專利名稱:氣液接觸設備及方法
本發(fā)明涉及一使氣液接觸的設備，該設備由一帶有流體入口部件和流體出口部件的容器構成。
已知在本技術中有一裝填著接觸材料的容器，正常操作時氣體和液體并流通過該容器以達到氣液間的充分接觸。
本發(fā)明的目的在于提供一個使氣液以逆流流動方式通過容器的氣液接觸設備。
為此，根據(jù)本發(fā)明，使氣液接觸的設備由帶有流體入口部件和流體出口部件的容器及安設在容器內(nèi)并帶有接觸部件的水平盤構成，而接觸部件則由開口的垂直管構成。在垂直管中裝有接觸材料及安設在接觸材料之上的漩渦發(fā)生器。第一導管可使位于水平盤上方空間的流體與位于接觸材料下方的垂直管內(nèi)的流體進行接觸，第二導管可使垂直管中位于漩渦發(fā)生器上方的流體與水平盤下方空間的流體進行接觸。
本發(fā)明進一步涉及到使氣液接觸的方法。
根據(jù)本發(fā)明，使氣液在容器中-該容器中設有一帶接觸部件的水平盤-接觸的方法包括將氣體引入容器內(nèi)水平盤之下方;將液體引入容器內(nèi)水平盤之上方;使液體從水平盤之上流入附屬于接觸部件的開口垂直管內(nèi)接觸材料的下方(該接觸材料安設于垂直管內(nèi));使液體和氣體向上通過接觸材料;使液體和氣體經(jīng)由裝設于垂直管內(nèi)的漩渦發(fā)生器而彼此分離;使液體從垂直管上部流向水平盤之下;使氣體從容器中水平盤之上排出并使液體從容器中水平盤之下排出。
本發(fā)明進而涉及到從含有硫化氫的酸性氣體混合物中除去硫化氫的工藝過程，該過程包括將氣體混合物引入容器中帶有接觸部件的水平盤之下(該盤安裝于容器之中);將可再生的貧吸收劑引入容器水平盤之上;使吸收劑從水平盤上方流入附屬于接觸部件的開口垂直管內(nèi)接觸材料的下方(接觸材料裝于垂直管內(nèi));使吸收劑和氣體混合物向上通過接觸材料;使吸收劑和氣體混合物經(jīng)由安裝于垂直管內(nèi)的漩渦發(fā)生器而分離成凈化氣體和載荷了的吸收劑;使載荷了的吸收劑從垂直管上部流到水平盤之下;將凈化氣體從容器的水平盤上方排出，將載荷了的吸收劑從容器水平盤下方排出。
為得到氣液間總的逆流接觸，容器中設有兩個或兩個以上的在軸向有一定間距的水平盤。
現(xiàn)參照附圖，將本發(fā)明以實例詳盡說明如下，其中圖1為實施本發(fā)明方法的設備圖;
圖2為圖1中Ⅱ部分的局部放大圖。
該設備包括一正常的垂直容器1，該容器帶有裝于其底部的氣體入口管2和位于其頂部的液體入口管4所構成的流體入口部件，以及位于容器1頂部的氣體出口管5和位于容器1底部的液體出口管7所構成的流體出口部件。
該設備還包括安裝于容器1中的上水平盤9和下水平盤10，此二盤被聯(lián)接于容器1壁面上的支承物(圖中未繪出)所支承。
上水平盤9裝有接觸部件13和14，下水平盤10裝有接觸部件16和17。各接觸部件13、14、16和17中均帶有開口垂直管件19，該垂直管中設有接觸材料22和位于接觸材料22之上的漩渦發(fā)生器25。各接觸部件13、14、16和17還包括呈管件26狀的第一導管，此導管使位于水平盤9或10上方空間的流體和垂直管19內(nèi)部位于接觸材料22下方的流體進行接觸;第二導管呈環(huán)形空間27狀，此環(huán)形空間介于垂直管件19的外壁面和圍繞在垂直管件19外面的管件30的內(nèi)壁面之間。切口31(見圖2)可使環(huán)形空間27上端的流體和垂直管19內(nèi)部位于漩渦發(fā)生器25上方的流體進行接觸。環(huán)形空間27的底端有一位于水平盤之下的開口32。
正常操作時，氣體經(jīng)位于水平盤10下方的氣體入口2連續(xù)通入容器1，并相繼經(jīng)由附屬于下水平盤10的接觸部件16和17的垂直管19和附屬于上水平盤9的接觸部件13和14的垂直管19而向上通過容器1。氣體最后從位于上水平盤9上方的氣體出口5排出容器外。與此同時，液體經(jīng)位于上水平盤上方的液體入口4連續(xù)通入容器1。液體在上水平盤9之盤面上逐步積存，直至該盤上的液面上升到附屬于接觸部件13和14的導管26的入口端時，液體即通過導管26流向附屬于接觸部件13和14的垂直管19內(nèi)接觸材料22的下方(接觸材料22安設在垂直管19內(nèi)部)。在接觸部件13和14內(nèi)，向上導流的氣體強制液體與其一道通過接觸材料22，在該處氣體和液體以并流方式強烈接觸。繼而，氣液混合物通過安設于接觸材料22之上(即位于其下游)的漩渦發(fā)生器25，并在該處氣液彼此分離。氣體離開垂直管19的上端并通過安裝于上水平盤9之上的氣體排出口5，液體沿垂直管19內(nèi)位于漩渦發(fā)生器25之上的內(nèi)壁面流動，再經(jīng)切口31流入環(huán)形空間27，并通過該空間向下流動。
