EA027705B1 - Контактная разделительная колонна и тарелка - Google Patents

Abstract

Контактная разделительная колонна (1) содержит одну или несколько установленных одна над другой контактных разделительных секций (3). Каждая секция содержит тарелку (4) с рядом отверстий (6) для газового потока, сообщающихся с контактными разделительными модулями (7); переливное устройство (16), образующее средство для слива жидкости; и средство (17) подачи жидкости в контактную и разделительную секцию (3). Каждый контактный разделительный модуль (7) содержит расположенную выше по потоку зону (8, 9) контакта с входными отверстиями (12) для жидкости и одну или несколько зон (10) разделения, снабженных завихрителем (13), причем на верхнем конце зоны разделения имеется выпускное отверстие (14) для газа. Завихритель (13) установлен на расстоянии от входного отверстия для газа, составляющем от 50 до 90% общей длины зоны контакта и разделения. Описан также способ очистки газа с использованием такой колонны.

Description

Изобретение относится к контактной разделительной колонне, в частности к высокоэффективному массообмену между газом и жидкостью с использованием одной или нескольких установленных одна над другой контактных разделительных секций, в которых газ интенсивно контактирует с жидкостью, сначала увлекаемой газовым потоком, а затем удаляемой из потока газа за счет действия центробежных сил, создаваемых в завихрителе. Изобретение относится также к контактной тарелке, предназначенной для использования в такой колонне, и к способу очистки газа с помощью такой колонны.

Колонна может быть, например, теплообменной, колонной фракционирования, отпарной или очистной колонной, в частности колонной для очистки природного газа с целью удаления примесей, таких как диоксид углерода и/или сероводород.

Уровень техники

Используемый в настоящем описании термин газ включает в себя также пары, а термин жидкость включает в себя жидкость, содержащую газ, например, пену. Словосочетание жидкости для очистки используется для обозначения веществ, предпочтительно жидкостей, которые избирательно удаляют примеси, такие как сероводород и/или диоксид углерода с помощью физических и/или химических процессов.

Контактные тарелки для массообмена между газом и жидкостью, снабженные циклонными устройствами для разделения газа и жидкости, отличаются от массообменных тарелок, используемых в обычных устройствах. Тарелка, в которой газ и жидкость контактируют и затем разделяются с помощью циклонного устройства, может быть выполнена значительно компактнее обычных тарелок, в которых разделение газа и жидкости происходит за счет сил гравитации, а не центробежных сил.

В документе И8 6227524 А описаны контактные разделительные элементы (КРЭ) для высокоскоростных массообменных тарелок. В указанные КРЭ жидкость поступает через кольцевой ряд радиальных отверстий в решетчатую конструкцию из вертикальных лопаток, разбивающих жидкость на небольшие капли. Эти капли вместе с газом перемещаются к лопаткам осевого завихрителя, расположенного непосредственно над вертикальными лопатками, где газожидкостный поток приобретает вращательное движение, и создается восходящий поток вращающейся жидкостной пленки.

Окончательное разделение газа и жидкости происходит в зоне разделения, расположенной в верхней части КРЭ, в то время как массообмен происходит, главным образом, в небольшой зоне непосредственно над входными отверстиями для жидкости. Количество жидкости, поступающей в зону контакта, зависит от установившегося баланса сил, при котором уровень жидкости вокруг КРЭ (определяемый высотой переливной перегородки) обеспечивает гидростатическое давление для поступления жидкости в КРЭ. Кроме того, газовый поток внутри КРЭ создает всасывающее усилие, увеличивающее приток жидкости в КРЭ. Эти две силы уравновешиваются силой противодействия, которая является результатом перепада давления при прохождении КРЭ, в частности перепада, создаваемого завихрителем и сужающимся участком между зоной контакта, находящейся выше по потоку, и зоной разделения, находящейся ниже по потоку. В конечном счете, максимальная производительность этих КРЭ зависит от баланса давлений: при увеличении относительного расхода газа в устройстве перепад давления будет увеличиваться. Если перепад давления в зоне контакта превышает определенную величину (которая зависит от высоты жидкости, окружающей КРЭ), часть газа будет выходить через входные отверстия для жидкости, и в этом месте эффективность массообмена будет резко снижаться.

