CN210674755U - 适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔，其塔体的下塔段设有用于输入待处理气体的第一气相进口、用于输入下塔段洗涤液的第一液相进口、用于输出下塔段气相输出的第一气相出口和用于输出下塔段液相输出的第一液相出口，上塔段设有用于输入下塔段气相输出的第二气相进口、用于输入上塔段洗涤液的第二液相进口、用于输出上塔段气相输出的第二气相出口和用于输出上塔段液相输出的第二液相出口，所述第一气相出口通过段间连接管与所述第二气相进口连接。这种吸收塔能够实现在单塔操作的情况下有效的脱除废气中的氮氧化物，并将其转化为硝酸，实现氮氧化物的循环利用，同时避免了操作过程中可能出现爆炸的情况。

Description

适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔

技术领域

本实用新型涉及一种适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔，主要用于合成气制乙二醇工艺中停车工况下的废气处理，脱除废气中氮氧化物并实现氮氧化物的循环利用。

背景技术

合成气制乙二醇工艺装置在停车工况下需排出装置内工艺废气（以下简称废气），由于废气中含大量氮氧化物，须经脱氮氧化物处理后，方可作为低热燃料焚烧后排入大气。

常规的尾气吸收塔采用碱液吸收塔处理或水洗塔吸收处理。其中碱液吸收存在氮氧化物未循环利用且存在废液处理问题；常规水洗塔吸收处理需要设置较多处理单元，无法实现单塔操作，存在流程长，吸收剂用量多、占地面积大等问题；另外由于此类装置的特殊性，停车废气中还含有大量饱和及夹带甲醇，现有尾气处理技术未对甲醇进行处理，可能产生爆炸危险，存在严重的安全隐患。

实用新型内容

为了解决现有技术问题，本实用新型提供了一种适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔，采用这种吸收塔能够实现在单塔操作的情况下有效的脱除废气中的氮氧化物，并将其转化为硝酸，实现氮氧化物的循环利用，同时避免了操作过程中可能出现爆炸的情况。

本实用新型所采用的技术方案：一种适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔，包括塔体，所述塔体包括上塔段和下塔段，所述上塔段和下塔段之间设有隔离物，例如，所述上塔段和下塔段之间设有上塔段的下封头和下塔段的上封头，由此将塔内空间分隔为相互独立的上塔段空间和下塔段空间，所述下塔段设有用于输入待处理气体的第一气相进口、用于输入下塔段洗涤液的第一液相进口、用于输出下塔段气相输出的第一气相出口和用于输出下塔段液相输出的第一液相出口，所述下塔段的中部（顶部和底部之间的区域）设有下塔段强化反应区，所述第一气相进口位于所述下塔段强化反应区的下方，所述第一液相进口位于所述下塔段强化反应区的上方，所述第一气相出口位于所述下塔段的顶部，通常应所述第一液相进口的上方，所述第一液相出口位于所述下塔段的底部，通常应位于所述第一气相进口的下方，所述上塔段设有用于输入下塔段气相输出的第二气相进口、用于输入上塔段洗涤液的第二液相进口、用于输出上塔段气相输出的第二气相出口和用于输出上塔段液相输出的第二液相出口，所述上塔段的中部（顶部和底部之间的区域）设有上塔段强化反应区，所述第二气相进口位于所述上塔段强化反应区的下方，所述第二液相进口位于所述上塔段强化反应区的上方，所述第二气相出口位于所述上塔段的顶部，通常应位于所述第二液相进口的上方，所述第二液相出口位于所述上塔段的底部，通常应位于所述第二气相进口的下方，所述第一气相出口通过段间连接管与所述第二气相进口连接。由此，从第一气相进口送入下塔段的待处理气体，向上穿过下塔段强化反应区，与从第一液相进口送入的下塔段洗涤液充分混合传质和反应，然后通过第二气相进口进入上塔段，向上穿过上塔段强化反应区，与从第二液相进口送入的上塔段洗涤剂充分混合传质和反应，最终形成上塔段的气相输出。因此，可以针对不同的污染成分，分别在下塔段和上塔段去除，例如对于合成气制乙二醇停车工艺废气，可以先在下塔段以适当的洗涤液去除甲醇，再在上塔段以水为洗涤液去除一氧化氮。根据各段需要去除的污染物特性，适当选择所需的洗涤液和操作参数，避免了在同一塔体内不能有效去除多种不同污染成分的缺陷，特别是在不同污染成分的去除方式上存在冲突或多种污染物和/或产物间存在冲突时，以这种方式更有优势。

