旋转吸收器设备和用于从气体中洗涤吸收质的方法技术

本发明专利技术描述了用于从气体中洗涤吸收质的设备和方法。旋转吸收器设备包括：壳体，该壳体具有气体入口、气体出口、吸收剂液体入口和吸收剂液体出口；转子，该转子安装成用于在所述壳体中旋转并连接至这些入口和出口，该转子包括轴向延伸且平行于共用旋转轴线的多个洗涤通道；以及用于使转子旋转的装置。该设备和方法提供了具有改善的选择性和效率的气体洗涤。

Rotating absorber equipment and method for washing absorbent from gas

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转吸收器设备和用于从气体中洗涤吸收质的方法
本专利技术涉及用于从气体中洗涤吸收质的旋转吸收器设备。本专利技术还涉及从气体中洗涤吸收质的方法。
技术介绍
洗涤废气中的不需要的组分(吸收质)已经实施了很长时间。典型的洗涤处理设备使气流与所谓的吸收剂液体接触，目的是将某些呈气态组分形式的吸收质从气体传递至液体。例如，洗涤可以用于限制排放。洗涤在本领域中也被称为吸收。在洗涤期间，发生组分从气体至吸收剂液体的转移。实际传递给吸收剂液体的气态组分的水平是除其他因素外由吸收质溶解在吸收剂液体中的能力所决定的因素。对于低浓度和分压<1atm的组分而言，亨利定律可以适用于气体在液体中的溶解度：p＝H·x其中p＝分压(Pa)x＝摩尔分数H＝亨利常数(Pa)这允许人们针对任何期望的最终浓度来计算吸收剂液体中的吸收质的最大浓度。洗涤气体的常规方法是通过液体喷淋的湿式板式塔和湿式填料塔。尽管已知设备能够以令人满意的方式操作，但是它们是易于改进的，特别是在其效率方面。效率例如可以涉及需要吸收一定量的吸收质的吸收剂液体的量。US2,662,759公开了一种多单元格分馏设备。其目的是将进入的介质分馏成不同的组分，这与洗涤完全不同，洗涤的目的实际上是通过将组分溶解在单独添加的液体中而从气体中去除这些组分。分馏和洗涤是不同单元的工艺技术操作，并且它们的物理性质大不相同，这导致在设计和操作程序中的差异。US2,662,759的塔包括轴向布置的旋转元件和旋转元件之间的固定板，这两者均设置有通道。因此，在许多轴向的后续的阶中，旋转之后是非旋转，每个阶等同于经典分馏塔中的塔盘。该构造据说增强了径向混合，以减小浓度和温度的水平不均匀性。达到阶均衡确实是分馏塔的期望特征。然而，旋转和非旋转元件的布置使得US2,662,759的设备不适用于洗涤。每个旋转元件与非旋转元件之间的竖向空间提供了间隙，吸收剂液体将由于作用在该液体上的离心力而在径向方向上被输送通过该间隙。因此，引入的吸收剂液体将越来越多地移动至塔的径向外部，该径向外部与设备的上游端(顶部端部)之间具有竖向距离。这将导致吸收剂液体不均匀地分布在整个通道上，并且不会发生期望的洗涤。本专利技术的目的是提供用于从气体中洗涤吸收质的吸收器设备，该吸收器设备具有高于现有技术的设备的效率。另一目的是提供用于从气体中洗涤吸收质的更紧凑的吸收器设备。又一目的是提供用于从气体中洗涤吸收质的更有效的方法。
技术实现思路
这些目的和其他目的由根据权利要求1所述的设备实现。本专利技术提供了用于从气体中洗涤吸收质的旋转吸收器设备，该设备包括：壳体，该壳体具有气体入口、气体出口、吸收剂液体入口和吸收剂液体出口；转子，该转子安装成在所述壳体中旋转并连接至这些入口和出口，该转子包括轴向延伸且平行于共用旋转轴线的多个洗涤通道；以及用于使转子旋转的装置。该通道在介于吸收剂液体入口与吸收剂液体出口之间该转子的整个轴向长度上被壁周向封围；并且该设备还包括用于向吸收剂液体入口提供持续的吸收剂液体流的装置。本专利技术的设备允许有效地从气体中吸收吸收质。另外，根据本专利技术的旨在从气体中洗涤吸收质的方法包括：提供根据本专利技术的旋转吸收器设备；将气体供给至气体入口；将吸收剂液体供给至吸收剂液体入口；使转子在所述壳体中旋转，这使吸收剂液体被限制在洗涤通道的内向壁上并且在该内向壁上形成膜，从而允许吸收质从气体到吸收剂液体的分子输送，并且通过气体出口排出气体以及通过吸收剂液体出口排出吸收剂液体。进入壳体和旋转的转子的洗涤通道的气体包含被称为吸收质的化合物，该化合物由被称为吸收剂或吸收剂液体的液体吸收。在典型的操作中，在通道壁上形成的膜吸收了吸收质的至少一部分，并且在实施方式中，包含(部分的)吸收质的膜在洗涤通道中平行于气体流动并在离开通道时最终破碎成液滴。