В документе ЕР 0048508 А описан аппарат для очистки смесей жидкости и газа при высоких скоростях потока и/или высоких нагрузках по жидкости. Жидкость протекает в прямоточном режиме, т.е. без внутренней рециркуляции. Кроме того, объем зоны контакта мал по сравнению с объемом зоны разделения, а завихритель установлен в нижней части контактного разделительного модуля.

Скорость массопередачи связана с количеством увлекаемой газом жидкости на единицу количества газа в зоне контакта. Необходимые объемные скорости массопередачи увеличиваются при более высоком парциальном давлении примесей (таких как СО₂), подлежащих абсорбированию. Однако было обнаружено, что скорости массопередачи, достигаемые при контактировании в известных аналогах и разделительных колоннах, ограничены.

При разработке шельфовых месторождений газа используют контактные разделительные колонны, устанавливаемые, например, на плавучих средствах или судах. Колебания или волнообразные движения поверхности жидкости, вызванные волнением на море, накладывает заметные ограничения на достигаемые массообмен и эффективность работы колонн.

Задачей изобретения является разработка контактного разделительного оборудовании с улучшенным массообменом.

Другой задачей изобретения является создание надежного контактного разделительного оборудования, которое может быть использовано на плавучих средствах.

Раскрытие изобретения

Контактная разделительная колонна согласно изобретению содержит стенку, охватывающую снаружи одну или несколько размещенных одна над другой контактных разделительных секций. Каждая секция содержит

- 1 027705 тарелку, в которой имеется ряд отверстия для газового потока, сообщающихся с одним или несколькими контактными разделительными модулями, при этом каждый контактный разделительный модуль содержит расположенную сверху по потоку зону контакта с входными отверстиями для жидкости, и одну или несколько зон разделения, снабженных завихрителем, причем на верхнем конце зоны разделения имеется выпускное отверстие для газа;

переливное устройство, образующее средство слива жидкости, которая переливается через сливную перегородку, высота которой превышает уровень расположения входных отверстий для жидкости; и средство подачи жидкости в контактный и разделительный модуль, при этом завихритель размещен на расстоянии от входного отверстия для газа, составляющем от 50 до 90% общей длины зоны контакта и разделения.

Вторым объектом изобретения является контактная разделительная тарелка, предназначенная для использования в описанной колонне.

Третьим объектом изобретения является способ очистки газа с использованием описанной колонны.

Осуществление изобретения

За счет размещения завихрителя на расстоянии от входного отверстия для газа располагаемый объем для контактирования увеличивается, что приводит к значительному увеличению среднего времени пребывания газа и жидкости в зоне контакта и соответственно скорости массопередачи между газом и жидкостью.

Завихритель может быть установлен на определенном расстоянии от входного отверстия для газа, составляющем от 50 до 90% общей длины зон контакта и разделения, как правило, от 60 до 90%, предпочтительно от 65 до 85%.

Скорость массопередачи между газом и жидкостью может быть дополнительно увеличена за счет того, что площадь поперечного сечения зоны контакта больше площади поперечного сечения одной или нескольких разделительных зон указанного контактного разделительного модуля. Указанная площадь поперечного сечения представляет собой площадь поверхности сечения, образованного плоскостью, проходящей через середину рассматриваемой зоны под прямым углом к наиболее протяженной оси контактной разделительной секции. Середину зоны выбирают в направлении наиболее протяженной оси зоны контакта и зоны разделения вместе взятых.

