[实用新型]旋流式套管气体吸收器

说明书

本实用新型属于在化工、动力、制冷工业设备中涉及气体吸收的反应装置。

气体吸收过程广泛应用于化工、动力、制冷等领域。在化学、动力工业中，气体吸收操作广泛应用于直接生产化工产品，分离气体混合物，原料气的精制及从废气中回收有用组分或除去有害物质等。尤其是从保护环境、防止大气污染角度出发，气体吸收对废气中的H₂O、SO_x、及NO_x等有害物质吸收除去过程的意义犹为明显。气体吸收过程应用方式主要是吸收式制冷热泵系统和其他非常规能量转换系统。

传热学研究表明，气体吸收过程传热系数往往比单工质气体冷凝的要低，这降低换热器效能，造成吸收器体积庞大，在吸收式制冷机中，体积最大的部件是吸收器，可用能在吸收器这一部件中损失就达20％以上，因此，强化吸收器中的传热及传质，开发高效的吸收装置，对提高吸收式制冷机效率。节约能源，减低设备制造费用，减少设备体积有重要意义。同时鉴于气体吸收过程的广泛应用，开发更加高效的气体吸收器对化工、环保、石油等产业也具有重要的意义。

现已采用的提高气体吸收效率的方法，主要有使用折流板、肋管、全程螺纹管等方式，采用壳管式的管外吸收。这些方法的主要缺点是工艺复杂，需要较高的工艺水平，增加了设备的费用。

本实用新型的目的是提出一种具有较高气体吸收效率和换热效能，工艺简单、操作方便而造价低的气体吸收器。

本实用新型的结构，包括气液进口段和气液反应段，所说的气液进口段具有一气相进口管和一液相进口管，气相进口管为圆管，液相进口管与气相进口管斜交且其输出端口切向进入气相进口管；所说的气液反应段由气液反应圆管及其冷却套管构成，该气液反应圆管与气液进口段的输出端等径相连。

本实用新型主要用于气液直接接触吸收，气体从气相进口流入，通过气液进口段流入气液反应段，液体由液相进口经液相进口管切向流入气相进口管，再进入气液反应段，并在气液反应段形成旋流，与流入其中的气体进行直接接触吸收反应，吸收过程所产生的热量由流经冷却套管的冷却水快速带走。

本实用新型的液相进口管与气相进口管斜交的角度在35°～75°的范围。可以根据设计液体流速的大小，具体设计最佳的斜交角度。

本实用新型由于通过使液相切向流入气液反应段，形成旋流，这样，液体在管内形成附壁流动，增长了液体吸收气体的有效长度，增加了液体流动的扰动，易形成湍流，提高附面层液流速度，所以强化了传热，提高了换热系数；在所气液反应段，采用套管冷却加强传热，使吸收过程产生的热量能够被冷却水快速带走，促进气体吸收过程的进行。

本吸收器采用管内受迫旋流吸收方式进行气体吸收，同普通的降膜吸收器相比，其(吸收面积/吸收器体积)和换热系数都要高三倍左右，并且工艺简单、操作方便制造容易，效率高，投资少。本吸收器主要用于气液的直接接触吸收，经改造后也可用于气液固反应，适用于大、中、小型的各种气体吸收装置。本实用新型可以单独使用，进行小规模的气体吸收；也可以集成使用，将其组合起来形成列管，进行大规模的气体吸收。

附图为本旋流式套管气体吸收器的结构示意图。

以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步的详细说明。

如附图所示，本旋流式套管气体吸收器的前部为气液进口段1，包括气相进口管11和液相进口管12，该气相进口管与液相进口管都是圆管，液相进口管的输出端口切向进入气相进口管，且两管形成斜交，其斜交角度约为45度。气液进口段1之后紧连着气液反应段2，该气液反应段由气液反应管21及其冷却套管22构成，其气相进口管11与气液反应管21为连续一体式的圆管。图中221和222分别为冷却套管22的冷却液进出口。