Апарат для проведення процесів абсорбції та регенерації

Изобретение относится к очистке газов абсорбцией окислителей в черной металлургии при производстве восстановительных газов, может быть использовано для извлечения из газовой смеси двуокиси углерода, окислов азота, серы и др. и позволяет снизить металлоемкость устройства и потери энергии за счет снижения уноса абсорбента „ Устройство содержит корпус с патрубками ввода и вывода фаз, теплообменники, оборудованные дроссельными устройствами, и сепараторы, установленные между дроссельными уст- . ройствами и теплообменниками. 1 ил. if) 13, ня входных концах которых установлены дроссельные устройства 14,15, промежуточный сепаратор 16, выполненный в виде камеры, размещенной в корпусе 1, в которую введены концы труб примыкающих теплообменников 12, 13. Устройство работает следующим образом. Через патрубок 3 в корпусе 1 подают газовую смесь, а через патрубок 2 - жидкость, являющуюся абсорбентом для извлекаемого компонента. Жидкость распределяется по тарелкам 11, образуя на них барботажные слои, в которые погружены трубы теплообменников 12, 13 О При прохождении газовой смеси через барботажные слои жидкость абсорбирует извлекаемый из смеси компонент, ел 30 00 1578897 приближаясь к состоянию насыщения, при этом выделяется тепло абсорбции. Протекая с тарелки на тарелку, жидкость перемещается в нижнюю часть устройства, а газ, проходя через отверстия в тарелках ибарботажнме спои, поднимается к верхней части, где увлекается из корпуса 1 через патрубок 6. Камеру-сепаратор 16 - жидкость обтека-jQ ет по переточному трубопроводу 8, а газ - по трубопроводу 9. Через дросселирующие устройства 14 насыщенный абсорбент поступает в трубы теплообменника 12, где из него в 15 результате дросселирования выделяется абсорбированный ранее компонент газовой смеси» Процесс сопровождается поглощением тепла и снижением температуры, поэтому абсорбент в трубном про- !0 странстве имеет более низкую температуру, чем снаружи - между внутренней и наружной поверхностью труб возникает разность температур, благодаря чему тепло абсорбции через поверхность.^ теплообменника 12 передается находящемуся внутри абсорбенту и расходуется на выделение извлекаемого компонента„ Таким образом, в трубном пространстве происходит регенерация аб30 сорбентао Из труб теплообменника 12 частично регенерированный абсорбент поступает в промежуточный сепаратор 16, где происходит разделение газовой и 35 жидкой фаз. Затем жидкая фаза через дросселирующие устройства 15 поступает в трубы теплообменника 13, в результате дросселирования в трубном пространстве устанавливается температура более низкая, чем температура сред снаружи о В .сепараторе 16 при контакте с наружной поверхностью труб теплообменника 13 газовая фаза охлаждается, 45 при этом пар абсорбента частично конденсируется и стекает в слой жидкости, а извлекаемый компонент с остатками пара удаляется через патрубок 7. і Жидкий абсорбент движется вверх по 50 трубам теплообменника 13 и дополнительно регенерируется в результате снижения давления (за счет уменьшения гидростатического давления, по>~ терь на трение и ускорение потока) и подвода тепла абсорбции из барботаж- 55 ных слоев. В верхней части корпуса 1 поток разделяется на газовую и жидкую фазы. Выделившийся компонент удаляет ся через патрубок 6, а регенерированный абсорбент - через патрубок 4. Таким образом, выполнение промежуточных сепараторов в виде камер, размещенных в общем корпусе у с т р о й с т в а , снижает потери энергии в окружающую среду и металлоемкость устройства вследствии сокращения площади стенок сепараторов и исключения трубопроводов, соединяющих сепараторы с а б с о р бентом. Благодаря наличию дроссельных устройств 15 на входных концах труб теплообменников 13 входящий в них абсорбент дросселируется и охлаждается, соответственно охлаждая участки труб теплообменников 13, размещенные в с е парационном объеме камеры-сепаратора 16. При контакте газовой фазы сепаратора 16 с охлажденными участками труб теплообменника 13 ч а с т ь пара абсорбента конденсируется, отдавая свое тепло на регенерацию абсорбента в трубах. Это уменьшает потери э н е р гии по сравнению с устройством-прототипом Дополнительным положительным эффектом является уменьшение уноса абсорбента с извлекаемым газовым компонентом и, соответственно, снижение з а т рат на улавливание абсорбента. Например, при дросселировании насыщенного СО^ метанола (парциальное давление СО ^ порядка 0,7 МПа) до 0,15 МПа его температура понижается с (-25) до ( - 4 5 ) О С . Такому изменению температуры при давлении 0,15 МПа соответствует изменение р а в новесного содержания пара метанола 3 примерно в 5 раз с 1,3 г / м СО^до 6,3 г / м 3 СО^(м при нормальных у с л о виях) , При конденсации с о о т в е т с т в у ющего такому изменению количества пара метанола выделится 6 кДж/м СО г. Таким образом, устройство позволяет для данного случая уменьшить унос абсорбента на величину до 5 г/м 3 и уменьшить потери энергии с ,паром абсорбента на величину до 6 кДж/м 3 извлекаемого компонента. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Аппарат для проведения процессов абсорбции и регенерации, включающий секционированный корпус с патрубками ввода и вывода фаз, трубчатые теплообменники, дроссельные устройства, 5 1 "і 78897 * сепарационные устройства, о т л и секции выполнено в виде камеры, р а э ч а ю щ и й с я тем, что, с целью мещенной в корпусе, в которую введены снижения металлоемкости и потерь энерконцы труб теплообменников, а д р о с гии за счет снижения уноса абсорбенсильные устройства установлены на т а , сепарационное устройство каждой концах труб* 12 1U Редактор М. Васильева Составитель Г. Урусова Техред М.Ходанич Корректор С. Шевкун Заказ 2182/ДСП Тираж 425 Подписное В Н И Ш И Государственного коміґТета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 A -чиї»—