Площадь поперечного сечения зоны или зон разделения рассматриваемого модуля представляет собой сумму площадей поперечного сечения всех зон разделения, которые сообщаются по текучей среде с рассматриваемой зоной контакта.

Благодаря большей величине площади поперечного сечения в зоне контакта скорость потока газа в этой зоне обычно будет меньше скорости потока в зоне разделения. В то время как более низкие скорости потока приводят к усиленной массопередаче в зоне контакта, более высокие скорости потока в зоне разделения обеспечивают более эффективное разделение. Скорость потока газа может быть охарактеризована коэффициентом нагрузки по газу в соотношении, полученном из уравнения Саудерса и Брауна с учетом поправки на плотность газа и жидкости

Для обеспечения эффективного разделения в завихрителе за счет центробежных сил величина этого коэффициента Сх, может находиться, например, в интервале от 0,3 до 1,5 м/с. Такие скорости являются достаточно высокими, в частности, по сравнению с обычно используемыми контактными устройствами (например, контактными тарелками или насадками), которые обычно работают при величине коэффициента Сх менее 0,1 м/с. В зоне контакта такие скорости потока будут приводить к весьма короткой продолжительности контакта газа с жидкостью и низким скоростям массопередачи. Благодаря большей величине площади поперечного сечения в зоне контакта скорость потока может быть значительно более низкой. Скорость потока газа в зоне контакта, как правило, может составлять не более 90% от скорости потока в зоне разделения, предпочтительно не более 80%, а более предпочтительно не более 50%.

Дополнительное преимущество использования больших величин площади поперечного сечения в зоне контакта заключается в том, что они обеспечивают получение пространства с большей площадью поверхности для входа газа и большей площадью поверхности для входа жидкости, что будет снижать перепад давления газа и жидкости при поступлении в контактную зону и тем самым приведет к увеличению объема всасываемой жидкости, в то же время способствуя увеличению массопередачи.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно обеспечивает рециркуляцию жидкости в модуле для контактирования и разделения, что создает возможность регулирования объема свежей жидкости, направляемой в рассматриваемый модуль.

В конкретном исполнении переливные устройства одной тарелки могут быть расположены со смещением относительно переливных устройств следующей тарелки, например, с противоположных сторон в соседних модулях, при этом средство слива жидкости в вышерасположенном контактном и разделительном модуле образует средство подвода жидкости для нижерасположенного контактного и разделительного модуля. Жидкость, поступающая в переливное устройство верхнего модуля, стекает затем в

- 2 027705 расположенный ниже модуль, где она вновь циркулирует до тех пор, пока не поступает в следующее переливное устройство.

Используемые здесь термины выше по потоку и ниже по потоку указывают на расположение относительно завихрителя.

Площадь поперечного сечения зоны контакта, например, по меньшей мере, на 30% больше площади поперечного сечения одной зоны разделения, в частности по меньшей мере на 50%, более предпочтительно на 80%, а наиболее предпочтительно на 100%.

Предпочтительно площадь поперечного сечения зоны контакта по меньшей мере на 5% больше площади поперечного сечения всех зон разделения, принадлежащих, как и эта зона контакта, одному и тому же модулю, в частности по меньшей мере на 8%, более предпочтительно по меньшей мере на 10%. Наиболее предпочтительно площадь поперечного сечения зоны контакта, не более чем на 50% больше площади поперечного сечения всех зон разделения, принадлежащих одному тому же модулю, как и эта зона контакта.

Кроме того, объем зоны контакта предпочтительно по меньшей мере на 50% больше объема всех зон разделения, непосредственно сообщающихся с данной зоной контакта, в частности по меньшей мере на 80%, более предпочтительно по меньшей мере на 100% больше.

Переливные устройства могут на краю тарелки содержать сливную перегородку, при этом указанная перегородка и край тарелки отделены от стенки колонны для образования средства слива жидкости, которая перетекает через сливную перегородку. Указанная перегородка может быть частью тарелки, или она может быть отдельным элементом конструкции. В альтернативном варианте переливное устройство может быть, например, трубой или любым другим подходящим типом канала. Тарелка может содержать одно или несколько переливных устройств одинакового или различного типа.

Зона контакта обеспечивается одним или большим числом входных отверстий для подвода жидкости в газовый поток на уровне ниже верхнего конца переливного устройства. При функционировании колонны входные отверстия для жидкости погружены в жидкость, находящуюся на тарелке, т.е. при нормальном функционировании колонны входные отверстия для жидкости находятся ниже уровня жидкости. Предпочтительно входные отверстия для жидкости проходят по отверстиям для газа или находятся около этих отверстий, имеющихся в основании тарелки. Наиболее предпочтительно входные отверстия для жидкости проходят по отверстиям для газа. Входные отверстия для жидкости могут быть выполнены, например, щелевыми или круговыми, квадратными или треугольными, или они могут иметь любую желаемую альтернативную форму.

Как вариант, для распределения жидкости по участку расположения отверстий для газового потока на тарелке могут быть использованы средства для распределения жидкости. С помощью этих средств распределения жидкость вводится в газовый поток не только по периферии, но и достаточно равномерно распределяется по всему сечению газового потока. Было обнаружено, что это в значительной степени повышает скорость массопередачи. Кроме того, могут быть использованы большие размеры отверстий для газового потока и зоны контакта с большими поверхностями поперечного сечения при сохранении в то же время высокой скорости массопередачи. Примерами направляющих элементов, которые могут быть использованы, являются лопатки или желобы, например, с поперечным сечением прямоугольной, полукруглой или У-образной формы.

Завихрителем может быть, например, многолопаточная сборка, придающая смеси газа и жидкости вращательное движение. За счет вращательного движения капли жидкости из смеси газа и жидкости разбрызгиваются в направлении к периферии и ударяются о внутреннюю поверхность канала, при этом происходит их объединение и укрупнение.

В конкретном выполнении поперечное сечение зоны контакта представляет собой квадрат или прямоугольник. Предпочтительно зона контакта может иметь форму короба, на котором сверху размещены одна или несколько трубчатых зон разделения, например, цилиндрических или конических. Благодаря выполнению зон контакта в виде короба они могут быть расположены близко друг к другу, используя большую часть располагаемого объема в соответствующем модуле.

Предпочтительно верхняя кромка отверстия для выхода газа зоны разделения окаймлена дефлектором для потока жидкости.

Указанный дефлектор для потока жидкости может быть выполнен в виде обратной юбки, имеющей в радиальном разрезе И-образную форму с открытой стороной, проходящей вокруг верхней кромки зоны разделения. За счет создаваемого в завихрителе центробежного эффекта жидкость, увлекаемая и перемещаемая движущимся газом, накапливается на цилиндрической или конической внутренней стенке зоны разделения, по которой она протекает вверх под действием движущегося потока газа. На верхнем конце зоны контакта газ проходит через выходное отверстие вверх, в то время как отделенная жидкость отклоняется дефлектором (обратной юбкой) во внешнюю сторону и стекает вниз снаружи зоны контакта.

В конкретном выполнении общая площадь поперечного сечения зон контакта составляет большую часть поверхности тарелок, в большинстве случаев по меньшей мере 60%, в частности по меньшей мере 70%, а предпочтительно по меньшей мере 80%. В данном случае площадью поперечного сечения зон контакта считается суммарное поперечное сечение всех зон контакта, связанных с рассматриваемой та- 3 027705 редкой. Площадь поперечного сечения зон разделения не принимается во внимание. Высокая плотность размещения зон контакта и разделения уменьшает чувствительность к наклону и перемещению, вызванным волнением моря, что делает устройство согласно изобретению весьма подходящим для использования на плавучих средствах. Поведение текучей среды в пределах зон контактирования и разделения практически не зависит от внешнего движения и находится под преобладающим воздействием высокого расхода газа в зоне контакта и разделения. На поверхности жидкости между зонами контакта и разделения может происходить образование волн вследствие наклона или движения. Однако благодаря ограниченному промежутку между зонами контакта и разделения волны не могут формироваться, поскольку зоны контакта и разделения будет сдерживать образование волн.

