè)備換熱介質(zhì)入口，此時(shí)，耦合設(shè)備換熱介質(zhì)入口 2-8則作為耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口。
[0040]換熱時(shí)，首先通過(guò)換熱器I使用常規(guī)換熱方法將含氣液體加熱到一定溫度，在該溫度下液體中以化學(xué)形態(tài)溶解的氣體達(dá)到即將要解析出的過(guò)渡態(tài)，換熱介質(zhì)可以為氣相、液相間壁換熱，也可以為電加熱換熱等方式；換熱到一定溫度的含氣液，進(jìn)入換熱旋流脫氣耦合設(shè)備2的含氣液腔2-11，充滿后的含氣液腔2-11內(nèi)的處于臨界狀態(tài)的含氣液體(以下稱閃蒸液)通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片等導(dǎo)流方式以旋轉(zhuǎn)流形態(tài)進(jìn)入閃蒸液進(jìn)口 3-12、并通過(guò)含氣液進(jìn)口流道3-11和進(jìn)口導(dǎo)流腔3-4進(jìn)入離心/旋流閃蒸腔3-6，同時(shí)，換熱介質(zhì)通過(guò)耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口 2-8進(jìn)入、充滿整個(gè)介質(zhì)腔2-3，并分別從換熱介質(zhì)進(jìn)口 3-11和換熱旋流脫氣耦合器2-7底部直接充滿換熱介質(zhì)進(jìn)口流道3-3和底部換熱介質(zhì)流道3-7，在該過(guò)程中換熱介質(zhì)通過(guò)間壁換熱形式對(duì)閃蒸液繼續(xù)進(jìn)行換熱加溫，在進(jìn)入了離心/旋流閃蒸腔3-6內(nèi)后在溫度場(chǎng)和壓力梯度場(chǎng)下(徑向自外到內(nèi)壓力逐漸降低)，化學(xué)及物理溶解的氣體解析出，解析出的氣體在旋轉(zhuǎn)流離心力作用下向換熱旋流脫氣耦合器2-7中心聚積并從中心氣體出口 3-1導(dǎo)出，液體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)流運(yùn)動(dòng)換熱升溫，達(dá)到所要求的溫度后通過(guò)液體出口 3-8進(jìn)入液腔2-12，最終通過(guò)耦合設(shè)備液體出口 2-6排出換熱旋流脫氣耦合設(shè)備。
[0041]上述換熱過(guò)程因處于在離心場(chǎng)的作用下，使被分離出的氣體迅速遷移聚結(jié)到換熱旋流脫氣耦合器的中心部分，而液體則繞著該耦合器的邊壁旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此可克服氣液兩相流的問(wèn)題而達(dá)到繼續(xù)換熱的目的。[0042]實(shí)施例1
[0043]請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明實(shí)施例裝置應(yīng)用流程示意圖，某石化加氫富液再生裝置，采用兩段式再生工藝，貧富液二級(jí)換熱器(進(jìn)再生塔之前)的換熱溫度只能達(dá)到90度，而需要再生塔底重沸器的蒸汽換熱達(dá)到維持塔底溫度123度，蒸汽耗量較大。進(jìn)入貧富液二級(jí)換熱器的富液溫度為60度，流量為180t/h，液體及溶解氣組成為:N—甲基二乙醇胺30.09%, H2S:5.84%, C02:0.02%, H20:63.24%.[0044]目前采用增大換熱器或者增大貧液(加熱介質(zhì)，溫度127度)的流量等方法均無(wú)法再升溫，因此采用本發(fā)明的換熱旋流脫氣耦合設(shè)備(內(nèi)置60根換熱旋流脫氣耦合芯管，并聯(lián)布置)串聯(lián)于目前的貧富液二級(jí)換熱器之后，富液首先通過(guò)現(xiàn)有的二級(jí)貧富液換熱器換熱后(富液溫度為82-86度)從換熱旋流脫氣耦合設(shè)備的含氣液體進(jìn)口進(jìn)入設(shè)備腔體，后進(jìn)入換熱旋流脫氣耦合芯管與從設(shè)備下部進(jìn)入的高溫貧液換熱與脫氣過(guò)程。在同樣換熱介質(zhì)(貧液)流量下，經(jīng)換熱旋流脫氣耦合設(shè)備后富液溫度達(dá)到105度，且部分硫化氫及二氧化碳?xì)怏w通過(guò)該設(shè)備分離，降低了再生塔的能耗。
[0045]綜上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，包括至少一個(gè)換熱旋流脫氣耦合器，該換熱旋流脫氣耦合器包括一腔體，該腔體設(shè)置有閃蒸液進(jìn)口、氣體出口和液體出口，該氣相出口從該腔體上表面中心插入該腔體內(nèi)，該插入深度為該腔體最大直徑的0.1?3倍。