液體經(jīng)附屬于接觸部件13和14的開口32流出環(huán)形空間27之后，在下水平盤10之盤面上逐步積存，至該盤面上的液面上升到附屬于接觸部件16和17的導管26之入口端時，液體即通過導管26流向附屬于接觸部件16和17的垂直管19內(nèi)部接觸材料22的下方(該接觸材料22安設于垂直管19內(nèi))。在接觸部件16、17內(nèi)，向上導流的氣流強制液體與其一道通過接觸材料22，在該處氣體和液體以并流方式強烈混合。繼而，氣液混合物通過安設于接觸材料之上(亦即位于其下游)的漩渦發(fā)生器25，并在該處氣液得到分離。氣體離開附屬于接觸部件16和17的垂直管19的上端后流入附屬于接觸部件13和14的垂直管19的下端，液體沿垂直管19內(nèi)位于漩渦發(fā)生器25之上的內(nèi)壁面流動，經(jīng)切口31流入環(huán)形空間27，并經(jīng)此向下流出。
液體離開附屬于接觸部件16和17的環(huán)狀空間27后，經(jīng)安裝于容器1底部、位于下水平盤10下方的液體排出口7自容器1流出。
根據(jù)本發(fā)明，設備中的氣體和液體是以逆流方式通過容器的，而通過接觸材料時氣液則是并流接觸的，由此可得到高氣速，故而接觸時間很短。
該設備可用于以貧吸收劑(如胺的水溶液)與氣體混合物相接觸以脫除其酸性組分，例如硫化氫、二氧化碳和氧硫化碳。根據(jù)本發(fā)明，由于接觸時間短，該設備可適用于從含硫化氫和二氧化碳的氣體混合物中以液體吸收劑將硫化氫選擇性地脫除。液體吸收劑包括叔胺或鏈烷醇叔胺，如果需要，亦可用物理吸收劑。
含硫化氫和二氧化碳的酸性氣體經(jīng)入口2進入容器1。由鏈烷醇叔胺水溶液所組成的貧的、可再生的吸收劑經(jīng)入口4引入容器。酸性氣體先后經(jīng)由接觸部件16和17的垂直管19和接觸部件13和14的垂直管19向上通過容器1。貧吸收劑在上水平盤9之盤面上積存，后經(jīng)導管26流入附屬于接觸部件13和14的垂直管19內(nèi)接觸材料22之下方(接觸材料22安設于垂直管19內(nèi))。吸收劑和氣體并流通過接觸材料22以除去氣體中的硫化氫、得到凈化氣體和部件載荷了的吸收劑。繼而，部分載荷了的吸收劑和凈化氣體通過安裝于垂直管19內(nèi)、位于接觸材料22上方的漩渦發(fā)生器，在該處部分載荷了的吸收劑從凈化氣體中分離出來。凈化氣體經(jīng)安裝于上水平盤9上方的氣體出口5從容器1中排出。
部分載荷了的吸收劑流至上水平盤9的下方，并在下水平盤10上積存。該吸收劑繼而經(jīng)導管26流入附屬于接觸部件16和17的垂直管19內(nèi)接觸材料22之下方(接觸材料安設于垂直管中)。部分載荷了的吸收劑和酸性氣體并流通過接觸材料22從而將硫化氫從酸性氣體中移除，并得到部分凈化的氣體和載荷了的吸收劑。繼而該混合物通過安裝于接觸材料22之上方的漩渦發(fā)生器25，在該處載荷了的吸收劑從部分凈化的氣體中分離出來。部分凈化的氣體在安裝于上水平盤中的接觸部件13和14中進一步凈化，載荷了的吸收劑則流向下水平盤10之下，并經(jīng)液體出口7自容器1中排出。
載荷了的吸收劑送入再生器(圖中未繪出)，在該處被吸收的酸性組分從吸收劑中移出，以得到貧吸收劑，并將該吸收劑返回入口管4。
本設備能進一步應用于蒸餾中，例如原油的蒸餾，此時是將氣液烴類混合物一起經(jīng)入口2引入容器1中。氣態(tài)烴將在容器1中向上流動，其中的一部分烴類在下水盤10和上水平盤9上冷凝，余下的部分氣態(tài)烴則經(jīng)氣體出口5排出。
存于下水平盤10盤面上的液態(tài)烴經(jīng)導管26流入附屬于接觸部件16和17的垂直管19內(nèi)接觸材料22(該材料裝于垂直管內(nèi))之下。氣態(tài)烴和液態(tài)烴在接觸材料22中相接觸并繼而在漩渦發(fā)生器25中分離。
氣態(tài)烴向上進入附屬于上水平盤9的接觸部件13和14中。從氣相中分離出來的液體經(jīng)環(huán)形空間27向下流至下水平盤10之下，并經(jīng)液體出口7從容器1中排出。