При развитии волн, вследствие движения и отклонения от вертикального положения, уровень жидкости на тарелке будет изменяться, но воздействие волн будет оставаться незначительным до тех пор, пока их высота относительно мала по сравнению со средним уровнем жидкости на тарелке. Уровень жидкости на тарелке может быть дополнительно повышен за счет увеличения высоты сливной перегородки и, по усмотрению, за счет изменения расстояния между тарелками. Были с успехом испытаны сливные перегородки высотой вплоть до 700 мм, которые приблизительно в 10 выше перегородок на обычных тарелках.

Одна или несколько контактных разделительных тарелок образуют отдельную или составную часть контактной разделительной колонны. Тарелка содержит основание с рядом отверстий для потока газа, сообщающихся с одним или несколькими контактными разделительными модулями, размещенными на верхней стороне основания. В конкретном выполнении каждый контактный разделительный модуль содержит находящуюся выше по потоку контактную зону с впускными отверстиями для входа жидкости, которые предпочтительно находятся в зоне действия отверстий для потока газа, одну или несколько находящихся ниже по потоку зон разделения, снабженных завихрителем. На верхнем конце зон контакта имеются отверстия для выхода газа, кромки которых окаймлены дефлекторами для отклонения потока жидкости, при этом площадь поперечного сечения зоны контакта больше площади поперечного сечения зоны разделения.

Тарелка может содержать сливную перегородку, установленную на одном или нескольких краях тарелок, при этом указанная сливная перегородка может быть частью самой тарелки, или она может быть отдельным элементом или частью стенки колонны.

В конкретном примере выполнения тарелки зоны контакта и разделения представляют собой зону контакта в форме короба, которая сообщается с одной или большим количеством трубчатых зон разделения, обычно имеющих цилиндрическую и/или коническую форму.

Зона контакта может быть ничем не заполненной и допускает свободное прохождение потока газа, или она может быть полностью или частично заполнена наполнителем, например, в виде гофрированных листов и/или проволочной сетки. Такой наполнитель увеличивает время нахождения жидкости в зоне контакта и соответственно такой наполнитель дополнительно поддерживает процесс массопередачи.

Колонна согласно изобретению снабжена входным и выходным отверстиями для жидкости, а также входным и выходным отверстиями для газа.

Контактная разделительная колонна может быть использована для осуществления процесса очистки газа с помощью жидкости. С этой целью газ вводят в зоны контакта и разделения через отверстия для газового потока, а очищающую жидкость подают на вход для жидкости, выполненный в расположенной ниже контактной и разделительной секции контактной разделительной колонны.

Такой процесс может быть использован, например, для очистки газов, содержащих воду, диоксид углерода и/или сероводород, в частности, для очистки природного газа или сланцевого газа. Если удаляется, главным образом, вода, процесс обычно называется осушкой. Наиболее предпочтительно использование рассматриваемого процесса для удаления диоксида углерода и/или сероводорода.

Природный газ представляет собой газообразную смесь углеводородов, содержащую значительное количество метана, количество которого в смеси составляет свыше 40 мас.%, в частности свыше 50 мас.%, а, как правило, от 60 до 95 мас.%. Традиционно принято временно сжижать природный газ для облегчения его хранения и транспортирования. Чтобы подготовить природный газ к сжижению, его очищают для удаления компонентов, которые могут замерзать в процессе сжижения или могут оказывать вредное (разрушающее) воздействие на используемое для сжижения оборудование, в частности, для удаления воды, диоксида углерода и сероводорода. Жидкостями для очистки газа могут быть любые подходящие для этой цели известные жидкости. Обычно жидкостями для удаления нежелательных соединений могут быть вода, гликоли, метанол и/или амины, в частности, это могут быть водные растворы одного или большего числа аминов, в частности алкиламинов, в частности одно или большее число соединений, выбранных из группы, включающей моноэтаноламин, диэтаноламин, метилдиэтаноламин, диизопропаноламин и аминоэтокисэтанол.