2.如權(quán)利要求1所述的換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，所述腔體還設(shè)置有換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口、含氣液進(jìn)口流道、換熱介質(zhì)進(jìn)口流道和離心/旋流閃蒸腔，所述閃蒸液進(jìn)口通過(guò)該含氣液進(jìn)口流道同該離心/旋流閃蒸腔連通，該換熱介質(zhì)進(jìn)口通過(guò)該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道連通至該換熱介質(zhì)出口，該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道同該離心/旋流閃蒸腔隔絕，該含氣液進(jìn)口流道同該換熱介質(zhì)進(jìn)口流道相鄰并隔絕。
3.如權(quán)利要求1所述的換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，所述換熱旋流脫氣耦合器還設(shè)有一內(nèi)椎體，該內(nèi)椎體的上表面設(shè)有底部換熱介質(zhì)流道。
4.如權(quán)利要求1所述的換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，所述含氣液進(jìn)口流道同所述離心/旋流閃蒸腔之間還設(shè)有一導(dǎo)流腔，該導(dǎo)流腔為軸流式旋轉(zhuǎn)葉片或切向進(jìn)口。
5.如權(quán)利要求1或3所述的換熱旋流脫氣耦合設(shè)備，其特征在于，該換熱旋流脫氣耦合設(shè)備還包括一殼體，所述換熱旋流脫氣耦合器設(shè)置于該殼體內(nèi)，該殼體內(nèi)還設(shè)有多層隔板將該殼體內(nèi)部依次分隔為不相通的氣腔、閃蒸液腔、介質(zhì)腔和液腔；所述換熱旋流脫氣耦合器的氣體出口同氣腔相通，且該氣腔上設(shè)有一耦合設(shè)備氣體出口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的閃蒸液進(jìn)口同閃蒸液腔相通，且閃蒸液腔上設(shè)有一含氣液體進(jìn)口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的換熱介質(zhì)進(jìn)口、換熱介質(zhì)出口和底部換熱介質(zhì)流道同介質(zhì)腔相通，且介質(zhì)腔上設(shè)有一耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口和耦合設(shè)備換熱介質(zhì)出口 ；所述換熱旋流脫氣耦合器的液體出口同液腔相通，且閃蒸液腔上設(shè)有一耦合設(shè)備液體出口。
6.一種應(yīng)用了如權(quán)利要求5所述的閃蒸分離裝置，其特征在于，包括一換熱旋流脫氣耦合設(shè)備及一換熱器，換熱器的換熱介質(zhì)出口同耦合設(shè)備換熱介質(zhì)進(jìn)口相連通，換熱器的含氣液體出口同耦合設(shè)備的換含氣液體進(jìn)口相連通。
7.如權(quán)利要求5所述的閃蒸分離裝置，其特征在于，所述換熱器為板式換熱器或管式換熱器。
8.如權(quán)利要求5所述的閃蒸分離裝置，其特征在于，所述換熱器和換熱旋流脫氣耦合設(shè)備集成為一個(gè)設(shè)備。
9.一種應(yīng)用了如權(quán)利要求6所述的閃蒸分離裝置的閃蒸分離方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:通過(guò)換熱器的常規(guī)介質(zhì)換熱將含氣液體加熱到一定溫度，在該溫度下液體中以化學(xué)形態(tài)溶解的氣體達(dá)到即將要解析出的過(guò)渡態(tài)； 步驟2:將步驟I中換熱到一定溫度的含氣液以旋轉(zhuǎn)流形態(tài)進(jìn)入換熱旋流脫氣耦合設(shè)備進(jìn)行繼續(xù)升溫，包括以下步驟 步驟2.1:通過(guò)間壁換熱形式對(duì)旋轉(zhuǎn)流形態(tài)的含氣液體繼續(xù)進(jìn)行換熱加溫； 步驟2.2:在溫度場(chǎng)和壓力梯度場(chǎng)下，化學(xué)及物理溶解的氣體解析出； 步驟2.3:解析出的氣體在換熱旋流脫氣耦合器的旋轉(zhuǎn)流離心力作用下向旋流脫氣設(shè)備中心聚積并從耦合設(shè)備氣體出口導(dǎo)出； 步驟2.4:液體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)流運(yùn)動(dòng)換熱升溫，達(dá)到所要求的溫度后排出設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B01D3/06GK103599641SQ201310571739
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊強(qiáng), 許蕭, 盧浩, 陳劍, 薛楠, 王朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)