CN105879560A - 气体冷凝设备和气体收集设备 - Google Patents

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Abstract

一种气体冷凝设备，所述气体冷凝设备可构造成冷凝再生气体并从冷凝液分离目标气体。气体冷凝设备可以包括：壳体；冷凝器，冷凝器安装在壳体的上部并构造成冷凝再生气体；以及回流装置，回流装置在壳体中安装在冷凝器下方并构造成临时存储冷凝液并将从冷凝液蒸发的蒸发气体排回到冷凝器。

Description

气体冷凝设备和气体收集设备
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年2月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0023459号的优先权的权益，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开涉及一种可应用于气液分离工艺的具有回流分离器的气体冷凝设备。更具体地，本公开涉及一种具有回流分离器的气体冷凝设备，该设备可以通过在一个壳体中安装冷凝器和回流装置来减少安装空间和热量损失。
背景技术
最近，随着全球气候变暖和大气污染变得更为严重，已经开发了用于抑制二氧化碳释放至大气中的技术。具体地，已经越来越多地开发有效捕集从火力发电厂或者锅炉设备排出的二氧化碳的方法。
在捕集气体的各个方法之中，广为人知的是使用吸收液的化学吸收法最适于捕集大容量二氧化碳。根据使用化学吸收法的气体收集设备，从火力发电厂或锅炉设备排出的二氧化碳被吸收在吸收塔中的吸收液中并且包含二氧化碳的饱和吸收液在再生塔中被加热，以使包含二氧化碳的再生气体与吸收液分离。
根据传统的气体收集设备，二氧化碳和吸收液在安装于吸收塔中的调整器(rectifier)处彼此接触。这时，用于在调整器的中心部分处收集吸收液的设备安装在填料(filler，填充物)中，或者用于均匀分离气体的分离板安装在吸收塔的上部中从而防止在吸收液穿过调整器中的填充物时发生沟流(channeling)。就是说，通过改变吸收塔的上部的结构防止气体和液体的沟流。然而，很难控制由于气体在吸收塔的下部的快速的线速度和吸收液滴落而导致的异常现象。
另外，用于加热吸收液的再沸器(reboiler，再煮器)安装在再生塔处作为用于再生的能量源。再沸器将吸收液加热至能够再生的温度从而分离包含于吸收液的气体。从吸收液分离的气体移动至再生塔的上部，以使得有用的材料被收集至冷凝器中并且清除物体的气体被排出再生塔。
传统地，使用釜式再沸器或者热虹吸式再沸器(a reboiler ofthermosyphon type)。
釜式再沸器中包括由壁隔开的第一部分和第二部分。加热器或热交换器布置在第一部分中并且吸收液出口形成在第二部分处。如果包含气体的吸收液供应至再沸器的上部，则吸收液在再沸器中的水位(level)上升。这时，吸收液由加热器或热交换器加热并且气体从吸收液分离并向上移动。随着连续地供应吸收液，清除了气体的吸收液或包含较少气体的吸收液穿过壁并移动至第二部分。然后，吸收液通过吸收液出口被排出再沸器。根据釜式再沸器，由于液体滴落和混合液体的沸腾而产生的液体波动导致出现了液体晃动。因此，很难精确控制吸收液的水位。
热虹吸式再沸器中包括加热器或热交换器并且吸收液出口形成在再沸器的底表面处。如果包含气体的吸收液供应至再沸器的上部，则再沸器中的吸收液由加热器或热交换器加热，并且气体从吸收液分离并向上移动。这时，清除了气体的吸收液或包含较少气体的吸收液朝向再沸器的底表面移动，并通过吸收液出口被排出再沸器。根据热虹吸式再沸器，吸收液的水位由于沸腾而难以控制。另外，因为锅炉(boiler，汽锅)中没有壁，所以混合液体短时间内仍留在再沸器中。因此，较少的能量被提供至混合液体，且用于再生的气体分离效率非常低。
另外，在釜式再沸器和热虹吸式再沸器中，混合液体的供应路径和从混合液体分离的气体的排出路径是相同的。因此，如果由于加热而出现气泡，混合液体则由于气泡而不能到达加热器或热交换器。如果这个情况继续，则再生塔中的混合液体的水位升高的太高以至于吸收塔和再生塔不能工作。
此外，使用化学吸收法的气体收集设备包括：冷凝器，用于冷凝再生气体并产生冷凝液；以及回流装置，用于将从冷凝液蒸发的气体排出至回流装置的外部，以收集气体并将冷凝液供应回再生塔中。
