CN117563279A - 一种液相脱气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液相脱气处理装置，涉及脱气处理技术领域，包括吹脱塔、加热器、冷凝器以及循环风机，其中，所述吹脱塔上部设有液相引入口，所述吹脱塔底部设有液相出口，所述吹脱塔下部设有用于引入氮气的气相引入口，所述气相引入口接入氮气补入管，所述氮气补入管通过所述循环风机向吹脱塔内补入氮气，且氮气补入管设有用于升温氮气的加热器；所述吹脱塔顶部还设有气相出口，所述气相出口通过管道连通入所述冷凝器，所述冷凝器的出口连通一储罐，所述储罐通过管道将不冷凝的氮气输送至氮气补入管。本发明能够提高吹脱过程中液相物料A与氮气逆流传质传热的效率，能够充分使得液相物料A与氮气充分接触，降本增效，符合节能环保的理念。
Description
技术领域
本发明涉及脱气处理技术领域，具体是涉及一种液相脱气处理装置。
背景技术
一些化工生产过程中，液相物料中常含有溶解的气相，例如在甲醇与硫化氢反应生成硫醇硫醚的装置中，反应产生的合成气经过冷凝器，冷凝后的有机相为甲醇、硫醇、硫醚与水的混合物，经过分水后得到的粗硫醇（醚）中仍含有部分硫化氢。又比如氨氮废水处理中，如何将水中溶解的游离氨穿过气液界面,向气相转移,从而达到氨氮脱除的目的。
这类溶解在液相物料中的气相，或作为杂质不利于液相物料的后续处理，或具有一定的回收价值，因此，如何高效地对液相物料中的气相进行吸附脱附是化工生产领域的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液相脱气处理装置，以解决上述现有技术中液相物料中常常含有溶解的气相物料的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液相脱气处理装置，包括吹脱塔、加热器、冷凝器以及循环风机，其中，所述吹脱塔上部设有液相引入口，所述吹脱塔底部设有液相出口，所述吹脱塔下部设有用于引入氮气的气相引入口，所述气相引入口接入氮气补入管，所述氮气补入管通过所述循环风机向吹脱塔内补入氮气，且氮气补入管设有用于升温氮气的加热器；
所述吹脱塔顶部还设有气相出口，所述气相出口通过管道连通入所述冷凝器，所述冷凝器的出口连通一储罐，所述储罐通过管道将不冷凝的氮气输送至氮气补入管。
进一步地，所述吹脱塔内设置有由上下依次设置的至少两组吹脱组件构成的多级吹脱机构，所述吹脱组件包括布撒器、集液罩以及若干个吹脱筒；其中，所述集液罩为漏斗状壳体，其环形边紧贴于吹脱塔内壁，其颈口位于吹脱塔中心处，
所述布撒器包括同轴设置的环状分液盘和圆台状的连通杆，所述环状分液盘最外侧具有环状腔室，并且沿着环状腔室均匀开设有朝向外侧的径向射流孔；所述连通杆包括用以连通环状腔室的锥状连通腔，锥状连通腔用于向环状腔室输送液相；所述布撒器与吹脱塔同轴；
所吹脱筒以布撒器为中心，均匀地围绕布撒器设置，且所述吹脱筒包括同轴装配的进气管、旋流片、外管及扰流扇；所述进气管底端固定在集液罩的斜面上，并贯穿集液罩用于连通集液罩下方；所述外管的管径略大于进气管，并套设于进气管外侧，使得所述外管底部与进气管之间形成环状进气口；所述旋流片装配于进气管顶部，并与外管的内壁转动配合；所述扰流扇转动装配于外管顶部，其具有迎向所述径向射流孔的扰流叶片。
进一步地，所述吹脱塔内还设有连通所述液相引入口的引流管，所述引流管连通最上方吹脱组件的环状分液盘，并且在引流管内贯穿设置一主动轴，所述主动轴的上端伸出吹脱塔外接驱动电机，所述主动轴的下端固定在最上方吹脱组件的环状分液盘中心处。
进一步地，上下相邻的吹脱组件中，上部吹脱组件的集液罩的颈口与下部吹脱组件的连通杆的锥状连通腔配合且连通；相邻的吹脱组件之间设有传动轴，所述传动轴的上端固定于上部吹脱组件的环状分液盘中心处，下端穿过下部吹脱组件的锥状连通腔后固定于环状分液盘上；所述传动轴中段穿过集液罩颈口以及锥状连通腔形成用于流通液相的环状间隙。
