[發(fā)明專利]低壓瓦斯脫硫填料吸收塔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081059.8
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103861430A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉靜;蘇偉;張超;張鵬哲
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;C10L3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種低壓瓦斯脫硫的填料吸收塔，是低壓瓦斯氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置。應(yīng)用于石油開采、石油煉制等領(lǐng)域，滿足油田、煉油廠等回收利用瓦斯氣體的需求，特別適合于低壓瓦斯氣體回收利用的場合。

背景技術(shù)

胺液吸收法脫硫是工業(yè)過程中應(yīng)用最為廣泛的一種脫硫方法。當(dāng)瓦斯氣體的壓力較高時，可直接進(jìn)行脫硫處理，然而在石油開采、石油煉制過程中產(chǎn)生的瓦斯氣體通常都比較低，例如；煉油廠的瓦斯氣體壓力只有0.01MPa左右。采用傳統(tǒng)的填料吸收塔，其阻力降較大而需要先進(jìn)行增壓操作，而增壓操作不僅增大能耗和成本，瓦斯氣中的硫化氫會腐蝕增壓設(shè)備。在脫硫裝置末端提供負(fù)壓可實現(xiàn)低壓瓦斯脫硫操作，可以避免硫化氫對減壓設(shè)備的腐蝕（減頂瓦斯常壓脫硫工藝及裝置，QTJ20070405），但是減壓設(shè)備仍會帶來非常大的能耗和設(shè)備投資。要實現(xiàn)對低壓瓦斯氣體直接進(jìn)行脫硫操作，需要填料吸收塔同時具備高效率和低阻力降。填料吸收塔的阻力降主要來自于除沫器和填料層，氣液分布器和填料的性能是影響脫硫效率的關(guān)鍵。相關(guān)的研究未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可用于低壓瓦斯脫硫的填料吸收塔，該填料吸收塔阻力降小、脫硫效率高。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的：

一種用于低壓瓦斯脫硫的填料吸收塔，填料吸收塔由上至下依次包括氣體出口1、除沫器2、液體分布器4、上填料層5、氣液收集再分布器6、下填料層7、氣體分布器8和塔底部設(shè)置液體出口10；液體分布器4上部設(shè)置液體進(jìn)口3，氣體分布器8下部設(shè)置氣體進(jìn)口9。

所述的除沫器2為并流式除沫結(jié)構(gòu)，氣相沿上下錐形導(dǎo)流板由外向內(nèi)旋流，流向除沫網(wǎng)筒內(nèi)部，經(jīng)折流后向上流出塔外，被除沫網(wǎng)筒捕集的霧沫液滴被氣流吹出，隨氣流并流并沿慣性拋物線軌跡匯流至下錐體中心部位，經(jīng)液流管導(dǎo)入下級液體分布器。

除沫器的主要結(jié)構(gòu)尺寸范圍隨脫硫塔處理能力而定。

所述的上填料層5和下填料層7采用規(guī)整金屬板波紋填料，經(jīng)機(jī)械拉毛處理后其表面微觀毛刺的平均高度在10-50μm，上填料層高度為3000－6000mm。下填料層與上填料層的高度相同。

所述的氣液收集再分布器6采用了導(dǎo)向百葉窗連接窄槽式多級分布器。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用具有并流式結(jié)構(gòu)的除沫器，由于氣流沿導(dǎo)向支撐旋流進(jìn)入除沫絲網(wǎng)，可以選用較薄的除沫網(wǎng)筒厚度實現(xiàn)同樣的氣流流動路徑，從而既保證除沫效率，又顯著降低了壓力降，由外向內(nèi)斜向下并流還有利于被絲網(wǎng)捕集的液滴的分離和匯集；填料層在普通波紋板填料的基礎(chǔ)上，通過對波紋板進(jìn)行機(jī)械拉毛處理，在表面形成微觀毛刺與尖點，提高親水能力，更有利于水性液體的成膜，在填料表面形成均勻的液膜，增大了傳質(zhì)界面，強(qiáng)化了氣液傳質(zhì)過程，并使阻力降較小；氣液收集再分布器表面也經(jīng)過與填料同樣處理，使其具有一定吸收傳質(zhì)作用，降低填料的裝填高度，分布器采用超常規(guī)窄槽設(shè)計，提高了單位塔截面內(nèi)氣體的流動面積，可以降低阻力，提高氣液傳質(zhì)的效率；操作壓力低、阻力降小、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、投資成本小、便于推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的填料吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為除沫器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為氣液收集再分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為氣體出口、2為除沫器、3為液體進(jìn)口、4為液體分布器、5為上填料層、6為氣液收集再分布器、7為下填料層、8為氣體分布器、9為氣體進(jìn)口、10為液體出口。11為導(dǎo)流板；12為除沫網(wǎng)筒；13為擋板；14為液流管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明通過實施例加以詳細(xì)說明：采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液吸收瓦斯氣體中硫化氫的填料吸收塔。該填料吸收塔的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，該填料吸收塔總高8000-11000mm；塔頂除沫器2采用圖2所示并流式除沫器，除沫器直徑為600mm，高度為500mm；液體分布器4上部設(shè)有液體進(jìn)口3，進(jìn)口位置距塔頂距離大于2000mm；上填料層5和下填料層7高度相同，均為3000-6000mm，在上填料層5和下填料層7之間設(shè)有氣液收集再分布器6，分布器采用百葉窗-窄槽多級結(jié)構(gòu)，百葉窗與槽一一對應(yīng)，百葉窗厚度1-2mm，窗葉間距100-250mm，槽間距與百葉窗間距相同，槽寬15-30mm，；在氣體分布器8下部設(shè)有氣體進(jìn)口9，氣體進(jìn)口位置距塔底距離大于2000mm。

填料層5和填料層7采用機(jī)械拉毛處理的波紋規(guī)整金屬填料，拉毛處理后表面微觀毛刺的平均高度控制在10-50μm。