根据传统气体收集设备，冷凝器和回流装置分开布置以便控制回流装置中的冷凝液的水位。因此，许多气体收集设备变得很大并且大的空间是安装气体收集设备所必需的。另外，因为回流装置和冷凝器是分开的，所以在回流装置和冷凝器之间存在大量的热量损失。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并且因此这可能包含未构成在本国对于本领域技术人员来说已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开致力于提供一种具有以下优点的气体冷凝设备，该气体冷凝设备通过将冷凝器和回流装置安装在一个壳体中来减少安装空间并且减少在冷凝器和回流装置之间移动的液体的热量损失。
本发明的实施方式提供了一种还具有以下优点的气体冷凝设备，该气体冷凝设备通过将冷凝液供应至壳体的冷凝液室中所通过的路径与从冷凝液室排出蒸发气体所通过的路径分开来便于再次冷凝蒸发气体，并且防止冷凝液和蒸发气体之间的流动干扰。
根据本发明的示例性实施方式的气体冷凝设备可以冷凝再生气体并从冷凝液分离目标气体。
气体冷凝设备可以包括：壳体；冷凝器，安装在壳体的上部并构造成冷凝再生气体；以及回流装置，其在壳体中安装在冷凝器下方并构造成临时存储冷凝液并将从冷凝液蒸发的蒸发气体排回到冷凝器。
在某些实施方式中，回流装置可以包括：冷凝液室，其形成在壳体的下部并构造成临时存储冷凝液；以及回流分离器，其在壳体中布置在冷凝器与冷凝液室之间，回流分离器构造成将流出冷凝器的冷凝液供应至冷凝液室并将从冷凝液蒸发的蒸发气体排出至冷凝液室的外部。
在某些实施方式中，回流分离器可构造成将蒸发气体从冷凝液室排出所通过的出口与流出冷凝器的冷凝液进入冷凝液室所通过的入口分开。
在某些实施方式中，回流分离器可以包括：第三安装板，其横跨壳体布置在冷凝器与冷凝液室之间并且第三安装板上形成有至少一个第三气体流动孔；具有中空柱形形状的第三主体，第三主体安装在第三安装板的上表面上并且第三主体的上端由第三顶板封闭；至少一个第三气体旁通口，其形成在第三主体的侧表面处并使得第三主体的内部与第三主体的外部能够流体连通；以及第二液体供应管，其从第三安装板延伸至冷凝液室中并构造成将冷凝液供应至冷凝液室中，其中，至少一个第三气体流动孔使得壳体的位于第三安装板下方的内部与第三主体的内部之间能够流体连通。
在某些实施方式中，第三气体旁通口可以形成在距第三安装板一设定高度处。
在某些实施方式中，在壳体上且在第三安装板上方可以形成有目标气体出口，目标气体出口构造成将从再生气体分离的目标气体排出至气体冷凝设备的外部。
在某些实施方式中，在壳体的下部处可以形成有用于将冷凝液供应至再生塔的冷凝液出口，而在壳体的上部处可以形成有用于接收来自再生塔的再生气体的再生气体入口。
在某些实施方式中，回流装置可以包括回流分离器，回流分离器构造成将冷凝液的流动路径与蒸发气体的流动路径分开。
在某些实施方式中，蒸发气体可以通过至少一个第三气体流动孔和第三气体旁通口从冷凝液室排出。
在某些实施方式中，至少一个第三气体流动孔可以位于第三主体的内部，并且第二液体供应管可以位于第三主体的外部。
在某些实施方式中，第二液体供应管的端部可以延伸为接近壳体的下端。
根据示例性实施方式，气体收集设备包括吸收塔、再生塔以及气体冷凝设备。
根据本发明的示例性实施方式，可以通过将冷凝器和回流装置安装在一个壳体中来减小安装空间并减少在冷凝器与回流装置之间移动的液体的热量损失。
另外，在某些实施方式中，蒸发气体可以通过将冷凝液供应至壳体的冷凝液室中所通过的路径与从冷凝液室排出蒸发气体所通过的路径分开并防止冷凝液与蒸发气体之间的流动干扰来容易地重新冷凝。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方式的气体收集设备的示意图。
图2是根据本发明的示例性实施方式的吸收分离器的示意图。
图3是根据本发明的示例性实施方式的再沸腾设备的示意图。
图4是根据本发明的示例性实施方式的再生分离器的示意图。
图5是根据本发明的示例性实施方式的气体冷凝设备的示意图。
具体实施方式
本说明书中的“富吸收液”是指包含大量待去除的气体的吸收液或吸收气体之后并在再生气体之前的吸收液。
本说明书中的“贫吸收液”是指已经分离出气体的吸收液或包含最小量或较少对象气体的吸收液。
本说明书中的“再生”是指气体从吸收液分离。
本说明书中的“再生气体”是指从吸收液分离的气体。
本说明书中的“对象气体”是指该气体为再生对象，即，再生之前的气体。
本说明书中的“目标气体”是指将与对象气体分离并且将被收集的气体。
本说明书中的“处理过的气体”是指对象气体溶解在吸收液中之后剩余的气体。
本说明书中的“蒸发气体”是指从冷凝液蒸发的气体。
应理解的是，在本说明书中，“上侧”、“上部”或“上端”包括“一侧”、“一端部分”、“一侧部分”或“一端”，并且“下侧”、“下部”或“下端”包括“另一侧”、“另一端部分”、“另一侧部分”或者“另一端”。
另外，本发明的示例性实施方式可应用于通过在吸收液中吸收气体之后加热吸收液来分离气体的化学吸收法和捕集二氧化碳的化学吸收法。因此，应理解的是，本发明的范围不限于在捕集二氧化碳的化学吸收法中使用的气体收集设备。
在下文中将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。
图1是根据本发明的示例性实施方式的气体收集设备的示意图；图2是根据本发明的示例性实施方式的吸收分离器的示意图；图3是根据本发明的示例性实施方式的再沸腾设备的示意图；图4是根据本发明的示例性实施方式的再生分离器的示意图；并且图5是根据本发明的示例性实施方式的气体冷凝设备的示意图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的气体收集设备1包括吸收塔10、再生塔100和气体冷凝设备200。
吸收塔10构造成溶解需要在贫吸收液中再生的对象气体以便产生富吸收液，并且吸收塔包括吸收塔壳体2。
在某些实施方式中，一空间形成在吸收塔壳体2中，并且贫吸收液供应器12、板14、吸收塔调整器20以及吸收分离器30从上部至下部顺次布置在该空间中。吸收液室9形成在吸收塔壳体2的下部处，即，形成在吸收分离器30的下方。
在某些实施方式中，贫吸收液供应器12布置在吸收塔壳体2中的上部处并通过贫吸收液管线60连接至再生塔100。贫吸收液供应器12构造成将通过贫吸收液管线60从再生塔100接收的贫吸收液供应至吸收塔壳体2中。供应至吸收塔壳体2中的贫吸收液通过重力朝向吸收塔壳体2的下部向下流动。
在某些实施方式中，板14安装在吸收塔壳体2中贫吸收液供应器12的下方。板14安装成横跨吸收塔壳体2，并且至少一个穿透孔16形成在板14上。朝向吸收塔壳体2的下部下落的贫吸收液通过板14和穿透孔16均匀分散在吸收塔壳体2中。
在某些实施方式中，吸收塔调整器20在吸收塔壳体2中布置在板14的下方。吸收塔调整器20可以通过将细且长的缆线扭曲成不规则的形状来制造，但是制造吸收塔调整器20的方法不限于此。相反，具有大的孔隙率(porosity)的泡沫塑料可以用作吸收塔调整器20。吸收塔调整器20调整贫吸收液以使吸收液的流动平稳。另外，穿过吸收塔调整器20的贫吸收液和对象气体会合并且对象气体溶解至贫吸收液中，从而产生富吸收液。
在某些实施方式中，吸收分离器30在吸收塔壳体2中布置在吸收塔调整器20与吸收液室9之间。吸收分离器30将入口(富吸收液通过该入口被供应至吸收液室9中)和出口(对象气体通过该出口从吸收液室流出)分开。为了这些目的，在某些实施方式中，如图2所示，吸收分离器30包括第一安装板34、第一主体32以及第一气体旁通口38。
在某些实施方式中，第一安装板34横跨吸收塔壳体2布置在吸收塔调整器20下方。第一液体供应管40和至少一个第一气体流动孔36形成在第一安装板34处。
在某些实施方式中，第一主体32安装在第一安装板34的上表面上并且向上延伸。第一主体32的上表面由第一顶板39封闭，以使得滴落的富吸收液不能进入第一主体32的内部，而是汇聚在第一安装板34上。汇聚在第一安装板34上的富吸收液通过第一液体供应管40供应至吸收液室9中。这时，第一液体供应管40朝向吸收液室9的下端延伸并接近吸收塔壳体2的底部。因此，在临时存储在吸收液室9中的富吸收液的表面之下供应富吸收液，从而防止临时存储在吸收液室9中的富吸收液的表面上出现大的波动，并便于富吸收液的水位控制。
另外，在某些实施方式中，第一主体32包围至少一个第一气体流动孔36，以防止富吸收液通过第一主体32直接供应至临时存储在吸收液室9中的富吸收液的表面。
在某些实施方式中，至少一个第一气体旁通口38形成在第一主体32的侧面处并使第一主体32的内部与第一主体32的外部流体连通。至少一个第一气体旁通口38形成在距第一安装板34的预确的高度处，以防止汇聚在第一安装板34上的富吸收液通过第一气体旁通口38进入到第一主体32的内部中。
在某些实施方式中，处理过的气体出口4、对象气体入口6和吸收塔出口8进一步形成在吸收塔壳体2处。
在某些实施方式中，处理过的气体出口4构造成在处理过的气体溶解至吸收液中之后将剩余的处理过的气体排放至吸收塔10的外部，并且该处理过的气体出口形成在吸收塔壳体2的上部。
在某些实施方式中，对象气体入口6构造成将需要再生的对象气体供应至吸收塔10中，并且该对象气体入口形成在吸收塔壳体2的下部处，即，形成在吸收液室9处。因此，供应至吸收液室9中的对象气体在穿过吸收分离器30和吸收塔调整器20时溶解至吸收液中，并且处理过的气体通过在吸收塔壳体2的上部处的处理过的气体出口4被排出至吸收塔10的外部。
