CN216092971U

CN216092971U - 低温甲醇二氧化碳吸收装置

Info

Publication number: CN216092971U
Application number: CN202122581992.XU
Authority: CN
Inventors: 房建; 郝双喜
Original assignee: Beijing Dade Guangyuan Petroleum Technology Service Co ltd
Current assignee: Beijing Dade Guangyuan Petroleum Technology Service Co ltd
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2031-10-26

Abstract

本实用新型公开了一种低温甲醇二氧化碳吸收装置，包括：包括塔体，均与所述塔体连通且由上至下依次设置的净化气出口、贫液入口、原料气入口、富甲醇出口，上下间隔设于塔体内且位于贫液入口、原料气入口间的上填料堆、液体再分布器和下填料堆，所述液体再分布器包括：支撑盘；连通槽，其包括上行槽、对称设于所述上行槽两侧的一对下行槽；多个液体分布管，多个液体分布管均与一对连通槽连通，以分布连通槽内聚集的液体；挡盖。本实用新型具有通过液体再分布器的设置，将上填料堆的壁流引入聚集槽，而后通过多个液体分布管再分布，有效改善了液体分布的均匀性的有益效果。

Description

低温甲醇二氧化碳吸收装置

技术领域

本实用新型涉及低温甲醇洗设备技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种低温甲醇二氧化碳吸收装置。

背景技术

低温甲醇洗工艺是以低温甲醇为吸收溶剂，低温甲醇对酸性气体的溶解度极大，能够脱出原料气中的酸性气体，被广泛的用于生产合成氨、合成甲醇、煤质天然气等气体净化工艺过程中。目前组成低温甲醇洗的装置包括CO₂吸收塔，用于利用甲醇脱除变换气中的CO₂，是低温甲醇洗工艺流程中的核心设备。CO₂吸收塔主要有板式塔和填料塔，其中填料塔的再使用过程中影响其传质效率的一个主要原因在于：当液体在填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，这将造成填料塔的放大效应及端效应，影响传质效率下降。因此，如何改善填料塔内壁流问题显得至关重要。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种低温甲醇二氧化碳吸收装置，通过液体再分布器的设置，将上填料堆的壁流引入聚集槽，而后通过多个液体分布管再分布，有效改善了液体分布的均匀性。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种低温甲醇二氧化碳吸收装置，包括塔体，均与所述塔体连通且由上至下依次设置的净化气出口、贫液入口、原料气入口、富甲醇出口，上下间隔设于塔体内且位于贫液入口、原料气入口间的上填料堆、液体再分布器和下填料堆，所述液体再分布器包括：

支撑盘，其外周与塔体内壁周向密封固接，沿所述支撑盘径向贯穿设有矩形缺口；

连通槽，其穿过矩形缺口并固设于支撑盘上，所述连通槽包括上行槽、对称设于所述上行槽两侧的一对下行槽，所述上行槽的顶端高度高于所述下行槽的顶端高度，其中，所述上行槽的顶端、底端均敞口设置，所述下行槽的顶端敞口设置，所述下行槽位于支撑盘上方的侧壁低端贯穿具有导液口；

多个液体分布管，多个液体分布管沿宽度连通槽长度方向等间隔设置，且外周形成圆形，其中，多个液体分布管均与一对连通槽连通，以分布连通槽内聚集的液体；

挡盖，其支撑设于所述上行槽顶端，且在水平面的投影覆盖所述连通槽在水平面的投影。

优选的是，所述上填料堆、下填料堆均包括填料支撑板、支撑设于填料支撑板上的填料层、压设于填料层上的填料压板。

优选的是，每个液体分布管沿连通槽宽度方向贯穿所述连通槽，且位于所述下行槽内的部分与对应下行槽连通。

优选的是，每个下行槽底端贯穿具有多个排液口，所述塔体位于所述下行槽下方连通设置半贫液入口，位于所述塔体内与所述半贫液入口连通设置半贫液分配管，所述半贫液分配管与所述下行槽垂直设置；

还包括：

一对预混槽，一对预混槽上下间隔设置，且每个均呈倒置圆台状，所述预混槽顶端与所述塔体内壁周向密封，所述预混槽侧壁贯穿具有出液口，一对预混槽的出液口位于所述塔体其中一径向方向的两端；

