[发明专利]用于在硫酸和碳捕获装备中的塔中使用的液体分配槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种分配槽，特别地，本发明涉及多个分配槽及其网络；本发明涉及分配塔，所述分配塔包括所述分配槽并且特别地用于作为硫酸接触工艺中以及二氧化碳捕获中的吸收塔和干燥塔。

背景技术

分配器被用来遍布来自液体供给源的区域分配液体。具体地，在吸收塔中，液体穿过塔内的填充床的顶部进行分配。气体以与液体大致逆流的流动流过塔，但是气体也可以共流地流动。液体被用来将化学物质吸出气体，或者气体被用来将挥发性成分从液体中剥离。硫酸生产的示例包括将三氧化硫气体（SO₃）或者水蒸气吸收到强硫酸溶液中；还包括将二氧化硫（SO₂）通过空气从硫酸流中剥离出。碳捕获和存储工艺的示例是将来自如大气的气流以及特别是来自通过含碳燃料燃烧的发电厂产生的烟气的二氧化碳（CO₂）吸收到与其他气态成分相比对CO₂具有优先的吸收的溶液（如烷基胺的水溶液）中。碳捕获和存储工艺的第二示例是在如温度和压力之类的操作条件中有改变之后从所述吸收溶液中解吸出CO₂。吸收或解吸的效能与液体分配的统一性直接相关。

分配器可以被认为是可以包括若干分配阶段的单独设备，如液体的单独入口源，液体首先被分成用于集水器或集管系统的若干个流，但大致为几个流（例如，小于10个但不是必须限于小于10个）。液体然后被分配到若干个导管的二级系统（典型地，这些导管的数量比第一集管中的导管数量大），穿过每个二级导管中的一个或多个供给点。每个二级导管将液体分配到很多排放点（例如，大于20个）；并且可以包括排放装置的最后阶段，例如下水管，其将很多排放流引导到填料上。能够设想出越来越细的分配的附加阶段，但是为了成本效益，优选的设计会将这些阶段限制为尽可能地少。

存在很多用于液体分配器的设计变型，但是存在通常被识别为盘或托盘型、封闭导管或管型以及槽型的三种分配器类型。盘或托盘型的分配器具有用于统一的液体分配的如孔之类的各种装置，但是还必须提供用于气流的如气体竖管之类的装置。盘或托盘型的分配器在大于1.5米直径的塔中很少使用，因为其相对昂贵并且通常限于较小的气流。

管型分配器呈现为相对简单的制造，通常使用容易获得的管部件。管型分配器典型地是穿过容器侧壁部或容器顶头部的入口管，其通向具有若干径向的水平管分支的中央集管；或者，管型分配器是穿过壁部和若干垂直、水平侧管分支进入单独中央水平管集水器的入口管；具有沿着分支管的多个排放孔口。当设计用于具有穿过小排放孔口的高允许压降的加压操作时，管型分配器能够占据小的总截面面积。然而，加压管型分配器的缺点包括当入口液体也含有某些气体或固体时，获得均匀的液体分配有难度；需要拆卸以便清洁；以及产生被向上流动的高速气体携载的细的液滴。

槽型分配器使用一个或多个槽来遍布塔分配液体。槽通常穿过塔平行于彼此地布置。液体离开槽的分配速度由出口液体排放点的数量、液体排放出口的尺寸以及出口上方的表面高度来控制。由中央供给管或供给槽构成的初始供给系统通常通过穿过柱的壁部的入口管供给，其中入口管通向供给管或供给槽的中心或者供给导管的一个端部。初始供给系统将入口供给液体分成通向分配槽的较小的流，并且能够在下槽上方且垂直地穿过下槽进行定位，其中液体流通过单独入口、或者通过来自中央供给管或槽的相对侧的两个液体流、或者通过由来自中央供给管或供给槽的分支供给的多个液体流进入每个下槽。槽型的分配器具有优于封闭导管型分配器的优点，因为其是敞开的，以容易检查和固体清除。

基于液体出口的类型，存在两种主要类型的槽型分配器：堰型和孔口型。堰型分配器具有位于槽的顶部处或顶部附近的溢流堰，并且对液体高度的即使小的变化也非常敏感，而液体高度的即使小的变化对统一的分配具有大的不利的影响。基于孔口的分配器具有位于槽中的浸入出口。浸入孔口具有对其上方的液体的高度较低敏感的流率。然而，在与堰型分配器相比时，孔口更易于变得被沉积下来的悬浮固体堵塞。孔口和堰二者都能够被大的颗粒阻塞。

分配器也可以使用下水管，下水管是封闭导管，即，将来自槽型分配器或导管型分配器的排放点的液体穿过塔的截面进一步分配并且向下分配到填料的管道。其在允许减少数量的分配器导管方面是有效的，同时使气流内的液体夹带最小化。