[發明專利]換熱旋流脫氣耦合設備及應用其的閃蒸分離方法與裝置

有效

• 申請號: 201310571739.3
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103599641A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 楊強;許蕭;盧浩;陳劍;薛楠;王朝陽
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D3/06
• 分類號: B01D3/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 俞瀅

技術領域

本發明涉及能源化工領域，尤其涉及一種利用換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設備。?

背景技術

在石油化工、煤化工、氯堿化工等過程，液體脫氣是實現液體凈化或者再生的一個重要步驟。一般液體中氣體溶解形態有物理溶解與化學溶解兩種，物理溶解可依靠降壓閃蒸、吹脫等方式改變該氣體在液體中的溶解度而進行分離，部分化學溶解則需通過加熱汽提等方式進行分離，如酸性水汽提分離溶解的H₂S、NH₄等組份，胺液再生依靠溫度升高、降低氣體分壓而進行分離H₂S、CO₂、SO₂等。而在胺液再生等過程，希望進入再生塔的胺液溫度盡量高一些，這樣能降低再生過程中的蒸汽用量，進而降低能耗。但由于胺液等含氣液體換熱到一定溫度后化學結合的氣體會解析出來，會在換熱器中被換熱液體腔體中形成氣液兩相流動，因氣體的體積較大會導致被換熱液體腔體中形成氣阻與氣體導熱率較低或者占居液體換熱界面而導致液體溫度無法進一步通過間壁加熱而提高，一般在加熱到氣體將解析出來的過渡態溫度后進入再生塔內依靠塔底重沸器升溫與塔內壓力的降低進一步分離液體中的溶解氣。這樣一方面需要蒸汽進行二次加熱，浪費了能耗；另一方面還需設置一個塔及加熱器進行二次處理，也增加了設備投資和占地，因此需采用一種新型技術既可克服氣體解析導致液體換熱溫度無法進一步提高的問題，又可高效的將該部分化學溶解氣與物理溶解氣分離回收的方法，降低能耗與投資。?

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種利用換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設備。?

本發明涉及一種換熱與旋流脫氣耦合的閃蒸分離的方法與設備。閃蒸液體首先進入換熱段進行換熱，到一定溫度后進入換熱旋流脫氣耦合器；在換熱旋?流脫氣耦合器中繼續換熱升溫的同時依靠壓力梯度場及離心場將溶解于閃蒸液的氣體進行分離，從中心的氣體出口排出，而液體繼續通過間壁及尾部換熱升到一定溫度后排出，實現了液體閃蒸及升溫脫氣的雙重效果。本發明結合了依靠壓力梯度場將物理溶解氣分離和依靠溫度場將部分化學溶解氣體分離的雙重功能，克服了目前換熱器換熱到一定溫度后因化學溶解氣的解析出造成氣液兩相流動而無法進一步提高液體溫度的困難，與目前換熱旋流脫氣耦合器只能將物理溶解氣分離的缺點，可廣泛應用于能源化工過程中液體脫氣、吸收液再生等過程，降低該過程的投資及能耗。?

具體的技術方案為：?

一種換熱旋流脫氣耦合設備，其特征在于，包括至少一個換熱旋流脫氣耦合器，該換熱旋流脫氣耦合器包括一腔體，該腔體設置有閃蒸液進口、氣體出口和液體出口，該氣相出口從該腔體上表面中心插入該腔體內，該插入深度為該腔體最大直徑的0.1～3倍。?

較佳的，所述腔體還設置有換熱介質進口、換熱介質出口、含氣液進口流道、換熱介質進口流道和離心/旋流閃蒸腔，所述閃蒸液進口通過該含氣液進口流道同該離心/旋流閃蒸腔連通，該換熱介質進口通過該換熱介質進口流道連通至該換熱介質出口，該換熱介質進口流道同該離心/旋流閃蒸腔隔絕，該含氣液進口流道同該換熱介質進口流道相鄰并隔絕。?

較佳的，所述換熱旋流脫氣耦合器還設有一內椎體，該內椎體的上表面設有底部換熱介質流道。?

較佳的，所述含氣液進口流道同所述離心/旋流閃蒸腔之間還設有一導流腔，該導流腔為軸流式旋轉葉片或切向進口。?

較佳的，該換熱旋流脫氣耦合設備還包括一殼體，所述換熱旋流脫氣耦合器設置于該殼體內，該殼體內還設有多層隔板將該殼體內部依次分隔為不相通的氣腔、閃蒸液腔、介質腔和液腔；所述換熱旋流脫氣耦合器的氣體出口同氣腔相通，且該氣腔上設有一耦合設備氣體出口；所述換熱旋流脫氣耦合器的閃蒸液進口同閃蒸液腔相通，且閃蒸液腔上設有一含氣液體進口；所述換熱旋流脫氣耦合器的換熱介質進口、換熱介質出口和底部換熱介質流道同介質腔相通，?且介質腔上設有一耦合設備換熱介質進口和耦合設備換熱介質出口；所述換熱旋流脫氣耦合器的液體出口同液腔相通，且閃蒸液腔上設有一耦合設備液體出口。?

較佳的，包括一換熱旋流脫氣耦合設備及一換熱器，換熱器的換熱介質出口同耦合設備換熱介質進口相連通，換熱器的含氣液體出口同耦合設備的換含氣液體進口相連通。?

較佳的，所述換熱器為板式換熱器或管式換熱器。?

較佳的，所述換熱器和換熱旋流脫氣耦合設備集成為一個設備。?

一種前述的閃蒸分離裝置的閃蒸分離方法，包括以下步驟：?