进一步地，所述主动轴与引流管的内壁之间还设置有固定于主动轴上的辅助叶片。
进一步地，所述进气管与外管通过十字支架固定连接。
进一步地，所述旋流片具有迎向进气管所引入气流流向的螺旋叶片，所述扰流扇具有扇环与沿扇环径向分布的扰流叶片，所述扇环内径与螺旋叶片外径配合，且扇环底部与螺旋叶片顶部固定连接。
本发明的有益效果在于：
首先，本发明将液相物料A从洗脱塔上部输入，采用氮气进行补气，并使用循环风机送入氮气，使氮气在经过加热器升温后从底部进入洗脱塔，二者逆流传质传热，从而将溶解的气相B吹脱，形成氮气与溶解气B的混合气相，脱气后的液相物料A落入洗脱塔底部后流出洗脱塔，而混合气相进入冷凝器后冷凝得到液相的溶解物B，氮气作为不凝气重新回到循环风机进行循环吹脱。
其次，本发明为了提高吹脱过程中液相物料A与氮气逆流传质传热的效率，设置多级吹脱机构，能够充分使得液相物料A与氮气充分接触；同时，采用循环吹脱的方式，仅需要设置一部循环风机即可完成多级吹脱处理，降本增效，符合节能环保的理念。
附图说明
图1为本发明的一种液相脱气处理装置的原理示意图；
图2为本发明的吹脱塔的立体结构示意图；
图3为图2中吹脱塔的剖面结构示意图；
图4为图3中A处的局部放大示意图。
图5为图4中连通杆与传动轴的配合结构示意图。
图6为本发明中吹脱筒的部分结构示意图之一。
图7为本发明中吹脱筒的部分结构示意图之二。
图中标号为：
1、吹脱塔，11、液相引入口，12、液相出口，13、气相引入口，14、气相出口，2、加热器，3、冷凝器，4、循环风机，5、氮气补入管，6、储罐；
1000、吹脱组件，100、布撒器，200、集液罩，300、吹脱筒，400、引流管，500、主动轴，600、驱动电机，700、传动轴；
110、环状分液盘，111、环状腔室，112、径向射流孔，120、连通杆，121、锥状连通腔；
210、环形边，220、颈口；
310、进气管，320、旋流片，321、螺旋叶片，330、外管，340、扰流扇，341、扰流叶片，342、扇环，350、环形进气口，360、十字支架；
510、辅助叶片；
710、环状间隙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种液相脱气处理装置，包括吹脱塔1、加热器2、冷凝器3以及循环风机4，其中，所述吹脱塔1上部设有液相引入口11，所述吹脱塔1底部设有液相出口12，所述吹脱塔1下部设有用于引入氮气的气相引入口13，所述气相引入口13接入氮气补入管5，所述氮气补入管5通过所述循环风机4向吹脱塔1内补入氮气，且氮气补入管5设有用于升温氮气的加热器2；
所述吹脱塔1顶部还设有气相出口14，所述气相出口14通过管道连通入所述冷凝器3，所述冷凝器3的出口连通一储罐6，所述储罐6通过管道将不冷凝的氮气输送至氮气补入管5。
利用本发明的液相脱气处理装置，对液相物料A中含有溶解的气相B进行回收，本发明采用循环吹脱的方式进行回流，初期采用氮气进行补气，即通过循环风机4将氮气经氮气补入管5补入气相引入口13中，从而使氮气进入吹脱塔1中。这一过程中，氮气经过加热器2加热升温，从而在进入吹脱塔1后能够与液相物料A逆流传质传热，将液相物料A中溶解的B物质吹脱为气相，液相物料A落入吹脱塔1底部经液相出口12排出，具体地，可通过泵打走吹脱塔1釜底的液相物料A，而吹脱为气相的B与氮气混合后从吹脱塔1顶部的气相出口14进入冷凝器3，经过冷凝器3的冷凝转化为液相物质B从而与氮气分离，氮气作为不凝气重新经过管道回流至氮气补入管5再次参与循环吹脱过程。
结合图2至图7所示，为了能够使升温后的氮气与液相物质A充分接触，提高二者逆流传质传热效率，本发明在所述吹脱塔1内设置有由上下依次设置的至少两组吹脱组件1000构成的多级吹脱机构，所述吹脱组件1000包括布撒器100、集液罩200以及若干个吹脱筒300；其中，所述集液罩200为漏斗状壳体，其环形边210紧贴于吹脱塔1内壁，其颈口220位于吹脱塔1中心处，