在附屬于上水平盤9的接觸部件13和14中，氣態(tài)烴進一步與來自上水平盤9之上并經(jīng)導管26流下的液態(tài)烴相接觸。分離后的氣態(tài)烴經(jīng)氣體出口5排出，液態(tài)烴流過環(huán)形空間27后積存于下水平盤10之上。
如果需要，附加的液態(tài)烴可經(jīng)液體入口4引入，液態(tài)烴也可以從水平盤上經(jīng)排出口(圖中未繪出)抽出。
本發(fā)明的最簡單的實施方案為，該設備僅包括一個位于容器中并帶一個接觸部件的水平盤。水平盤可以包括分布于盤上的多個接觸部件。為提高設備的效率，該設備可進一步由兩個或兩個以上的在軸向上有一定間距的水平盤組成，例如5到30個。
如果需要，入口2可以裝設于兩層盤之間。而且，在兩層水平盤之間還可進一步設置流體入口。
安設于接觸部件的垂直管內(nèi)的合適接觸材料對于填料塔設計領域的普通技術人員來說是已知的。例如亂堆式填料-諸如鮑爾環(huán)、拉西環(huán)和各種類型的鞍形環(huán)等，或是規(guī)整填料-包括規(guī)則排列的陣列形、片層形或網(wǎng)狀材質(zhì)、編織金屬網(wǎng)、塑料絲或其它纖維材料。
合適的漩渦發(fā)生器可從是，例如，旋流翅片。
權利要求
1.用于使氣液接觸的設備，該設備由以下部分組成帶有流體入口部件和流體出口部件的容器；安設于容器內(nèi)并帶有接觸部件的水平盤--其中接觸部件包括開口的垂直管，在該垂直管中裝有接觸材料及安設于該接觸材料之上的漩渦發(fā)生器；可使位于水平盤上方空間之流體與位于垂直管內(nèi)接觸材料下方之流體進行接觸的第一導管；可使位于垂直管內(nèi)漩渦發(fā)生器上方之流體與水平盤下方之流體進行接觸的第二導管。
2.權利要求
1所述的設備，其中水平盤包括布于盤面上的多個接觸部件。
3.權利要求
1或2所述的設備，其中容器包括兩個或更多的在軸向上有一定間距的水平盤。
4.權利要求
1～3中任一項所述的設備，其中第一導管包括至少一個開口的管子。
5.權利要求
1～4中任一項所述的設備，其中第二導管系由介于上述垂直管之外壁與圍繞在該垂直管外的管件之內(nèi)壁的空間所構成，該空間的上端與位于垂直管內(nèi)漩渦發(fā)生器上方的部分相通，其下端有一出口位于水平盤之下。
6.使氣液在設有帶接觸部件的水平盤之容器內(nèi)相接觸的方法，該方法包括將氣體自水平盤之下引入容器;將液體自水平盤之上引入容器;使液體從水平盤之上流入附屬于接觸部件的開口垂直管內(nèi)接觸材料之下方;使液體和氣體向上通過接觸材料;使液體和氣體經(jīng)過裝設于垂直管內(nèi)的漩渦發(fā)生器而彼此分離;使液體從垂直管上部流至水平盤之下;使氣體從容器中水平盤之上排出并使液體從溶液水平盤之下排出。
7.從含有硫化氫的酸性氣體混合物中除去硫化氫的方法，該方法包括將氣體混合物引入容器中帶接觸部件的水平盤之下(該盤安裝于容器之中);將貧的可再生的吸收劑引入容器水平盤之上;使吸收劑從水平盤上方流入附屬于接觸部件的開口垂直管內(nèi)接觸材料的下方;使吸收劑和氣體混合物向上通過接觸材料;使吸收劑和氣體混合物經(jīng)過安裝于垂直管內(nèi)的漩渦發(fā)生器而分離為凈化氣和載荷了的吸收劑;使載荷了的吸收劑從垂直管上部流至水平盤之下;將凈化氣從容器的水平盤上方排出;將載荷了的吸收劑從容器水平盤下方排出。
專利摘要
使氣液接觸的設備由容器(1)構成。該容器帶有氣體入口(2)、液體入口(4)以及裝于容器(1)內(nèi)的在軸向有一定間距的水平盤(9和10)。其中每個水平盤(9和10)帶有多個接觸部件(13、14、15和16)。這些部件由如下部分構成兩端開口的垂直管(19)；裝在垂直管內(nèi)的接觸材料(22)和漩渦發(fā)生器(25)；可使液體存于水平盤(9，10)之上并使其流入垂直管(19)內(nèi)接觸材料(22)之下的導管(26)；以及使液體自垂直管上端流至水平盤(9，10)之下的導管(27)。
文檔編號B01D3/16GK87100187SQ87100187
公開日1987年8月5日 申請日期1987年1月15日
發(fā)明者格拉爾杜斯·阿斯穆斯, 馬丁·馬爾斯克·蘇恩森, 安頓·馬希斯·丹卡爾茨 申請人:國際殼牌研究有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan