CN113877358A - 带分布和导流功能的吸附解吸塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带分布和导流功能的吸附解吸塔，按照废气流动顺序，依次具有废气入口、吸附材料、净化气出口；按照解吸气流动顺序，依次具有解吸气入口、吸附材料、废液出口。在废气入口与吸附材料之间设置有下环状多孔板，在解吸气入口与吸附材料之间设置有上环状多孔板，环状多孔板上的孔洞优选为椭圆形孔洞。本发明能够减少人工干预，废气吸附效果好，解吸气体解吸效果好，热源能够充分利用。

Description

带分布和导流功能的吸附解吸塔

技术领域

本申请涉及一种吸附装置。

背景技术

解吸塔用气体或者蒸汽（气相）将溶剂（液相）中的部分溶质进行分离的设备。在气液两相系统中，当溶质组分的气相分压低于其溶液中该组分的气液平衡分压时，就会发生溶质组分从液相到气相的传质，这一过程叫做解吸或蒸出。例如被吸收的气体从吸收液中释放出来的过程。

解吸过程：在气液两相系统中，当溶质组分的气相分压低于其溶液中该组分的气液平衡分压时，即会发生溶质组分从液相到气相的传质，这一过程叫做解吸或蒸出。例如被吸收的气体从吸收液中释放出来的过程。

吸收过程与吸收塔：吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。

吸收解吸过程，解吸与吸收都是在推动力作用下的气、液相际间的物质传递过程，不同的是两者的传质方向相反，推动力的方向也相反。所以解吸被看做是吸收的逆过程，由此可得知，凡有利于吸收的操作条件对解吸都是不利的，而对吸收不利的操作条件对解吸则是有利的。吸收过程的各种计算方法原理都可相应的运用于解吸计算中。

在化工生产中解吸和吸收往往是密切相关的。为了使吸收过程所用的吸收剂，特别是一些价格较高的溶剂能够循环使用，就需要通过解吸把被吸收的物质从吸收液中分离出去，从而使吸收剂得以再生。此外，要利用被吸收的气体组分时，也必须解吸。至于在石油化工生产中把所吸收的轻烃混合物分离成几个馏分或几个单一组分，如何合理地组织吸收-解吸流程方案就更加重要。在石油化工，天然气加工过程中广泛应用吸收、解吸过程。

解析塔与吸收塔、富油泵、冷却器、热交换器、加热器、贫油泵等设备配合使用。在溶剂气体回收的过程中，首先通过吸收塔对尾气中溶剂气体进行吸收、吸附，流出的混合油再通过该解析塔以汽体蒸馏的方式对混合油中的溶剂进行分离，来达到有利于溶剂回收的目的。

发明内容

发明目的：

提供一种废气进入和解吸气进入均匀、废液流出和净化气流出顺利的带分布和导流功能的吸附解吸塔。

技术方案：

本发明的带分布和导流功能的吸附解吸塔，按照废气流动顺序，依次具有废气入口、吸附材料（比如活性炭）、净化气出口（顶部，供吸附时不能被吸附的无机小分子气体流出）；按照解吸气流动顺序，依次具有解吸气（比如过热蒸汽、氮气或两种）入口、吸附材料、废液出口（供解吸后排放）。

在废气入口与吸附材料之间设置有下环状多孔板（其上预置有多个环状均匀分布的出气孔），在吸附材料与净化气出口之间设置有导流罩（倒置成喇叭口形状），在解吸气入口与吸附材料之间设置有上环状多孔板（其上预置有多个环状均匀分布的出气孔，优选具有两圈出气孔），在吸附材料与废液出口之间设置有导流漏斗。

传统的吸附解吸塔中没有环状多孔板、导流装置等零部件，废气的进入、解吸气体进入、净化气体的排放、解吸液体的排放一般没有特别设计结构的约束，都是自由进出的，导致流体的流向不可控流速不均匀，吸附材料的吸附和解吸不均匀使用，吸附解吸的效率和对废气的处理质量总体较低。