所述布撒器100包括同轴设置的环状分液盘110和圆台状的连通杆120，所述环状分液盘110最外侧具有环状腔室111，并且沿着环状腔室111均匀开设有朝向外侧的径向射流孔112；所述连通杆120包括用以连通环状腔室111的锥状连通腔121，所述锥状连通腔121用于向环状腔室111输送液相；所述布撒器100与吹脱塔1同轴；
所吹脱筒300以布撒器100为中心，均匀地围绕布撒器100设置，且所述吹脱筒300包括同轴装配的进气管310、旋流片320、外管330及扰流扇340；所述进气管310底端固定在集液罩200的斜面上，并贯穿集液罩200用于连通集液罩200下方；所述外管330的管径略大于进气管310，并套设于进气管310外侧，使得所述外管330底部与进气管310之间形成环状进气口350；所述旋流片320装配于进气管310顶部，并与外管330的内壁转动配合；所述扰流扇340转动装配于外管310顶部，其具有迎向所述径向射流孔112的扰流叶片341。
在本发明中，氮气经循环风机4输入吹脱塔1中，氮气经集液罩200下方向上流动，而液相物料A则从吹脱塔1上方向着下方布撒，因此集液罩200为漏斗状，一方面便于其上方的液相物料A汇聚进入集液罩200的颈口220，另一方面也便于氮气分散到集液罩200的环形边210下方，从而更高效地涌入进气管310中。
当氮气由进气管310进入后，首先会冲击旋流片320使其转动，同时由于外管330内的气流速度快，基于伯努利原理，集液罩200上周围的气体或液相汽雾会由环状进气口350吸入，进一步与氮气混合。
从液相物料A的流向看，当液相物料A进入锥状连通腔121并分散向环状腔室111时，液相物料A通过径向射流孔112喷射在扰流叶片341上，从而形成液相汽雾，伴随着从外管330喷射而出的氮气，充分地进行了液相物料A与氮气的逆流传质传热，实现一次高效吹脱过程，大大提高了吹脱效率。
值得注意的是，本发明通过多组吹脱组件1000，还能够避免液相物料A在沿着吹脱塔1的内壁附着，使得部分液滴沿着内壁流动到釜底的问题，在本发明中，液相物料A的液滴随着内壁流动会进入下一级的集液罩200中并参与下一级吹脱组件1000的吹脱过程。
为了提高本发明中液相物料A从径向射流孔112喷出时的速率，所述吹脱塔1内还设有连通所述液相引入口11的引流管400，所述引流管400连通最上方吹脱组件1000的环状分液盘110，并且在引流管400内贯穿设置一主动轴500，所述主动轴500的上端伸出吹脱塔1外接驱动电机600，所述主动轴500的下端固定在最上方吹脱组件1000的环状分液盘110中心处。通过驱动电机600能为主动轴500提供足够的转速，使主动轴500驱动环状分液盘110高速转动，从而通过离心力提高液相物料A在径向射流孔112处的射流速度，从而提高上述的吹脱效率。
另外，上下相邻的吹脱组件1000中，上部吹脱组件的集液罩200的颈口220与下部吹脱组件的连通杆120的锥状连通腔121配合且连通；相邻的吹脱组件1000之间设有传动轴700，所述传动轴700的上端固定于上部吹脱组件的环状分液盘110中心处，下端穿过下部吹脱组件的锥状连通腔121后固定于环状分液盘110上；所述传动轴700中段穿过集液罩200颈口220以及锥状连通腔121形成用于流通液相的环状间隙710。如图4即图5所示，通过传动轴700能够使多级洗脱组件1000的环状分液盘110同步转动，在吹脱塔1内同时同步地进行多处高效吹脱过程。
在本发明的一些实施例中，所述主动轴500与引流管400的内壁之间还设置有固定于主动轴500上的辅助叶片510，以此能够通过液相物料A初始泵入吹脱塔1时的冲击力产生助力主动轴500转动的扭矩，从而降低驱动电机600启动时的负载，提高设备整体的稳定性。需要注意的时，辅助叶片510的设置旋向与驱动电机600驱动主动轴500转动的方向一致。