Процесс массопередачи может быть интенсифицирован путем добавления химических соединений, известных как добавки-ускорители, которые дополнительно повышают скорость химического и/или физического взаимодействия между природным газом и обрабатывающей (очищающей) жидкостью. Массопередача может быть дополнительно интенсифицирована за счет использования более высоких темпе- 4 027705 ратур, например, по меньшей мере на 30°С превышающих нормальную рабочую температуру процесса.

Дополнительное преимущество интенсивного перемешивания, которое происходит в зоне контакта согласно настоящему изобретении, заключается в повышенной селективности удаления загрязняющих примесей, которые обладает более высокой способностью абсорбироваться жидкостью. Интенсивное перемешивание, например, приводит к преобладанию абсорбции сероводорода по сравнению с абсорбцией диоксида углерода, что является весьма выгодным при очистке природного газа.

Описанный выше процесс обычно используется для получения почти чистого метана.

Указанный процесс может быть также использован для очистки других газов или, по желанию, для отпарки или фракционирования.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично изображена контактная разделительная колонна согласно изобретению, вид в плане;

на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - секция, размещенная во внутреннем объеме колонны, представленной на фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 4 - другой вид в перспективе секции, показанной на фиг. 3.

Как показано на фиг. 1-4, контактная разделительная колонна 1 содержит стенку 2, охватывающую две размещенные одна над другой контактные разделительные секции 3. Каждая секция содержит тарелку 4 с основанием 5, в котором выполнен ряд отверстий 6 для потока газа, сообщающихся с соответствующим контактным разделительным модулем 7, размещенным на верхней стороне тарелки 4. Каждый контактный разделительный модуль 7 содержит расположенные выше по потоку коробчатые зоны 8, 9 контакта и цилиндрические зоны 10 разделения, расположенные сверху зон 8, 9 контакта. Коробчатые зоны 8, 9 контакта образованы средним коробчатым элементом 8 большего размера и двумя коробчатыми элементами 9 меньшего размера, расположенными по бокам среднего коробчатого элемента большего размера. Зона 8 контакта большего размера поддерживает снизу ряд из трех зон 10 разделения, а две коробчатые зоны 9 меньшего размера поддерживают каждая только по две зоны 10 разделения, как показано на фиг. 1.

В результате площадь поперечного сечения каждой зоны 8, 9 контакта больше, чем суммарные площади поперечного сечения зон 10 разделения, сообщающихся с одной зоной контакта. Кроме того, поскольку зона контакта расположена значительно выше, чем зоны разделения, объем зоны контакта намного больше объема зон 10 разделения, сообщающихся с одной соответствующей зоной контакта. На нижних концах контактных разделительных модулей 7 имеется ряд параллельных вертикальных пластин 11, охватывающих снаружи отверстия 6 для газового потока и отделяющих промежутком зону 8, 9 контакта от основания 5. Газ может проходить из указанных отверстий 6 через полость, образованную между вертикальными пластинами 11, в зоны 8, 9 контакта. При этом вертикальные пластины 11 образуют входные отверстия 12 для жидкости, находящейся в секции 3.

Цилиндрические зоны 10 разделения снабжены завихрителем 13, установленным в нижнем конце этих зон. Верхний конец 14 зоны разделения образует выпускное отверстие для газового потока, которое окаймлено дефлектором 15 для потока жидкости, образованным кольцевым элементом, имеющим Цобразное радиальное поперечное сечение и открытую сторону, проходящую вокруг верхней кромки зоны 10 разделения.

На тарелке 4 имеется край, на котором на расстоянии от стенки 2 колонны установлена сливная перегородка с образованием средства 17 слива жидкости, которая перетекает через сливную перегородку в нижнюю секцию 3. Высота сливной перегородки определяет уровень жидкости, находящейся в секции 3. С нижней стороны тарелки 4 сливная перегородка проходит вниз до уровня выше основания 5 расположенной ниже тарелки 4. Образовавшийся зазор между расположенной ниже тарелкой и сливной перегородкой 4 соответствует высоте вертикальных пластин 11. Таким образом, сливная перегородка и находящийся напротив неё участок стенки 2 колонны образуют переливное устройство 16, служащее средством 17 подачи жидкости в следующую, расположенную ниже секцию 3.

Тарелки 4 в колонне 1 расположены зеркально по отношению к тарелкам, расположенным выше и ниже. В результате сливная перегородка каждой тарелки расположена со стороны колонны, противоположной той стороне, где установлена сливная перегородка тарелки 4, расположенной выше или ниже. При таком взаимном расположении сливная перегородка каждой тарелки 4 образует переливное устройство 16, подающее жидкость в следующую нижерасположенную секцию 3. В альтернативных вариантах выполнения могут быть также использованы другие типы переливных устройств, например, переточные трубы.

Жидкость перетекает из переливного устройства 16 в секцию 3, где эта жидкость накапливается до тех пор, пока не достигнет уровня верхней кромки сливной перегородки. Одновременно газ движется в направлении, показанном на фиг. 2 стрелкой А. Газ через отверстия 6 проходит вверх в секцию 3 через зоны 8, 9 контакта и зоны 10 разделения и затем проходит в отверстия 6 следующей, расположенной выше, секции 3. Вблизи отверстий 12 для жидкости зон 8, 9 контакта жидкость побуждается к протеканию в зоны 8, 9 контакта за счет сил гидростатического давления и всасывающей силы, создаваемой движу- 5 027705 щимся газовым потоком. Эти силы уравновешиваются силой противодействия, созданной в результате перепада давления в газовом потоке благодаря сужающемуся поперечному сечению. Жидкость будет постепенно поступать в зону 8, 9 контакта и будет распределяться в движущемся газовом потоке. Благодаря вертикальным пластинам 11 жидкость поступает в газовый поток не только на периферии зоны контакта, но и на большей площади сечения газового потока, что приводит к улучшенному массопереносу жидкости в газовый поток.

Зона 8, 9 контакта имеет относительно большую высоту, что способствует более интенсивному контакту между жидкостью и газом. При прохождении через завихритель 13 газовый поток подвергается действию центробежных сил. В результате жидкость, увлекаемая и переносимая газовым потоком, будет осаждаться на внутреннюю стенку зоны 10 разделения и перемещаться вверх под действием движущегося газового потока. Газовый поток выходит из зоны 10 разделения через выпускные отверстия 14. Отделенная жидкость, достигающая верхней кромки зоны 8 разделения, отклоняется с помощью дефлектора (обратной юбки) 15 к внешней поверхности цилиндрической стенки, по которой она снаружи стекает вниз, обратно в объем жидкости, находящейся в секции 3.

Claims (16)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Контактная разделительная колонна (1), содержащая стенку (2), охватывающую одну или расположенные одна над другой несколько контактных разделительных секций, каждая из которых включает в себя тарелку (4) с рядом отверстий (6) для газового потока, сообщающихся с одним или несколькими контактными разделительными модулями (7), установленными на верхней стороне тарелки (4), при этом каждый контактный разделительный модуль (7) содержит расположенную выше по потоку зону (8, 9) контакта с входными отверстиями (12) для жидкости и одну или несколько зон (10) разделения, снабженных завихрителем (13), на верхнем конце которых имеется выпускное отверстие (14) для газа;

   переливное устройство (16), образующее средство слива жидкости; и средство (17) подачи жидкости в контактную разделительную секцию (3), при этом завихритель (13) размещен на расстоянии от входного отверстия для газа, составляющем от 50 до 90% общей длины зоны контакта и разделения.
2. 2. Контактная разделительная колонна по п.1, в которой площадь поперечного сечения зоны (8, 9) контакта по меньшей мере на 50% больше, чем площадь поперечного сечения одной зоны (10) разделения.
3. 3. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1 или 2, в которой объем зоны (8, 9) контакта по меньшей мере на 50% больше суммарного объема зон (10) разделения данного контактного и разделительного модуля (7).
4. 4. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-3, в которой поперечное сечение зоны (8, 9) контакта имеет форму квадрата или прямоугольника.
5. 5. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-4, в которой контактный разделительный модуль (7) содержит одну зону (8, 9) контакта и несколько зон (10) разделения.
6. 6. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-5, в которой выпускное отверстие (14) для газа окаймлено дефлектором (15) для отклонения потока жидкости.
7. 7. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-6, в которой дефлекторы (15) для отклонения потока жидкости имеют вид обратной юбки, выполненной с И-образным радиальным сечением и открытой стороной, проходящей вокруг верхней кромки зоны (10) разделения.
8. 8. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-7, в которой по меньшей мере часть зон (8, 9) контакта заполнена наполнителем.
9. 9. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-8, в которой переливные устройства (16) соседних секций смещены относительно друг друга, при этом указанное средство слива жидкости в расположенной выше контактной разделительной секции образует средство подачи жидкости для расположенной ниже контактной разделительной секции.
10. 10. Контактная разделительная колонна по любому из пп.1-9, в которой расположенные на краю тарелки (4) переливные устройства (16) содержат сливную перегородку, которая совместно со стенкой (2) колонны образует средство слива жидкости.
11. 11. Контактная разделительная тарелка (4) для использования в контактной разделительной колонне по любому из пп.1-10, содержащая основание (5), в котором выполнено большое число отверстий (6) для прохождения газового потока, сообщающихся с одним или несколькими контактными разделительными модулями (7), размещенными на верхней стороне тарелки (4), при этом каждый контактный и разделительный модуль (7) содержит расположенную выше по потоку зону (8, 9) контакта, в которой имеются отверстия (12) для прохождения жидкости, и одну или несколько расположенных ниже по потоку зон (10) разделения, содержащих завихритель (13) и верхний конец с отверстием (14) для выпуска газа, окаймленным дефлектором (15) для отклонения потока жидкости, причем площадь поперечного сечения зоны (8, 9) контакта больше площади поперечного сечения зоны (10) разделения, при этом завихритель

    - 6 027705 (13) размещен на расстоянии от входного отверстия для газа, составляющем от 50 до 90% общей длины зон контакта и разделения.
12. 12. Контактная разделительная тарелка по п.11, в которой на ее краю установлена сливная перегородка, которая совместно со стенкой (2) колонны образует средство слива жидкости.
13. 13. Контактная разделительная тарелка по любому из пп.11 или 12, в которой контактные разделительные модули (7) содержат зоны (8, 9) контакта коробчатой формы, сообщающиеся с одной или несколькими трубчатыми зонами (10) разделения.
14. 14. Способ очистки газа с помощью жидкости, включающий в себя подачу газа через входное отверстие (6) для газа и подачу жидкости через входное отверстие (12) для жидкости в нижнюю контактную разделительную секцию (3) контактной разделительной колонны (1) по любому из пп.1-10.
15. 15. Способ по п.14, в котором скорость потока газа в зоне (8, 9) контакта меньше, чем скорость потока в зоне (10) разделения.
16. 16. Способ по п.15, в котором газ представляет собой природный газ.