所述下塔段的强化反应区的数量通常为一段，包括第一强化反应区，所述第一强化反应区内设有第一填料或者设有第一塔板，所述第一塔板的数量为一层或多层。

所述下塔段优选设有用于输入回流液的第一回流进口，所述第一回流进口位于所述第一强化反应区的上方，通过第一回流管连接所述第一液相出口或者连接独立于第一液相出口的第一回流出口，所述第一回流出口设置在所述下塔段的底部，由此实现所述第一回流进口与所述下塔段底部液相空间的连通和回流。由此能够将下塔段液相输出中的部分或全部通过第一回流进口引入到下塔段内，再次经过第一强化反应区与上升气体接触，以获得更好的净化效果。

所述第一回流管上可以设有泵和阀门。根据实际需要，其他管道上也可以设有泵、阀门和实时检测仪表等，所述第一回流管上还可以设有实时检测仪表。

所述段间连接管上可以设有单向阀，只允许气体从下塔段流到上塔段，以避免上塔段高压导致气体回流到下塔段。

所述上塔段可以设有第三气相进口，所述第三气相进口位于所述上塔段强化反应区的下方，可以根据需要从第三气相进口输入空气等，以便进行所需的反应，例如，对于合成气制乙二醇停车工艺废气，可以从第三气相进口送入空气，以提供所需的氧，以便与其中的一氧化氮反应。

所述上塔段强化反应区的数量可以为多段，包括由下至上依次分布的第二强化反应区、第三强化反应区和第四强化反应区，所述第二强化反应区与第三强化反应区和所述第三强化反应区与第四强化反应区之间均留有间距。

所述第二强化反应区内设有第二填料或者设有第二塔板，所述第二塔板的数量为一层或多层，所述第三强化反应区内设有第三填料或者设有第三塔板，所述第三塔板的数量为一层或多层，所述第四强化反应区内设有第四填料或者设有第四塔板，所述第四塔板的数量为一层或多层。

不同的强化反应区内的填料或塔板可以相同，也可以不相同，可以依照实际情况根据现有技术设计。

包括所述第一强化反应区在内的各强化反应区，均可以采用现有填料塔或板塔的相应设计。

所述上塔段可以设有用于输入回流液的第二回流进口。

所述第二回流进口优选位于所述第二强化反应区和所述第三强化反应区之间，通过第二回流管连接所述第二液相出口或者连接独立于第二液相出口的第二回流出口，所述第二回流出口设置在所述上塔段的底部，由此可以将上塔段液相输出中的部分或全部通过第二回流进口引入到上塔段内的第二强化反应区上方，再次经过第二强化反应区与上升气体接触，以获得更好的净化效果。

所述上塔段可以设有用于输入回流液的第三回流进口。

所述第三回流进口可以位于所述第三强化反应区和所述第四强化反应区之间，通过第三回流管连通所述第三强化反应区的液相输出，由此可以将第三强化反应区流出的液相通过第三回流管回流到第三强化反应区的上方，再次穿过第三强化反应区与上升气体接触，以获得更好的净化效果。

所述第三强化反应区和第二强化反应区之间优选设有集液箱，所述上塔段上设有连通所述集液箱的第三回流出口，所述第三回流进口通过第三回流管连接所述第三回流出口。

所述集液箱可以包括竖向的升气管，所述升气管与所述塔体同轴（中心轴线位于同一直线上），上下两端敞口，其外径应小于对于部位的塔体内径，所述升气管的下端设有封闭住升气管与塔体之间的环形间隙的底板，由升气管、底板和相应部位的塔壁围成的环形立体空间即为所述的集液箱，所述升气管的上端开口的上方可以设有锥形或其他适宜形状的挡水帽，所述挡水帽与所述升气管的上端口之间留有间隙，由此允许升气管下方的气相穿过升气管上升到升气管上方，而从第三强化反应区流出的液体或直接落入集液箱内，或落在挡水帽上然后顺挡水帽的上表面流下来，落入集液箱内，所述第三回流出口设置在所述集液箱的外侧壁（也就是相应部位的塔壁）上，可以通过第三回流出口将集液箱内的液体引入，经第三回流进口进入到第三强化反应区的上方。

所述第二液相进口优选位于所述第三强化反应区和第四强化反应区之间。

所述下塔段的塔体优选是等径的，所述上塔段的塔体优选是不等径的，其上部外径小于下部外径。

例如，所述下塔段与第四强化反应区对应的上部外径小于与第三和第二强化反应区对应的下部直径，且所述上塔段的下部直径与所述下塔段的下部直径优选相等。

所述第四强化反应的上方优选设有气液分离装置，例如，折板，以分离出气相中夹带的液体颗粒。

本实用新型的有益效果是：由于采用了分段设计，通过下塔段和上塔段的不同构造，允许下塔段和上塔段分别执行不同的功能，废气先进入下塔段，在下段塔实现废气中甲醇的脱除，然后再进入上段塔实现废气中氮氧化物的脱除，由此有效地避免了尾气中甲醇与转化生成的硝酸接触，避免了甲醇与所生成硝酸剧烈反应引起爆炸的可能；由于上段塔采用多段循环式，增加了氮氧化物的转化率，能够在单塔操作的情况下有效的将尾气排放气中氮氧化物浓度降至环保要求，同时还能够副产硝酸，实现氮氧化物的循环利用；由于上段塔采用变径结构，适应于气体流量的变化，有助于在提高液气比的同时可减少吸收剂的用量，不仅节省成本，而且处理效果好。

附图说明

图1是本实用新型涉及的吸收塔的构造示意图；

图2是本实用新型涉及的吸收塔及其配套循环装置的构造示意图；

图3是本实用新型涉及的吸收塔中的集液箱的构造示意图。

具体实施方式

参见图1-3，本实用新型提供了一种具有合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理功能的尾气吸收塔，包含上段塔体A，下段塔体B，上段塔体A上设有上段塔气相入口（即第二气相进口）6、空气入口（第三气相入口）13、上段塔顶气相出口（第二气相出口）1、上段塔液相进料口（第二液相进口）2、稀硝酸出料口（第二液相出口）8、侧线抽出口（第三回流出口）4、回流口（第三回流进口）3及回流口（第二回流进口）5；下段塔体B设有尾气入口（第一气相进口）11、下段塔气相出口（第一气相出口）7、下段塔液相进料口（第一液相进口）10、洗涤液出口（第一液相出口）12及回流口（第一回流进口）9。所述上段塔气相入口6、尾气入口11、空气入口13均设置位于塔体内的气相分布器，所述上段塔液相进料口2、回流口（第三回流进口）3、回流口（第二回流进口）5、回流口（第一回流进口）9均设位于塔体内的置液体分布器，上段塔体A内设置有用于汇集第三强化反应区流出的液相的集液箱液相收集箱（集液箱）15。上段塔体A为变径塔体，下段塔体B为等径塔体。上段塔体的上部流通截面与下部流通截面比例为1.3-2.0。

各塔段（上段塔体和下段塔体）的所述气相入口、空气入口及尾气入口设置气相分布器，所述上段塔液相进料口、回流口设置液体分布器，所述上段塔体内设置液相收集箱，所述上段塔体内设置三段填料或分为三段的若干塔板，所述下段塔体内设置一段填料或组成一段的若干塔板，所述上段塔体为变径塔体，所述下段塔为等径塔体。

优选的，所述上段塔体下部装填两段填料或若干塔板，缩径后的上部装填一段填料或若干塔板，所述上部流通截面与下部流通截面比例为1.3-2.0。

优选的，气相分布器设置为圆环形式，气相入口管经四个均布支管与圆环相连，圆环内外侧开有小孔，小孔直径为Φ8-15，圆环直径与塔径比为1:1.4-1:2.5，圆环总气相流通面积为气相入口管流通面积的1.5-3.0倍。

优选的，所述上段塔气相入口、空气入口设置在上段塔体侧壁，空气入口位于上段塔气相入口上方200mm-00mm。

进一步的，下段塔气相出口与上段塔气相入口相连，并在靠近上段塔气相入口处设置止回阀。

优选的，回流口管径为上段塔液相进料口（下段液相进料口）管径的1.5-3.0倍。

优选的，所述上段塔上部填料（塔板）理论板数为2-6块。

优选的，所述上段塔下部填料（塔板）理论板数为5-15块/段。

优选的，所述下段塔填料（塔板）理论板数为5-15块。

参见图3，升气管15.4与相应部位的塔壁16之间的空间构成集液箱15，来自下方的气体通过升气管15.4至塔上方，来自上方的液体经过挡液板15.1流至集液箱15其中底板15.6为圆环状，挡液板15.1通过支承筋板15.2支撑。