在某些实施方式中，吸收塔出口8形成在吸收塔壳体2的下部处。因此，临时存储在吸收液室9中的富吸收液通过吸收塔出口8供应至再生塔100。为了该目的，吸收塔出口8通过富吸收液管线50连接至100。
在某些实施方式中，第一泵52和第二泵62安装在富吸收液管线50和贫吸收液管线60上以分别泵送富吸收液和贫吸收液。另外，至少一个热交换器70和80安装在富吸收液管线50和贫吸收液管线60上以使贫吸收液和富吸收液之间进行交换热。
在某些实施方式中，贫吸收液通过贫吸收液供应器12供应至吸收塔10的上部，并且对象气体通过对象气体入口6供应至吸收液室9。贫吸收液通过重力朝向吸收塔10的下部向下流动。对象气体通过吸收分离器30的第一气体流动孔36和第一气体旁通口38从吸收液室9流出并且朝向吸收塔10的上部向上移动。贫吸收液和对象气体在吸收塔调整器20处会合并且对象气体溶解至贫吸收液中从而产生富吸收液。
在某些实施方式中，富吸收液流动至吸收塔10的下部并且汇聚在第一安装板34上。此后，富吸收液通过第一液体供应管40提供至吸收液室9的下部。因此，大波动不会出现在存储在吸收液室9中的富吸收液的表面上，并可有利于富吸收液的水位控制。另外，因为将富吸收液供应至吸收液室9所通过的路径与对象气体从吸收液室9流出所通过的路径是分开的，所以防止了由于对象气体的快速的线速度而使得挥发成分从富吸收液中的去除并防止了吸收液组合物的组分改变。因此，可以防止由于吸收液的组分的改变而导致的效率低下。
在某些实施方式中，在处理过的气体溶解到吸收液中之后，剩余的处理过的气体朝向吸收塔10的上部向上移动并通过处理过的气体出口4排出至吸收塔10的外部。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的再生塔100包括再生塔壳体102。
在某些实施方式中，一空间形成在再生塔壳体102中，并且第一富吸收液供应器112、第一再生塔调整器120、第二富吸收液供应器132以及第二再生塔调整器140顺次布置在该空间中。另外，再生气体出口104形成在再生塔壳体102的上端处，并且富吸收液入口106形成在再生塔壳体102的下端处。
在某些实施方式中，第一富吸收液供应器112布置在再生塔壳体102的上部处，并且通过富吸收液管线50从吸收液室9接收富吸收液或者通过冷凝管线109从气体冷凝设备200或热交换器(未示出)接收冷凝液。第一富吸收液供应器112将通过富吸收液管线50接收的富吸收液和/或通过冷凝管线109接收的冷凝液供应至再生塔壳体102中。供应至第一富吸收液供应器112的富吸收液和/或冷凝液通过重力朝向再生塔壳体102的下部向下流动。
在某些实施方式中，板114在再生塔壳体102中安装在第一富吸收液供应器112下面。板114安装成横跨再生塔壳体102，并且至少一个穿透孔116形成在板114上。朝向再生塔壳体102的下部下落的富吸收液和/或冷凝液通过板114和穿透孔116均匀分散在再生塔壳体102中。
在某些实施方式中，第一再生塔调整器120在再生塔壳体102中布置在板114下面。第一再生塔调整器120可以通过将细且长的缆线扭曲成不规则的形状来制造，但是制造第一再生塔调整器120的方法不限于此。相反，具有大的孔隙率的泡沫塑料可以用作第一再生塔调整器120。第一再生塔调整器120调整富吸收液和/或冷凝液，从而使富吸收液和/或冷凝液的流动平稳。
在某些实施方式中，第二富吸收液供应器132在再生塔壳体102中布置在第一再生塔调整器120下面，并且通过富吸收液管线50从吸收液室9接收富吸收液。第二富吸收液供应器132将通过富吸收液管线50接收的富吸收液供应至再生塔壳体102中。从第二富吸收液供应器132供应的富吸收液通过重力朝向再生塔壳体102的下部向下流动。
在某些实施方式中，供应至第二富吸收液供应器132的富吸收液可以与供应至第一富吸收液供应器112的富吸收液相同或不同。
在某些实施方式中，板134在再生塔壳体102中安装在第二富吸收液供应器132下面。板134安装成横跨再生塔壳体102，并且至少一个穿透孔136形成在板134上。朝向再生塔壳体102的下部向下下落的富吸收液和/或冷凝液通过板134和穿透孔136均匀分散在再生塔壳体102中。
在某些实施方式中，第二再生塔调整器140在再生塔壳体102中布置在板134下面。第一再生塔调整器140可以通过将细且长的缆线扭曲成不规则的形状来制造，但是制造第二再生塔调整器140的方法不限于此。相反，具有大的孔隙率的泡沫塑料可以用作第二再生塔调整器140。第二再生塔调整器140调整从第一富吸收液供应器112供应的富吸收液和/或冷凝液以使富吸收液和/或冷凝液的流动平稳，并且调整从第二富吸收液供应器132供应的富吸收液以使它们的流动平稳。
