[发明专利]提取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气体的提取装置，该装置例如是用于在气体 与液体之间实现质量、热量和/或动量转移的气-液接触装置，特别是， 本发明涉及一种洗气装置，其用于将可溶于水的气体从混合气流中清 除出去。

背景技术

对于此类装置的要求在许多产业部门中都是相同的，其中的产业 部门例如是化学产业部门或发电行业，在这些行业中，完成这一功能 的装置通常被称为气体洗涤器。这些装置表现出不同的效能，该效能 取决于它们的设计和它们所处的应用场合。

在产业中，从废气流或过程气(process gas)流中去除某些组分 的需求来源于如下的事实：这些组分存在对环境造成损害或造成有毒 公害的潜在风险。例如，烃类燃料中所含的硫化物导致这样的结果： 燃料的燃烧会带来二氧化硫的排放。在被按照这种方式释放之后，二 氧化硫可能被大气中的水分吸收，这将有助于形成酸雨。

目前，对于尽可能地降低废气中所含杂质浓度的压力越来越大。 当前的法规为各种组分都设定了最高排放水平，且这些限制水平有望 在将来会进一步降低。

某些杂质可溶解到液体-例如水中。因而，很常见的作法是在化 学或工业处理过程中设置一些处理阶段(stage)，在这些处理阶段中， 含有潜在危险性或污染性的杂质的气流被按照一定的方式与液体流混 合起来，以促进气体的吸收，由此形成气-液溶液，随后，该溶液受 到处理，以减小其有害作用。这样的过程通常被称为洗涤或洗气处理。

典型的处理是在气流中使用细雾或液体喷雾，以便于使气体暴露 在表面积大的小液滴中，从而促进了按照该方式对气体的吸收。此外， 如下的方案也是公知的：使要被洗涤的气体在液体槽中产生出气泡， 从而实现了将气体吸收到液体中的途径。通常情况下，通过使气体流 经板件上的多个孔洞、并从位于板件上方的水中流过而实现该设计。 另一种公知的处理采用了如下的设计：按照某种方式，使气体与液体 对向流或共向流，此条件下，液体与气体组分之间的接触面积得以增 大，例如通过采用所谓的“填充床”来实现该处理。

这些系统的效能存在着相当大的变动，其效能可取决于气体和液 体的性质-例如溶解性、反应活性、温度、pH值等。

但是，所有这些系统的一个关键特性在于：气流与液流的物理混 合对处理的效能具有根本的重要性。气流与液流的有效混合将包括如 下的因素：气体相与液体相之间长时间的接触；并且接触表面具有大 的面积。湍流和紊流混合方法能带来很高的混合效率，但也会造成系 统中流动能的损失，这些方法或者会对系统的总性能造成损害，或者 难于利用其它的装置对等地实施(counter-act)、或者实施起来的成本 高，其中的其它装置例如是机械装置。

第4405533号美国专利(Norabeck等人)介绍了一种输送装置， 其用于与蒸发接触体配套使用，该专利涉及到如下的内容：在蒸发体 或热交换器中使用分布开的喷雾，目的在于减少空气或气流中夹带的 不利水滴。提出该装置的目的在于简化结构，并对水喷雾进行引导， 从而可确保喷雾与热交换器翅片的表面具有良好的接触。尽管该装置 涉及到了在金属表面上喷射水的内容，但这样作的原因并不针对于将 气体掺入到液体中、进而改善混合效果或类似的目的，而且，该装置 也不能被用于上述的目的。

第2004/011200(Goode等人)号美国专利公开了一种方法，其用 于将向下流动/向上流动的湿烟气脱硫(WFGD)系统转化为向上流动 的单环路WFGD系统，该专利涉及一种用于实施烟气脱硫的常规喷 淋塔，该方案采取的措施是：取消位于喷淋塔上游的普通冷却装置， 从而消除了在系统内部将向上流-向下流分支与向上流分支组合起来 的需求，从而改善了压力损耗特性，同时，在系统内部仍然保留了冷 却区域。该装置是对现有喷淋塔系统的一种简单改进，并没有提供一 种新型的提取装置。

第6036756号美国专利(Gohara等人)介绍了一种改型的中心进 口式洗气器，其带有吸收气体的分配盘，用于改善气体-液体在吸收 区中的相互接触，该装置是由常规的喷淋塔构成的，但对气体入流进 行引导，使其流经处理单元的中心。在装置的底部设置了容纳着洗气 液体的槽池，且气体进口靠近槽池中液体的液面，从而可将气流从向 下流动折返为向上流动。在气体改变流动方向的位置点处，设置了另 外的穿孔盘，该盘具有改善气流任何不良分布的效果。