承接槽，其为喇叭状且底端形成沿所述塔体径向方向设置的长方体形容纳槽，所述承接槽位于所述预混槽下方，以承接经过预混槽的液体，每个液体分布管沿容纳槽宽度方向贯穿所述容纳槽，且位于所述容纳槽内的部分与所述容纳槽连通。

优选的是，其特征在于，每个上行槽底端的排液口包括沿底端宽度方向间隔设置的两排，每排排液口包括沿上行槽底端长度方向间隔设置的多个，相邻两排排液口沿所述上行槽宽度方向的竖直投影连成一条直线。

优选的是，所述塔体位于所述支撑盘与所述挡盖间连通设置甲醇吸收液出口。

本实用新型至少包括以下有益效果：

通过液体再分布器的设置，有效改善了液体分布的均匀性，进一步，连通槽的中部设置横向截面为矩形的上行槽，配合多个液体分布管、以及挡盖的设置，实现再分布的同时提高气-液传质；再进一步，通过半贫液入口的设置，配合再生塔实现对半贫液的再利用，进一步设置预混槽对上填料堆流出的液体与半贫液实现预混，提高再分布液体的均匀度。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的其中一种技术方案所述低温甲醇二氧化碳吸收装置的结构示意图；

图2为本实用新型的其中一种技术方案所述液体再分布器的结构示意图；

图3为本实用新型的其中一种技术方案所述液体再分布器的结构示意图；

图4为本实用新型的其中一种技术方案所述液体再分布器的结构示意图；

图5为本实用新型的其中一种技术方案所述低温甲醇二氧化碳吸收流程示意图；

图6为本实用新型的其中一种技术方案所述排液口的结构示意图。

附图标记具体为：塔体1；净化气出口10；除沫器11；贫液入口12；贫液液体分配管13；液体分布器14；原料气入口15；气体分布器16；消泡器17；富甲醇出口18；下填料堆20；填料支撑板21；填料层22；填料压板23；支撑盘3；矩形缺口30；连通槽4；上行槽40；下行槽41；导液口42；排液口43；液体分布管5；挡盖6；预混槽7；出液口70；承接槽71；容纳槽72；再生塔8；半贫液泵80；半贫液入口81；半贫液分配管82；甲醇吸收液出口9；蒸馏塔90；贫液泵91；冷却器92；热换器93；预冷器94。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本实用新型提供一种低温甲醇二氧化碳吸收装置，包括塔体1，均与所述塔体1连通且由上至下依次设置的净化气出口10、贫液入口12、原料气入口15、富甲醇出口18，上下间隔设于塔体1内且位于贫液入口12、原料气入口15间的上填料堆、液体再分布器和下填料堆20，所述液体再分布器包括：

支撑盘3，其外周与塔体1内壁周向密封固接，沿所述支撑盘3径向贯穿设有矩形缺口30；

连通槽4，其穿过矩形缺口30并固设于支撑盘3上，所述连通槽4包括上行槽40、对称设于所述上行槽40两侧的一对下行槽41，所述上行槽40的顶端高度高于所述下行槽41的顶端高度，其中，所述上行槽40的顶端、底端均敞口设置，所述下行槽41的顶端敞口设置，所述下行槽41位于支撑盘3上方的侧壁低端贯穿具有导液口42；

多个液体分布管5，多个液体分布管5沿宽度连通槽4长度方向等间隔设置，且外周形成圆形，其中，多个液体分布管5均与一对连通槽4连通，以分布连通槽4内聚集的液体；

挡盖6，其支撑设于所述上行槽40顶端，且在水平面的投影覆盖所述连通槽4在水平面的投影。

在上述技术方案中，所述低温甲醇二氧化碳吸收装置为一种填料塔，优选的，位于塔体1内与连通设有贫液液体分配管13，其具体为管式，沿长度方向的底端具有使液体流出的通孔，位于贫液液体分配管13下方设有液体分布器14，经过贫液液体分配管13流出的液体通过液体分布器14分布，通常液体分布器14设于上填料堆上方100-150mm处，目的在于液体在上填料堆顶部进行均匀的初始分布，位于塔体1内与原料气入口15连通设有气体分布器16，位于塔体1内与富甲醇出口18连通设有富液流出管，位于气体分布器16与富液流出管间设有消泡器17，位于净化气出口10与贫液液体分配管13之间设有除沫器11；