由于转子的旋转，吸收剂液体液滴相对于转子的旋转中心轴线朝向壳体的吸收剂液体出口径向向外推进，在该吸收剂液体出口处液体被丢弃和/或收集。本专利技术的旋转吸收器设备的优点在于，该旋转吸收器设备可以设计成相对较小的尺寸，特别是相对于已知的吸收器设备、比如说例如喷雾塔。这种小尺寸是通过在转子中提供多个优选的小尺寸的平行通道来实现的。可以根据特定应用而在较大范围内选择洗涤通道的横截面尺寸。通道的合适的横截面宽度可以小至1mm、或甚至0.1mm、并且优选地限制为10mm、更优选地限制为5mm。由于转子的旋转，吸收剂液体将朝着每个通道的内向壁迁移并最终被限制在每个通道的内向壁上，在该内向壁处，吸收剂液体形成厚度可能小到0.001mm至1mm、更优选地厚度介于0.010mm至0.1mm之间的膜。通道的小的横截面宽度和膜的小的厚度促进了吸收质从气体到吸收剂液体的分子输送的低阻力。旋转的转子的另一有利效果是：吸收剂液体以被推向液体出口的液滴的形式而至少部分地分离。这种旋转引起的分离避免如现有技术中通常所做的那样必须在实际吸收器设备的下游安装独立的液体分离器。使用本专利技术的设备的结果是：用于通过吸收来去除气体中的组分(吸收质)的系统是紧凑的且有效的。本专利技术的设备还可以用来冷却气体并去除被吸收在液体膜中的冷凝组分。由于离心力的作用，当液体和气体经过转子的洗涤通道时，液体和气体被带入旋转并且远离旋转轴线朝向径向边界，该径向边界平行于旋转轴线延伸并形成转子中的通道的边界。洗涤通道的外边界用作为下述装置：该装置用于收集能够到达并沉降在该边界处的那些液体部分，并且随后可以从沿着收集边界平行流动的气体中去除那些液体部分。液体能达到收集边界并吸收气体吸收质的程度可以由液体分子到达收集边界的时间结合停留时间、气体经过通道的时间来评估。本领域技术人员将能够采用合适的气体轴向速度，以便实现期望的形成液体膜的效果并吸收气体组分。转子和洗涤通道的合适的轴向范围可以是通道的横截面宽度的100倍至5000倍。在旋转吸收器设备的实施方式中，气体和液体在转子的上游进入，因而该设备设置有定位在转子的上游的气体入口和吸收剂入口两者。在该实施方式中，气体和吸收剂液体沿相同方向流动、即表现为并流流动。也能够以不同的方式定义气体相对于液体的流动方向。在逆流的实施方式中，吸收剂液体和待净化气体沿相反的方向流动。逆流洗涤的主要优点是气体变得越干净，吸收剂液体中的污染物浓度就越低。在旋转吸收器设备的另一实施方式中，气体出口和吸收剂液体出口位于转子的下游。可以根据应用在很宽的范围内选择洗涤通道的数量。旋转吸收器设备的合适的实施方式包括数量为至少10个、更优选地至少100个、并且最优选地至少1000个的洗涤通道。增加该数量可以提高效率，但以转子上的压降为代价。将大量通道组合在一个旋转的转子中提供了用于处理大量的待净化气体的方法。通道能够以任何可能的方式设置在转子中，例如通过在大型柱状体上穿孔使其具有期望数量的通道，该通道布置成平行于柱状体的旋转轴线。另一种可能性是：提供多个狭窄间隔的同心柱状体，并且两个相邻柱状体之间的每个环形部由至少一个在方位上沿轴向延伸放置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转吸收器设备，所述旋转吸收器设备用于从气体中洗涤吸收质，所述设备包括：壳体，所述壳体具有气体入口、气体出口、吸收剂液体入口、以及吸收剂液体出口；转子，所述转子安装成用于在所述壳体中旋转并且连接至所述入口和所述出口，所述转子包括轴向延伸且平行于共用旋转轴线的多个洗涤通道，其中，在所述吸收剂液体入口与所述吸收剂液体出口之间的所述转子的整个轴向长度上，所述通道被壁周向封围；并且其中，所述设备还包括用于使所述转子旋转的装置和用于向所述吸收剂液体入口提供持续的吸收剂液体流的装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170516 NL 20189251.一种旋转吸收器设备，所述旋转吸收器设备用于从气体中洗涤吸收质，所述设备包括：壳体，所述壳体具有气体入口、气体出口、吸收剂液体入口、以及吸收剂液体出口；转子，所述转子安装成用于在所述壳体中旋转并且连接至所述入口和所述出口，所述转子包括轴向延伸且平行于共用旋转轴线的多个洗涤通道，其中，在所述吸收剂液体入口与所述吸收剂液体出口之间的所述转子的整个轴向长度上，所述通道被壁周向封围；并且其中，所述设备还包括用于使所述转子旋转的装置和用于向所述吸收剂液体入口提供持续的吸收剂液体流的装置。