在某些实施方式中，再生塔100进一步包括再沸腾设备。如图1所示，再沸腾设备布置在第二再生塔调整器140下方，并且再沸腾设备包括富吸收液罐160、再沸器170、再生分离器150以及贫吸收液罐180。再沸腾设备再次产生包含于从第二再生塔调整器140供应的富吸收液中的气体。
在某些实施方式中，如图3所示，富吸收液罐160通过富吸收液连接管线152与再生塔壳体102流体连通，以使得穿过第二再生塔调整器140的富吸收液和/或冷凝液通过富吸收液连接管线152供应至富吸收液罐160。富吸收液出口162形成在富吸收液罐160的下部。
在某些实施方式中，再沸器170在再生塔壳体102中安装在第二再生塔调整器140以下，并放置在再生塔壳体102的底部以上的预定距离处。再沸器170使富吸收液沸腾以使再生气体与富吸收液分离。再沸器170包括富吸收液入口106、第一工作流体入口172、第一循环管线176、第二循环管路178以及第一工作流体出口174。
在某些实施方式中，富吸收液入口106形成在再生塔壳体102的下部处并且与富吸收液出口162流体连通，从而从富吸收液罐160接收富吸收液。因此，富吸收液罐160将富吸收液供应至再生塔壳体102。随着富吸收液供应至再生塔壳体102，再生塔壳体102中的富吸收液的水位上升并且富吸收液供应至再沸器170。
在某些实施方式中，第一工作流体入口172形成在对应于再生塔壳体102的再沸器170的位置处，并且第一工作流体入口构造成将工作流体供应至再沸器170。工作流体可以是发电厂或锅炉设备中产生的水蒸汽，但是不限于此。
在某些实施方式中，第一循环管线176形成在再沸器170中并且通过第一工作流体入口172的工作流体流动到第一循环管线176中。第一循环管线176不与再生塔壳体102的内部流体连通。
在某些实施方式中，第二循环管线178形成在再沸器170中并且形成为邻近第一循环管线176。通常，除第一循环管线176以外的再沸器170的部分变为第二循环管线178。第二循环管线178与再生塔壳体102的内部流体连通以使得如果供应至再生塔壳体102的富吸收液的水位上升，富吸收液就存在于第二循环管线178中。这时，第二循环管线178中的富吸收液与流过第一循环管线176的工作流体交换热量。因此，再生气体与富吸收液分离，并且因此，贫吸收液位于再沸器170的上部处。另外，与富吸收液分离的再生气体在再生塔壳体102中向上移动。
在某些实施方式中，第一工作流体出口174形成在对应于再生塔壳体102的再沸器170的位置处，并且通过第一循环管线176循环的工作流体通过第一工作流体出口174排出至再生塔壳体102的外部。
此处，举例说明但不限于此：再沸器170是通过与工作流体的热交换而加热富吸收液的热交换器。再沸器170可以是接收电流并且产生热的电线。
在某些实施方式中，再生分离器150在再生塔壳体102中安装在第二再生塔调整器和再沸器170之间，并且再生分离器将富吸收液供应至再沸器170中的供应路径与将再沸器170中产生的再生气体排出的排出路径分开。为了这些目的，如图4所示，再生分离器150包括第二安装板190、第二主体192以及第二气体旁通口196。
在某些实施方式中，第二安装板190横跨再生塔壳体102布置在富吸收液连接管线152与再生塔壳体102的连接部分下方。至少一个第二气体流动孔194形成在第二安装板190处。
在某些实施方式中，第二主体192安装在第二安装板190的上表面上并且向上延伸。第二主体192的上表面由第二顶板198封闭以使得滴落的富吸收液和/或冷凝液不会进入第二主体192的内部而汇聚在第二安装板190上。汇聚在第二安装板190上的富吸收液通过富吸收液连接管线152移动至富吸收液罐160。另外，第二主体192包围至少一个第二气体流动孔194以防止汇聚在第二安装板190上的富吸收液直接供应至再沸器170。
在某些实施方式中，至少一个第二气体旁通口196形成在第二主体192的侧表面处并使第二主体192的内部与第二主体192的外部流体连通。至少一个第二气体旁通口196形成在距第二安装板190的预定的高度处，以防止汇聚在第二安装板190上的富吸收液通过第二气体旁通口196进入第二主体192的内部。就是说，富吸收液连接管线152的竖直位置低于至少一个第二气体旁通口196的竖直位置。
在某些实施方式中，如图3所示，贫吸收液罐180通过贫吸收液连接管线154与再生塔壳体102流体连通，以使得在再沸器170中与再生气体分离的贫吸收液通过贫吸收液连接管线154流动至贫吸收液罐180。贫吸收液连接管线154与再生塔壳体102的连接部分位于第二安装板190与再沸器170之间。因此，在再沸器170中经历再生的富吸收液不被供应至再生分离器150，而是被供应至贫吸收液罐180。在某些实施方式中，贫吸收液出口182形成在贫吸收液罐180的下端处并且通过贫吸收液管线60连接至贫吸收液供应器12。因此，贫吸收液罐180中的贫吸收液通过贫吸收液管线60被供应回到贫吸收液供应器12。另外，支撑板184安装在贫吸收液罐180中，而水位传感器和压力传感器可以安装在支撑板184上。水位传感器检测贫吸收液罐180中的贫吸收液的水位，而压力传感器检测贫吸收液罐180的压力。另外，贫吸收液出口182可以基于水位传感器和压力传感器检测的结果而关闭或打开。
在某些实施方式中，如果富吸收液通过第一富吸收液供应器112或第二富吸收液供应器132从吸收塔10供应至再生塔壳体102中，则富吸收液通过重力向下流动。这时，富吸收液的流动通过第一再生塔调整器120或第二再生塔调整器来调整。
在某些实施方式中，如由图3的实线箭头表示的，富吸收液不能通过第二顶板198移动至第二主体192的内部中，而是移动到第二安装板190上。因此，富吸收液汇聚在第二安装板190上。如果汇聚在第二安装板190上的富吸收液的水位变得高于富吸收液连接管线152的下端的高度，则富吸收液通过富吸收液连接管线152供应至富吸收液罐160中，并随后通过富吸收液出口162和富吸收液入口106供应至再生塔壳体102中。
如果再生塔壳体102中的富吸收液的水位变得更高并且富吸收液被供应至再沸器170中，则富吸收液被加热并且再生气体通过富吸收液与工作流体之间的热交换而与富吸收液分离。如由图3的虚线箭头表示的，从富吸收液分离的再生气体通过第二气体流动孔194和第二气体旁通口196而移动至第二主体192的外部。再生气体向上移动并且通过再生气体出口104排出至再生塔壳体102的外部。
在某些实施方式中，随着富吸收液连续供应至再沸器170，与再生气体分离的贫吸收液的水位变得更高。如果贫吸收液的水位变得高于贫吸收液连接管线154的下端的高度，则贫吸收液通过贫吸收液连接管线154供应至贫吸收液罐180。供应至贫吸收液罐180的贫吸收液通过贫吸收液出口182被供应回到吸收塔10。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的气体冷凝设备200包括壳体202。
在某些实施方式中，一空间形成在壳体202中，冷凝器210安装在该空间的上部，并且回流装置220安装在该空间的下部。
冷凝器210安装在壳体202的上部中并构造成冷凝再生气体并从冷凝液分离目标气体。在某些实施方式中，冷凝器210包括第二工作流体入口212、第三循环管线216、第四循环管线218以及第二工作流体出口214。
在某些实施方式中，第二工作流体入口212形成在对应于壳体202的冷凝器210的位置处并构造成将工作流体供应至冷凝器210。工作流体可以是冷却液，但并不限于此。
在某些实施方式中，第三循环管线216形成在冷凝器210中，并且通过第二工作流体入口212的工作流体在第三循环管线216中流动。第三循环管线216不与壳体202的内部流体连通。
在某些实施方式中，第四循环管线218形成在冷凝器210中并形成为邻近第三循环管线216。通常，除第三循环管线216以外的冷凝器210的部分变为第四循环管线218。第四循环管线218与壳体202的内部流体连通以使得供应至壳体102的再生气体穿过第四循环管线218。这时，第四循环管线218中的再生气体通过与穿过第三循环管线216的工作流体的热交换而冷凝。因此，目标气体与冷凝液分离并且冷凝液供应至回流装置220。
在某些实施方式中，第二工作流体出口214形成在对应于壳体102的冷凝器210的位置处，并且穿过第三循环管线216的工作流体通过第二工作流体出口214被排出至壳体102的外部。
在某些实施方式中，如图5所示，回流装置220包括冷凝液室250和回流分离器230。
在某些实施方式中，冷凝液室250形成在壳体202的下部处并且临时存储冷凝液。
在某些实施方式中，回流分离器230在壳体202中布置在冷凝器210与冷凝液室250之间。回流分离器230使供应冷凝液至冷凝液室250中所通过的入口与从冷凝液室250排出蒸发气体所通过的出口分开。为了这些目的，在某些实施方式中，如图5所示，回流分离器230包括第三安装板232、第三主体234和第三气体旁通口238。
在某些实施方式中，第三安装板232横跨壳体202布置在冷凝器210下方。至少一个第三气体流动孔236和第二液体供应管242形成在第三安装板232处。
在某些实施方式中，第三主体234安装在第三安装板232的上表面上并且向上延伸。第三主体234的上端由第三顶板240封闭以使得滴落的冷凝液不会进入第三主体234的内部，而是汇聚在第三安装板232上。汇聚在第三安装板232上的冷凝液通过第二液体供应管242供应至冷凝液室250中。这时，第二液体供应管242朝向冷凝液室250的下端延伸并且接近冷凝液室250的底部。因此，在临时存储在冷凝液室250中的冷凝液的表面之下供应冷凝液，从而防止临时存储在冷凝液室250中的冷凝液的表面上出现大波动，而便于冷凝液的水位控制。
另外，在某些实施方式中，第三主体234包围至少一个第三气体流动孔236从而防止冷凝液通过第三主体234直接供应至临时存储在冷凝液室250中的冷凝液的表面。
在某些实施方式中，至少一个第三气体旁通口238形成在第三主体234的侧面处并使第三主体234的内部与第三主体234的外部流体连通。至少一个第三气体旁通口238形成在距第三安装板232的设定高度(或者在某些实施方式中，预先确定的高度)处，以防止汇聚在第三安装板232上的冷凝液通过第三气体旁通口238进入到第三主体234中。
在某些实施方式中，再生气体入口204、冷凝液出口206和目标气体出口208形成在壳体202处。
在某些实施方式中，再生气体入口204形成在壳体202的上端部分处并且与再生塔壳体102的再生气体出口104流体连通。因此，再生塔100中产生的再生气体通过再生气体出口104和再生气体入口204供应至壳体202的上端部分中。
在某些实施方式中，冷凝液出口206形成在壳体202的下端部分处并且通过冷凝液管线109连接至第一富吸收液供应器112。因此，临时存储在冷凝液室250中的冷凝液通过冷凝液出口206和冷凝液管线109被供应回到再生塔100。第三泵111安装在冷凝液管线109上以泵送冷凝液室250中的冷凝液。
在某些实施方式中，目标气体出口208在冷凝器210和回流分离器230之间形成在壳体202处。从冷凝器210中的冷凝液分离的目标气体通过目标气体出口208被从气体冷凝设备200排出，随后被收集在另外的罐中。
在某些实施方式中，再生气体通过再生气体入口204供应至气体冷凝设备200的上部。供应至气体冷凝设备200的再生气体朝向气体冷凝设备200的下部向下移动并穿过冷凝器210。这时，再生气体在冷凝器210中冷凝并分离成冷凝液和目标气体。
在某些实施方式中，目标气体通过目标气体出口208排出至气体冷凝设备200的外部，并且冷凝液汇聚在第三安装板232上。此后，冷凝液通过第二液体供应管242供应至冷凝液室250的下部。因此，在存储在冷凝液室250中的冷凝液的表面上不会出现大的波动，并且可以便于冷凝液的水位控制。
另外，在某些实施方式中，蒸发气体可以从临时存储在冷凝液室250中的冷凝液蒸发。蒸发气体通过回流分离器230的第三气体流动孔236和第三气体旁通口238从冷凝液室250排出，随后再次在冷凝器210中冷凝。这时，因为将冷凝液供应至冷凝液室250所通过的路径与将蒸发气体从冷凝液室250排出所通过的路径分开，所以可以防止冷凝液和蒸发气体之间的流动干扰，从而便于重新冷凝蒸发气体。
在某些实施方式中，临时存储在冷凝液室250中的冷凝液通过冷凝液管线109被供应回到再生塔100。
虽然已经结合目前认为实用的示例性实施方式描述了本发明，但应该理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (17)

1.一种气体冷凝设备，包括：
壳体；
冷凝器，所述冷凝器安装在所述壳体的上部中，并且所述冷凝器构造成冷凝再生气体，从而形成冷凝液；以及
回流装置，所述回流装置在所述壳体中安装在所述冷凝器下方，并且所述回流装置临时存储所述冷凝液并将从所述冷凝液蒸发的蒸发气体排回至所述冷凝器，
其中，所述气体冷凝设备将目标气体从所述冷凝液分离。
2.根据权利要求1所述的气体冷凝设备，其中，所述回流装置包括：
冷凝液室，所述冷凝液室形成在所述壳体的下部并构造成临时存储所述冷凝液；以及
回流分离器，所述回流分离器在所述壳体中布置在所述冷凝器和所述冷凝液室之间，所述回流分离器构造成将流出所述冷凝器的所述冷凝液供应至所述冷凝液室并将从所述冷凝液蒸发的所述蒸发气体排出至所述冷凝液室的外部。
3.根据权利要求2所述的气体冷凝设备，其中，所述回流分离器构造成使从所述冷凝液室排出所述蒸发气体所通过的出口与流出所述冷凝器的所述冷凝液进入到所述冷凝液室中所通过的入口分开。
4.根据权利要求3所述的气体冷凝设备，其中，所述回流分离器包括：
第三安装板，所述第三安装板横跨所述壳体布置在所述冷凝器与所述冷凝液室之间，并且所述第三安装板上形成有至少一个第三气体流动孔；
具有中空柱形形状的第三主体，所述第三主体安装在所述第三安装板的上表面上，并且所述第三主体的上端由第三顶板封闭；
至少一个第三气体旁通口，所述第三气体旁通口形成在所述第三主体的侧表面处，并且所述第三气体旁通口使得所述第三主体的内部与所述第三主体的外部之间能够流体连通；以及
第二液体供应管，所述第二液体供应管从所述第三安装板延伸至所述冷凝液室中，并且所述第二液体供应管构造成将所述冷凝液供应至所述冷凝液室中，
其中，所述至少一个第三气体流动孔使得所述壳体的位于所述第三安装板下方的内部与所述第三主体的内部之间能够流体连通。
5.根据权利要求4所述的气体冷凝设备，其中，所述第三气体旁通口形成在距所述第三安装板一设定高度处。
6.根据权利要求4所述的气体冷凝设备，其中，在所述壳体上且在所述第三安装板上方形成有目标气体出口，所述目标气体出口构造成将从所述再生气体分离的所述目标气体排出至所述气体冷凝设备的外部。
7.根据权利要求1所述的气体冷凝设备，其中，在所述壳体的下部处形成有用于将所述冷凝液供应至再生塔的冷凝液出口，而在所述壳体的上部处形成有用于接收来自所述再生塔的所述再生气体的再生气体入口。
8.根据权利要求1所述的气体冷凝设备，
其中，所述回流装置包括回流分离器，所述回流分离器构造成将所述冷凝液的流动路径与所述蒸发气体的流动路径分开。
9.根据权利要求8所述的气体冷凝设备，其中，所述回流装置还包括冷凝液室，所述冷凝液室形成在所述壳体的下部，并且所述冷凝液室构造成临时存储所述冷凝液，
其中，所述回流分离器在所述壳体内布置在所述冷凝器与所述冷凝液室之间，并且所述回流分离器构造成将流出所述冷凝器的所述冷凝液供应至所述冷凝液室，并将从所述冷凝液蒸发的所述蒸发气体排出至所述冷凝液室的外部，并且
所述回流分离器构造成使从所述冷凝液室排出所述蒸发气体所通过的出口与穿过所述冷凝器的所述冷凝液进入所述冷凝液室所通过的入口分开。
10.根据权利要求9所述的气体冷凝设备，其中，所述回流分离器包括：
第三安装板，所述第三安装板横跨所述壳体布置在所述冷凝器与所述冷凝液室之间，并且所述第三安装板上形成有至少一个第三气体流动孔；
具有中空柱形形状的第三主体，所述第三主体安装在所述第三安装板的上表面上，并且所述第三主体的上端由第三顶板封闭；
至少一个第三气体旁通口，所述第三气体旁通口形成在所述第三主体的侧表面处，并且所述第三气体旁通口使得所述第三主体的内部和所述第三主体的外部之间能够流体连通；以及
第二液体供应管，所述第二液体供应管从所述第三安装板延伸至所述冷凝液室中，并且所述第二液体供应管构造成将所述冷凝液供应至所述冷凝液室中，
其中，所述蒸发气体通过所述至少一个第三气体流动孔和所述第三气体旁通口而从所述冷凝液室排出。
11.根据权利要求10所述的气体冷凝设备，其中，所述第三气体旁通口形成在距所述第三安装板一设定高度处。
12.根据权利要求10所述的气体冷凝设备，其中，所述至少一个第三气体流动孔位于所述第三主体的内部，并且所述第二液体供应管位于所述第三主体的外部。
13.根据权利要求10所述的气体冷凝设备，其中，在所述壳体上且在所述第三安装板上方形成有目标气体出口，所述目标气体出口构造成将从所述再生气体分离的所述目标气体排出至所述气体冷凝设备的外部。
14.根据权利要求10所述的气体冷凝设备，其中，所述第二液体供应管的端部延伸为接近所述壳体的下端。
15.根据权利要求8所述的气体冷凝设备，其中，在所述壳体的下部处形成有用于将所述冷凝液供应至再生塔的冷凝液出口，而在所述壳体的上部处形成有用于接收来自所述再生塔的所述再生气体的再生气体入口。
16.一种气体收集设备，包括：
吸收塔，所述吸收塔构造成将需要再生的对象气体溶解在贫吸收液中，从而产生富吸收液；
再生塔，所述再生塔经由贫吸收液管线和富吸收液管线连接至所述吸收塔，所述再生塔构造成将再生气体从所述富吸收液分离，从而产生所述贫吸收液；以及
气体冷凝设备，所述气体冷凝设备构造成冷凝所述再生气体，从而形成冷凝液，并将目标气体从所述冷凝液分离。
17.根据权利要求16所述的气体收集设备，其中，所述吸收塔包括：
吸收塔壳体；
贫吸收液供应器，所述贫吸收液供应器连接至所述贫吸收液线路；
吸收塔调整器；
板，所述板横跨所述吸收塔壳体安装在所述贫吸收液供应器与所述吸收塔调整器之间，所述板具有至少一个穿透孔；
吸收液室；以及
吸收分离器，所述吸收分离器布置在所述吸收塔调整器与所述吸收液室之间，所述吸收分离器构造成使所述富吸收液供应至所述吸收液室中所通过的入口与所述对象气体流出所述吸收液室所通过的出口分开。
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