在本发明的一些实施例中，所述进气管310与外管330通过十字支架360固定连接，从而保持了吹脱筒300的结构稳定性，避免外管330在应对液相物料A冲击后产生变形等问题。
结合图6及图7所示，所述旋流片320具有迎向进气管310所引入氮气流向的螺旋叶片321，所述扰流扇340具有扇环342与沿扇环342径向分布的扰流叶片341，所述扇环342内径与螺旋叶片321外径配合，且扇环342底部与螺旋叶片321顶部固定连接。螺旋叶片321受到氮气冲击以及由环状进气口350吸入气体的冲击而发生转动，扇环342与螺旋叶片321保持同步转动，当液相物料A冲击在扰流叶片341时，产生强烈的冲击力使得液相物料A气雾化的同时，与驱动螺旋叶片321转动后速度减缓的氮气充分结合，提高了逆流传质传热效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种液相脱气处理装置，其特征在于，包括吹脱塔、加热器、冷凝器以及循环风机，其中，所述吹脱塔上部设有液相引入口，所述吹脱塔底部设有液相出口，所述吹脱塔下部设有用于引入氮气的气相引入口，所述气相引入口接入氮气补入管，所述氮气补入管通过所述循环风机向吹脱塔内补入氮气，且氮气补入管设有用于升温氮气的加热器；
所述吹脱塔顶部还设有气相出口，所述气相出口通过管道连通入所述冷凝器，所述冷凝器的出口连通一储罐，所述储罐通过管道将不冷凝的氮气输送至氮气补入管。
2.根据权利要求1所述的液相脱气处理装置，其特征在于，所述吹脱塔内设置有由上下依次设置的至少两组吹脱组件构成的多级吹脱机构，所述吹脱组件包括布撒器、集液罩以及若干个吹脱筒；其中，所述集液罩为漏斗状壳体，其环形边紧贴于吹脱塔内壁，其颈口位于吹脱塔中心处，
所述布撒器包括同轴设置的环状分液盘和圆台状的连通杆，所述环状分液盘最外侧具有环状腔室，并且沿着环状腔室均匀开设有朝向外侧的径向射流孔；所述连通杆包括用以连通环状腔室的锥状连通腔，所述锥状连通腔用于向环状腔室输送液相；所述布撒器与吹脱塔同轴；
所吹脱筒以布撒器为中心，均匀地围绕布撒器设置，且所述吹脱筒包括同轴装配的进气管、旋流片、外管及扰流扇；所述进气管底端固定在集液罩的斜面上，并贯穿集液罩用于连通集液罩下方；所述外管的管径略大于进气管，并套设于进气管外侧，使得所述外管底部与进气管之间形成环状进气口；所述旋流片装配于进气管顶部，并与外管的内壁转动配合；所述扰流扇转动装配于外管顶部，其具有迎向所述径向射流孔的扰流叶片。
3.根据权利要求2所述的液相脱气处理装置，其特征在于，所述吹脱塔内还设有连通所述液相引入口的引流管，所述引流管连通最上方吹脱组件的环状分液盘，并且在引流管内贯穿设置一主动轴，所述主动轴的上端伸出吹脱塔外接驱动电机，所述主动轴的下端固定在最上方吹脱组件的环状分液盘中心处。
4.根据权利要求3所述的液相脱气处理装置，其特征在于，上下相邻的吹脱组件中，上部吹脱组件的集液罩的颈口与下部吹脱组件的连通杆的锥状连通腔配合且连通；相邻的吹脱组件之间设有传动轴，所述传动轴的上端固定于上部吹脱组件的环状分液盘中心处，下端穿过下部吹脱组件的锥状连通腔后固定于环状分液盘上；所述传动轴中段穿过集液罩颈口以及锥状连通腔形成用于流通液相的环状间隙。
5.根据权利要求3所述的液相脱气处理装置，其特征在于，所述主动轴与引流管的内壁之间还设置有固定于主动轴上的辅助叶片。
6.根据权利要求2所述的液相脱气处理装置，其特征在于，所述进气管与外管通过十字支架固定连接。
7.根据权利要求2所述的液相脱气处理装置，其特征在于，所述旋流片具有迎向进气管所引入气流流向的螺旋叶片，所述扰流扇具有扇环与沿扇环径向分布的扰流叶片，所述扇环内径与螺旋叶片外径配合，且扇环底部与螺旋叶片顶部固定连接。
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2024
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