所述支撑盘3配合塔体1内壁形成液体聚集槽，上填料堆的液体经过挡盖6下流至该聚集槽，所述矩形缺口30中心线(沿矩形缺口30的长度方向)经过支撑盘3中心，且所述矩形缺口30沿其长度方向的两端距离该中心的距离相等，连通槽4通过矩形缺口30安装，且其顶底端分别位于所述支撑盘3的上下方，多个液体分布管5与所述连通槽4可直接连通也可间接连通，其中，间接连通的一种方式为每个液体分布管5与一对下行槽41通过竖直管体连通，以分布连通槽4内聚集的液体，每个液体分布管5底端讲个贯穿具有使液体流出的孔体，以使液体通过多个液体分布管5的孔体进行再分布，使用过程中，其作为CO₂吸收装置对原料气的整体处理流程为：原料气经预冷器94冷却至-26℃～-10℃后送入CO₂吸收塔(低温甲醇二氧化碳吸收装置)的原料气入口15，所述塔体1内与原料气入口15连通设置有气体分布器16，原料气通过气体分布器16分布，分布后的原料气向上依次通过下填料堆20、液体再分布器、上填料器，生成净化气，其中，在其中一个具体实施例中测定原料气组成为CO₂ 12％、N₂ 23％、H₂ 65％；

贫甲醇经由冷却器92冷却后送入塔体1的贫液入口12进入CO₂吸收塔，进入CO₂吸收塔的贫液向下依次通过上填料堆、液体再分布器、下填料器，与通入的原料气相遇进行吸收，被吸收后的净化气经由净化器出口排出，吸收了CO₂的富甲醇经由富甲醇出口18排出；采用这种技术方案，通过液体再分布器的设置，将上填料堆的壁流引入聚集槽，而后通过多个液体分布管5再分布，有效改善了液体分布的均匀性，进一步，挡盖6配合聚集槽的设置有利于通过上填料堆的液体进行预混，提高后续吸收的效率；在进一步，连通槽4的中部设置横向截面为矩形的上行槽40，配合多个液体分布管5、以及挡盖6的设置，使经过下填料堆20的液体在经过多个液体分布管5构成的雨林后，从上行管的上端穿出经过沿挡盖6周向流下的液体构成的屏障，在实现再分布的同时提高气-液传质。

在另一种技术方案中，所述上填料堆、下填料堆20均包括填料支撑板21、支撑设于填料支撑板21上的填料层22、压设于填料层22上的填料压板23。填料层22是填料塔的核心构件，通过填料层22提供塔体1内气-液两相进行传质的表面，具体的填料根据实际情况确定，采用这种方案，填料支撑板21用于支撑塔体1内填料及其所持有的气体和液体的重量，填料压板23的设置防止塔内上升气流或液泛时，填料上浮，即用于固定填料层22。

在另一种技术方案中，每个液体分布管5沿连通槽4宽度方向贯穿所述连通槽4，且位于所述下行槽41内的部分与对应下行槽41连通。在该种技术方案中，如图2-3所示，每个液体分布管5被连通槽4分隔为3段，分别为位于连通槽4沿宽度方向两侧，分别与一对下行槽41连通的端部管体、位于上行槽40相对侧壁间且两端分别与一对下行槽41连通的中部管体，所述液体分布管5上的孔体分布设于端部管体、中部管体底端，优选的，所述液体分布管5上的孔体还分布于所述下行槽41底部与所述液体分布管5重叠的部分，即贯穿所述下行槽41底部设置，采用这种方案，通过多个液体分布管5沿所述塔体1水平截面的其中一径向方向等间隔设置，中部管体用于将相邻两个下行槽41连通，便于收集液体的进一步混匀操作，同时通过3段设置，减少液体分布管5与下行槽41的连通障碍，提高再分布均匀度。

在另一种技术方案中，如图1、图4-5所示，每个下行槽41底端贯穿具有多个排液口43，所述塔体1位于所述下行槽41下方连通设置半贫液入口81，位于所述塔体1内与所述半贫液入口81连通设置半贫液分配管82，所述半贫液分配管82为管体，且所述半贫液分配管82与所述下行槽41垂直设置；

还包括：

一对预混槽7，一对预混槽7上下间隔设置，且每个均呈倒置圆台状，所述预混槽7顶端与所述塔体1内壁周向密封，所述预混槽7侧壁贯穿具有出液口70，所述出液口70的底端高度等于所述预混槽7的底端高度，一对预混槽7的出液口70位于所述塔体1其中一径向方向的两端；

承接槽71，其为喇叭状且底端形成沿所述塔体1径向方向设置的长方体形容纳槽72，所述承接槽71位于所述预混槽7下方，以承接经过预混槽7的液体，每个液体分布管5沿容纳槽72宽度方向贯穿所述容纳槽72，且位于所述容纳槽72内的部分与所述容纳槽72连通。在上述技术方案中，每个液体分布管5被承接槽71分隔为2段，分别为位于承接槽71沿宽度方向两侧，且分别与对应的承接槽71连通，所述液体分布管5上的孔体分布设于该两段液体分布管5的底端，优选的，所述液体分布管5上的孔体还分布于所述承接槽71底部与所述液体分布管5重叠的部分，即贯穿所述承接槽71底部设置；使用过程中，如图5所示，经由富甲醇出口18排出的富甲醇被送入再生塔8，进减压解吸，使甲醇得以再生，得到半贫液；再生塔8产生的半贫液通过半贫液泵9180泵入半贫液入口81然后进入CO₂吸收塔；采用这种方案，通过半贫液入口81的设置，配合再生塔8实现对半贫液的再利用，进一步设置预混槽7对上填料堆流出的液体与半贫液实现预混，提高再分布液体的均匀度。

在另一种技术方案中，如图6所示，每个上行槽40底端的排液口43包括沿底端宽度方向间隔设置的两排，每排排液口43包括沿上行槽40底端长度方向间隔设置的多个，相邻两排排液口43沿所述上行槽40宽度方向的竖直投影连成一条直线。采用这种方案，通过两排排液口43的液体构成雨布，使经过下填料堆20的液体经过，提高气-液传质。

在另一种技术方案中，如图5所示，所述塔体1位于所述支撑盘3与所述挡盖6间连通设置甲醇吸收液出口9。使用过程中，部分经由上填料堆的液体(甲醇吸收液)经由甲醇吸收液出口9流出，经过热换器93预热后，进入蒸馏塔90(解吸塔)彻底解吸，得贫液，其中，贫液经由贫液泵91泵入热换器93而后进入冷却器92，冷却后进入贫液入口12；采用这种方案，提高整个装置的传质效率。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型低温甲醇二氧化碳吸收装置的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.低温甲醇二氧化碳吸收装置，包括塔体，均与所述塔体连通且由上至下依次设置的净化气出口、贫液入口、原料气入口、富甲醇出口，上下间隔设于塔体内且位于贫液入口、原料气入口间的上填料堆、液体再分布器和下填料堆，其特征在于，所述液体再分布器包括：

2.如权利要求1所述的低温甲醇二氧化碳吸收装置，其特征在于，所述上填料堆、下填料堆均包括填料支撑板、支撑设于填料支撑板上的填料层、压设于填料层上的填料压板。

3.如权利要求1所述的低温甲醇二氧化碳吸收装置，其特征在于，每个液体分布管沿连通槽宽度方向贯穿所述连通槽，且位于所述下行槽内的部分与对应下行槽连通。

4.如权利要求1所述的低温甲醇二氧化碳吸收装置，其特征在于，每个下行槽底端贯穿具有多个排液口，所述塔体位于所述下行槽下方连通设置半贫液入口，位于所述塔体内与所述半贫液入口连通设置半贫液分配管，所述半贫液分配管与所述下行槽垂直设置；

还包括：

5.如权利要求4所述的低温甲醇二氧化碳吸收装置，其特征在于，每个上行槽底端的排液口包括沿底端宽度方向间隔设置的两排，每排排液口包括沿上行槽底端长度方向间隔设置的多个，相邻两排排液口沿所述上行槽宽度方向的竖直投影连成一条直线。

6.如权利要求4所述的低温甲醇二氧化碳吸收装置，其特征在于，所述塔体位于所述支撑盘与所述挡盖间连通设置甲醇吸收液出口。