优选，下环状多孔板下环状多孔板在导流漏斗外围并且无缝衔接，防止废气从侧边泄漏到导流漏斗中，防止解吸液从四周外溢到废气入口（气体从圆周外围流出均匀扩散到紧靠的吸附材料中被面积更大的部位-大于中心部位进行吸附均匀，废液集中从吸附材料中央部位解吸滴落）。而且，下环状多孔板下面具有分割板辅助衔接固定导流漏斗，同时作为废气通道的侧壁。优选下环状多孔板具有在一个圆周上均匀分布的出气孔，便于废气被吸附材料的外围开始吸附，净化气从中心部位上方流出，被导流罩（口径较小，净化气体集中排放，流速快）快速引流，让废气的流动路径更长。

上环状多孔板在导流罩外围并无缝衔接，防止净化气从外围流散到解吸气入口，保证解吸气体从四周下行到吸附材料中进行解吸，防止解吸气体直接外溢到净化气出口（解吸气体从圆周外围流进下方紧靠的面积更大的吸附材料部位-大于中央部位进行吸附解吸废气，净化气集中从吸附材料中央上部负压流出排空）。而且，具有分割板辅助衔接固定导流罩，同时作为解吸气通道的侧壁。优选上环状多孔板具有两个同心圆周上均匀分布的两排解吸气孔，便于解吸气（如蒸汽）更多更均匀更快速喷射到吸附材料中，从吸附材料上方进入几乎全部吸附材料主体中，解吸形成的解吸液从下部中心部位向下流趟，被导流漏斗（口径较大，敞口吸纳，废液收集多不易乱流污染吸附塔体内部角落）导流，让废液的流动更顺利更快速。

环状多孔板上的孔洞优选为椭圆形孔洞（短轴在圆环的径向，长轴在圆环的周向），使得气流沿着周向均匀扩散，相同面积的孔洞，圆环的宽度可以较小，使得导流漏斗或导流罩的口部面积较大，便于接纳解吸液或净化气。

进一步优选，下环状多孔板的圆环为向下卷曲或弯折的立体形状（环边的剖视图为U形或V形，而且U形或V形的底部在有孔洞处为缺口，无孔洞处为连续的U形或V形，可采用注塑机或压铸机配套相应的模具整体注射或压铸成型，耐热塑料或金属材料制成）。此时，即使孔洞为圆形孔，卷曲后形成的孔洞为扁平的孔洞--略有变形的月牙形（水平面投影为月牙形或者狭长的弧形）孔洞，自然形成扁平的孔洞，具有上述椭圆孔洞相同的面积较小的效果；而且，卷曲的环边形成了朝上的喇叭口，使得废气进入后形成向斜上方扩散的状态，便于更多水平截面的吸附材料对废气的吸附作用，同时不妨碍后期解吸液向下方滴落到导流漏斗中。这样的立体形状的环状多孔板同时具有了周向出气、环面面积较小出气孔面积不小、气流更好导向扩散的三种功能。

同样的，上环状多孔板的圆环为向上卷曲的立体形状，具有类似蒸汽斜向下方扩散到更大水平截面积的吸附材料中，更有利于解吸的进行。

工作流程：

先关闭解吸气入口和解吸液出口，废气进入，通过下环状多孔板上的空洞流出，被其上方的吸附材料从外周向内部传送，基本均匀吸附，基本不被吸附的小分子气体成为净化气，从吸附解吸罐顶的导流罩流出，由净化气出口流出，排放到大气中。当吸附材料吸附一段时间或一定量的废气以后，关闭废气入口阀门暂停吸附，关闭净化气出口暂停排放净化气。

打开解吸气入口，通入解吸用蒸汽、或及氮气，打开解吸液出口。解吸气体从上环状多孔板上的空洞向下喷出，从上方外周向内部传送，基本均匀快速扩散，使得吸附材料上吸附的废气废液被过热的解吸气体解吸，向下流动滴落，通过导流漏斗导流下行，排放到解吸液储槽。基本解吸完成后，进行下一轮吸附解吸循环。

有益效果：

采用本设备处理废气，基本不会流散到空气中污染环境，减排；解吸用蒸汽流失少，节能降耗。本设备能够自动运转，减少人工干预操作；而且废气扩散吸附效果好，解吸蒸汽传送解吸效果好，净化气排放快速，废液流出顺畅不易积淀在罐体内部的角落；吸附和解吸的效率得到较大的提高。

附图说明

图1是本发明的一种铅垂剖面结构示意图；

图2、图3是图1中上环状多孔板的两种平面结构示意图；

图4、图5是图1中下环状多孔板的两种平面结构示意图；

图6是本发明的一种导流漏斗的铅垂剖面结构示意图；

图7是本发明的一种导流漏斗圆孔处局部放大的仰视图。

图中，1-导流漏斗；2-废气入口；3-导流罩；4-净化气出口；5-蒸汽入口；6-进气孔；7-活性炭；8-出气孔；9-上环状多孔板；10-下环状多孔板；20-分隔环；26-立体的进气孔（月牙形）；29-环边。

具体实施方式

如图1所示的带分布和导流功能的吸附解吸塔，按照废气流动顺序，依次具有废气入口、吸附材料、净化气出口，按照解吸气流动顺序，依次具有解吸气入口、吸附材料、废液出口。在废气入口与吸附材料之间设置有下环状多孔板，在解吸气入口与吸附材料之间设置有如图2或图3所示的上环状多孔板；在吸附材料与净化气出口之间设置有倒置的喇叭口形状的导流罩，在吸附材料与废液出口之间设置有导流漏斗。

实施例一：

所述的下环状多孔板的圆环可以是如图4或图5所示的平面形状。

实施例二：

所述的下环状多孔板的圆环为如图6所示的向下卷曲的立体形状，环边的铅垂剖视图为U形，而且U形的底部在有孔洞处为缺口，无孔洞处为连续的。圆形孔洞由于U形弯曲自然形成类似月牙形的孔洞，如图7所示，短轴在圆环的径向，长轴在圆环的周向。导流漏斗的分隔环可以防止废气直接从解吸液出口泄漏。

上述两实施例中，吸附废气时，解吸气入口和解吸液出口关闭，废气从入口通过下环状多孔板的孔洞流入，被吸附材料吸附有机类、粉尘类物质，基本干净的空气通过导流罩从顶部排空。

解吸时，关闭废气入口和净化气出口，解吸蒸汽或氮气从解吸气入口进来，通过上环状多孔板的椭圆形孔洞进入，热蒸汽或惰性气体对吸附材料进行解吸，形成的解吸液通过导流漏斗后从底部解吸液出口排出，实现吸附解吸的一个循环过程。

如此反复使用，吸附材料失去作用后还可以更换，吸附解吸罐可以使用更长的周期。

Claims (5)

1.一种带分布和导流功能的吸附解吸塔；按照废气流动顺序，依次具有废气入口、吸附材料、净化气出口，按照解吸气流动顺序，依次具有解吸气入口、吸附材料、废液出口，其特征在于：在废气入口与吸附材料之间设置有下环状多孔板，在解吸气入口与吸附材料之间设置有上环状多孔板，环状多孔板上具有周向均布的圆形孔洞。

2.如权利要求1所述的带分布和导流功能的吸附解吸塔，其特征在于：在吸附材料与净化气出口之间设置有倒置的喇叭口形状的导流罩，在吸附材料与废液出口之间设置有导流漏斗。

3.如权利要求2所述的带分布和导流功能的吸附解吸塔，其特征在于：下环状多孔板在导流漏斗外围并且无缝衔接，上环状多孔板在导流罩外围并且无缝衔接。

4.如权利要求1或2所述的带分布和导流功能的吸附解吸塔，其特征在于：环状多孔板上的孔洞优选为椭圆形孔洞，短轴在圆环的径向，长轴在圆环的周向。

5.如权利要求1或2所述的带分布和导流功能的吸附解吸塔，其特征在于：下环状多孔板的圆环为向下卷曲的立体形状，圆环的铅垂面剖视图为U形或V形；而且U形或V形的底部在圆形孔洞处为缺口，该缺口形状为略有变形的椭圆形或者月牙形；在无孔洞处为连续的U形或V形。

Images