2.根据权利要求1所述的旋转吸收器设备，其中，所述气体入口和所述吸收剂入口位于所述转子的上游，并且所述气体出口和所述吸收剂液体出口位于所述转子的下游。


3.根据权利要求1或2所述的旋转吸收器设备，还包括适于增大进入的所述气体的压力的加压装置。


4.根据权利要求1或2所述的旋转吸收器设备，其中，所述多个洗涤通道合计为至少10个、更优选地至少为100个、并且最优选地至少为1000个。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转吸收器设备，还包括连接至所述吸收剂液体出口的吸收剂液体收集器。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转吸收器设备，其中，所述壳体包括第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子两者均安装成用于在所述壳体中旋转，其中，所述第二转子设置在所述第一转子的轴向下游。


7.根据权利要求6所述的旋转吸收器设备，包括分别位于所述第一转子和所述第二转子的上游的第一吸收剂液体入口和第二吸收剂液体入口。


8.根据权利要求6或7所述的旋转吸收器设备，包括分别位于所述第一转子和所述第二转子的下游的第一吸收剂液体出口和第二吸收剂液体出口。


9.根据权利要求8所述的旋转吸收器设备，其中，所述第一吸收剂液体出口和所述第二吸收剂液体出口中的至少一者与所述第一吸收剂液体入口和所述第二吸收剂液体入口中的至少一者重新连接。


10.根据权利要求9所述的旋转吸收器设备，其中，所述第二吸收剂液体出口与所述第一吸收剂液体入口重新连接。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转吸收器设备，还包括设置在所述转子的上游和/或下游的流动方向装置，其中，上游的可选的所述流动方向装置用作使所述转子旋转的装置。


12.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·约翰内斯·胡贝图斯·布劳沃斯，
申请(专利权)人：罗米克控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL