CN106268194B - 一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔 - Google Patents

一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于具有升华性物质的气体洗涤塔，它由上、下两部分组成，上部分为洗涤液缓冲室，下部分为洗涤分离室。上、下两部分以隔板分开。上部分有三个管口：中间是洗涤液入口；底部是U型管接口；塔顶是平衡管的上接口，平衡管的存在既将上部分的气体（带有闪蒸的液沫）引到下部分进行分离，又保持密封塔的上、下两部分的压力平衡。下部分是升华性物质的洗涤分离室，从下往上依次有含有升华性物质的气体入塔接口、洗涤液储罐中气相的入塔接口、平衡管的下接口、用于使气体和液体密切接触进行传质和洗涤的填料层、U型管下接口、除沫网和净化气出口管道。本发明结构简单、构思巧妙、具有抗气相液沫夹带、抗升华性物质堵塞的优良功能。

Description

一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔
技术领域
本发明涉及一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔。
背景技术
在现代化工、医药、新材料等生产过程中，常常会遇到带有升华性的化学物质，如樟脑、冰片、对二氯苯、苯甲酸等气体，这些物质有一个特殊的区别于其它普通化学物料的理化性质――升华，也就是说，在适当温度下它们会由固态直接升华变为气态而不经过液态，而一旦遇到较低的温度，它们又会迅速地从气态直接凝固为固态。而普通化学物质遇热一般先由固体转变为液体，再加热则转变为气体；而若对它们不断冷却则先由气体转变为液体，再转变为固体。在工业实际生产中，对于升华性物质，由于它们的这种遇热升华、遇冷凝固的理化特性，常常会引起设备本体（反应器、塔器、换热器、储罐等）、管道、阀门、仪表等与该物料接触的通道严重堵塞，轻者影响正常操作，重者则导致装置爆炸或着火等事故的发生，引起严重后果。
对于这个问题，工业上还没有成熟定型的技术方法加以解决。本发明即是提供一种可靠有效的专用于含有升华性物质的气体洗涤工艺技术和塔设备结构，以便工业上对含有升华性物质的气体进行有效处理，维持设备或装置的正常操作、以免安全事故。
发明内容
本发明的技术方案如下：
一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔，如附图1所示，它由上、下两部分组成，上部分为洗涤液缓冲室，下部分为洗涤分离室。上、下两部分以隔板分开。上部分有三个管口：中间是洗涤液入口；底部是U型管接口；塔顶是平衡管的上接口，平衡管的存在既可以将上部分的气体（其中带有闪蒸的液沫）引到下部分进行分离, 又可以保持密封塔的上、下两部分的压力平衡。下部分是升华性物质的洗涤分离室，从下往上依次有含有升华性物质的气体入塔接口、洗涤液储罐中气相的入塔接口、平衡管的下接口、用于使气体和液体密切接触进行洗涤分离的填料层、U型管下接口、除沫网、以及净化气出口管道。
储罐中的洗涤液通过离心泵以一定的速率进入洗涤塔的洗涤液缓冲室，之后通过U型管流入洗涤塔的下部洗涤室，并通过液体分布器进行良好分布后进入下部填料层，对逆流而上的含有升华性物质的气体进行洗涤分离。同时，U型管结构也可以起到液封的作用，防止气体倒吸。洗涤塔顶平衡管的作用是，一方面可以将进入洗涤液缓冲室的洗涤液气相部分引到下部分进行洗涤吸收，另一方面也可以使洗涤塔上、下两部分的压力保持平衡，以使U型管中的液体能顺利地从上部的缓冲室流到下部的洗涤室。
进入洗涤塔下部洗涤室的气相物料有三股：第一股，储罐上方的挥发性气体通过管道进入洗涤塔的下部洗涤室，第二股，工业生产过程中释放的含有升华性物质的原料气则由管道进入洗涤塔的下部洗涤室，第三股，洗涤塔上部洗涤液的气相部分则经由平衡管进入洗涤塔的下部洗涤室。这三股气体沿填料层上升过程中，与通过填料层自上而下的洗涤液进行密切接触、传质分离，其中的升华性物质被洗涤液溶解吸收，并随洗涤液一起下降至塔底排出塔外，并进行深度处理，处理后的洗涤液可循环回储罐继续使用；而除去升华性物质的净化气则通过除沫网除去液沫后由净化气出口管道排出塔外，送去下道工序。
上述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，所述的除沫网，设置在填料层上方和净化气出口管道的下方。除沫网可以是金属丝网也可以是塑料片或丝网制作。
上述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，所述的U型管，作为洗涤液的流动通道，连通着由隔板分开的洗涤塔上下两部分，即缓冲室和洗涤室。该连通管的上端口位于隔板上方并位于洗涤液入口管道的下方，下端口位于除沫网下方并位于填料层的上方。其作用是使得隔板上方缓冲室的液体可以流到下方洗涤室并在填料层上方均匀分布后，流入填料层对含有升华性物质的气体进行洗涤分离，同时起到液封的作用，防止气体在上升的过程中倒吸。
上述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，所述洗涤塔顶的平衡管，其下端口位于洗涤室填料层的下方，它连通着洗涤塔缓冲室和洗涤室两部分，平衡着上、下两部分的压力，保证着U型管中的液体顺利流下，并使缓冲室的洗涤液中的挥发性气相被导引至洗涤室洗涤吸收。
上述用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其塔径可依据所处理的含有升华性物质的气体的处理量计算确定。一般在工业设计时，洗涤室内含有升华性物质的气体的线速度为0.3-3.0m/s, 最好为0.5-1.5m/s.
上述用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其缓冲室的高度一般为1000~3000mm，最好为1500~2500mm; 洗涤室的高度一般为1000~6000mm, 最好为2000~5000mm。塔内操作压力和操作温度为依据具体物料而定，一般地，洗涤液的温度为常温，塔内操作压力为减压、常压。
本发明优点在于：构思巧妙、结构简单、造价低廉、易于操作、具有防气相液沫夹带、抗升华性物质堵塞设备的优良功能。
附图说明
图1为一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其中：1为物料储罐，2为用于含有升华性物质的气体洗涤塔，3为离心泵，4为平衡管，5为U型管，6为隔板，7为除沫网，8为填料层，9为净化气出口管道，10为去往下个工段的管道，11为洗涤液储罐中气相的入塔接口，12为升华性物质的气体入塔接口，13为洗涤液储罐中液相的入塔接口。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的洗涤塔，缓冲室的高度为1500mm，洗涤室的高度为2000mm，直径为1000mm。用其对含有升华性气体的对二氯苯的原料液进行洗涤，避免升华的对二氯苯对后续设备进行破坏。塔内压力为0.005MPa，温度为70℃，除沫网采用多层丝网结构。
物料储罐1中的原料液成分为，对二氯苯占10%，NMP占20%，无机盐占30%，水占50%。由于对二氯苯易升华，所以物料储罐1上方存在对二氯苯的气相，其中储罐中的气液比为1:5。进入洗涤塔2下部洗涤室的气相物料有三股：第一股，储罐1上方的挥发性气体通过管道11进入洗涤塔2的下部洗涤室，第二股，工业生产过程中释放的含有升华性对二氯苯的原料气则由管道12进入洗涤塔2的下部洗涤室，第三股，洗涤塔2上部洗涤液的气相部分则经由平衡管4进入洗涤塔2的下部洗涤室。
物料储罐1中的液体则通过离心泵进入洗涤缓冲室，同时洗涤液在平衡管4的作用下，通由U型管5进入洗涤塔2的洗涤室对进入的气体进行喷洒洗涤。
上述进入洗涤室的三股气体以为0.5m/s的线速度沿填料层8上升过程中，与通过填料层8自上而下的洗涤液进行密切接触、传质分离，其中的升华性对二氯苯被洗涤液溶解吸收，并随洗涤液一起下降至塔底排出塔外，并进行深度处理，处理后的洗涤液可循环回储罐1继续使用；而除去升华性物质的净化气则通过除沫网7除去液沫后由净化气出口管道9排出塔外，送去下道工序。此时测得降至塔底液体的成分为对二氯苯占14%，NMP占16%，无机盐占23%，水占47%，气液比为1:40。
实施例2
与实施例1操作方法类似，但此时的缓冲室的高度为2000mm，洗涤室的高度为3500mm，直径为900mm，塔内压力为0.095MPa，温度为60℃，洗涤室内含有升华性对二氯苯气体的线速度为1m/s。当进行相同的时间后，此时测得进入下个工段中液体的成分为对二氯苯占12%，NMP占18%，无机盐占25%，水占45%，气液比为1:35。
实施例3
与实施例1操作方法类似，但此时的缓冲室的高度为2500mm，洗涤室的高度为5000mm，直径为900mm，塔内压力为0.075MPa，温度为40℃，洗涤室内含有升华性对二氯苯气体的线速度为1.5m/s。当进行相同的时间后，此时测得进入下个工段中液体的成分为对二氯苯占13%，NMP占17%，无机盐占24%，水占46%，气液比为1:38。

Claims (4)

1.一种用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其特征为：所述气体洗涤塔由上、下两部分组成，上部分为洗涤液缓冲室，下部分为洗涤分离室，所述上部分和所述下部分以隔板（6）分开，所述上部分有三个管口：中间是洗涤液入口（13），为所述下部分的气体的洗涤提供液源；底部是U型管（5）接口，洗涤液可以通过所述U型管到所述下部分的洗涤室对升华性气体行进喷洒洗涤；塔顶是平衡管（4）的上接口，所述平衡管的下接口位于填料层的下方，其作用一方面将所述上部分的带有闪蒸的液沫的气体引到所述下部分进行分离，另一方面也保持密封塔的上、下两部分的压力平衡，从而使所述U型管里面的液体顺利流下，所述下部分是升华性物质的洗涤分离室，从下往上依次含有升华性物质的气体入塔接口（12）、洗涤液储罐中气相的入塔接口（11）、平衡管（4）的下接口、用于使气体和液体密切接触进行传质和洗涤的填料层（8）、U型管（5）下接口、除沫网（7）、净化气出口管道（9）。
2.根据权利要求1所述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其特征是，在所述填料层（8）的上方和所述净化气出口管道（9）的下方设置的一个除沫网（7）。
3.根据权利要求1所述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其特征是，在隔板分隔的洗涤塔上设有U型管结构（5），所述U型管结构（5）的上端口位于隔板上方并位于洗涤液入口管道（13）的下方，所述U型管结构（5）的下端口位于除沫网（7）下方并位于填料层（8）的上方。
4.根据权利要求1所述的用于含有升华性物质的气体洗涤塔，其特征是，在所述洗涤塔顶设有平衡管（4），所述平衡管（4）的下端口位于洗涤室填料层的下方。
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