管口7至管口6需设置止回阀14，防止上段塔压力高而导致气体返至下段塔。

上段塔气相入口、空气入口设置在上段塔体侧壁，空气入口位于上段塔气相入口上方200mm-500mm。

上段塔内，气体流量随塔高度升高流量越小，为此上段塔设置为变径塔体。

下面是一个具体使用实例：停车工艺废气经管口11进入吸收塔，与自管口10加入的洗涤液在填料表面发生传质过程，停车尾气中饱和及夹带的甲醇被洗涤液吸收，一部分从塔釜排出，一部分经管口9回流至塔内，脱除甲醇的废气经管口7、管口6进入上段塔。进入上段塔的废气与自管口13进入的空气混合，混合后的气体与自塔顶管口2加入的新鲜水在三段填料的表面发生传质过程及化学反应，废气中的一氧化氮被氧化后与水生成硝酸，上段塔设置两段循环用于取走反应放出的热量及增大液气比，一段循环为管口4将集液箱15中的液相经管口3返回至填料顶部，另一段循环为一部分塔釜液经管口5返回至吸收塔中，最终，塔釜送出稀硝酸副产品，塔顶排放已脱除氮氧化物的废气，送至火炬系统或锅炉焚烧系统等。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种适于合成气制乙二醇停车工艺废气环保处理的尾气吸收塔，包括塔体，其特征在于所述塔体包括上塔段和下塔段，所述上塔段和下塔段之间设有隔离物，所述下塔段设有用于输入待处理气体的第一气相进口、用于输入下塔段洗涤液的第一液相进口、用于输出下塔段气相输出的第一气相出口和用于输出下塔段液相输出的第一液相出口，所述下塔段的中部设有下塔段强化反应区，所述第一气相进口位于所述下塔段强化反应区的下方，所述第一液相进口位于所述下塔段强化反应区的上方，所述第一气相出口位于所述下塔段的顶部，所述第一液相出口位于所述下塔段的底部，所述上塔段设有用于输入下塔段气相输出的第二气相进口、用于输入上塔段洗涤液的第二液相进口、用于输出上塔段气相输出的第二气相出口和用于输出上塔段液相输出的第二液相出口，所述上塔段的中部设有上塔段强化反应区，所述第二气相进口位于所述上塔段强化反应区的下方，所述第二液相进口位于所述上塔段强化反应区的上方，所述第二气相出口位于所述上塔段的顶部，所述第二液相出口位于所述上塔段的底部，所述第一气相出口通过段间连接管与所述第二气相进口连接。

2.如权利要求1所述的吸收塔，其特征在于所述下塔段的强化反应区的数量为一段，包括第一强化反应区，所述第一强化反应区内设有第一填料或者设有第一塔板，所述第一塔板的数量为一层或多层。

3.如权利要求2所述的吸收塔，其特征在于所述下塔段设有用于输入回流液的第一回流进口，所述第一回流进口位于所述第一强化反应区的上方，通过第一回流管连接所述第一液相出口或者连接独立于第一液相出口的第一回流出口，所述第一回流出口设置在所述下塔段的底部。

4.如权利要求1所述的吸收塔，其特征在于所述段间连接管上设有单向阀。

5.如权利要求1所述的吸收塔，其特征在于所述上塔段强化反应区的数量为多段，包括由下至上依次分布的第二强化反应区、第三强化反应区和第四强化反应区，所述第二强化反应区与第三强化反应区和所述第三强化反应区与第四强化反应区之间均留有间距，所述第二强化反应区内设有第二填料或者设有第二塔板，所述第二塔板的数量为一层或多层，所述第三强化反应区内设有第第三填料或者设有第第三塔板，所述第三塔板的数量为一层或多层，所述第四强化反应区内设有第四填料或者设有第四塔板，所述第四塔板的数量为一层或多层。

6.如权利要求5所述的吸收塔，其特征在于所述上塔段设有用于输入回流液的第二回流进口，所述第二回流进口位于所述第二强化反应区和所述第三强化反应区之间，通过第二回流管连接所述第二液相出口或者连接独立于第二液相出口的第二回流出口，所述第二回流出口设置在所述上塔段的底部。

7.如权利要求5所述的吸收塔，其特征在于所述上塔段设有用于输入回流液的第三回流进口，所述第三回流进口位于所述第三强化反应区和所述第四强化反应区之间，通过第三回流管连通所述第三强化反应区的液相输出。

8.如权利要求5所述的吸收塔，其特征在于所述第三强化反应区和第二强化反应区之间设有集液箱，所述上塔段上设有连通所述集液箱的第三回流出口，所述第三回流进口通过第三回流管连接所述第三回流出口。

9.如权利要求8所述的吸收塔，其特征在于所述集液箱包括竖向的升气管，所述升气管与所述塔体同轴，上下两端敞口，所述升气管的下端设有封闭住升气管与塔体之间的环形间隙的底板，由升气管、底板和相应部位的塔壁围成的环形立体空间即为所述的集液箱，所述升气管的上端开口的上方可以设有锥形或其他适宜形状的挡水帽，所述挡水帽与所述升气管的上端口之间留有间隙。

10.如权利要求1-9任一所述的吸收塔，其特征在于所述下塔段的塔体是等径的，所述上塔段的塔体是不等径的，其上部外径小于下部外径。

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