[发明专利]用于实现传质过程的管道、设备以及该设备的使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于输送可凝结气体或含有可凝结组分的气体的管道，所述管道包括相对于水平倾斜的至少一部分。本发明进一步涉及一种用于实现传质过程、包括柱和用于输送可凝结气体或含有可凝结组分的气体的管道、的设备，并涉及所述设备的用途。 

背景技术

用于输送可凝结气体或包括可凝结组分的气体的管道可用作柱上的蒸气管线。为此目的，该管道连接到所述柱的顶部，这样蒸气可以从所述柱流入所述管道。在许多情况下，管道采用包括通常平行于柱的垂直延伸部分的降液管形式。虽然常规来说管道是绝缘的，它们不会被加热，这样气体或气体的可凝结组分可能会凝结到管道的壁上。这些在管道壁上形成溪流，并且通常尽可能远地流到管道的弯曲部分，在此处流动被转向。特别的，当上升管道部分或甚至水平管道部分与管道弯曲部分接合时，液体聚集在管道的弯曲部分。该液体然后与管道输送的气体再次混合。一方面，混入气溶胶液滴形式的液体，而另一方面，一些液体也因为管道输送的热气体而再次蒸发。 

特别地，在管道输送希望被分离成可凝结和非凝结成分的气体的过程中，在管道弯曲部分的这种混合是不希望的，因为这样的话会削弱分离作用。在这种情况下，液体分离通常在所述管道所通往的液体分离器中进行。 

相应的管道也可用作诸如在硝酸生产中的吸收柱上的降液管(downcomer)。这种情况下，酸凝结在管道上。然而这是不希望的，因为凝结酸会加速管道之后的装置例如热交换器的腐蚀。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道和用于实现要输送可凝结气体或包含可凝结组分的气体的传质过程的设备，该设备可以防止在管道弯曲中的液体积累以及可选地在管道弯曲中的液体与气体的混合。 

所述目的通过用于一种用于输送可凝结气体或包括可凝结组分的气体的管道实现，该管道包括相对于水平倾斜的至少一个部分，其中环被容纳在相对于水平倾斜的所述部分中，所述环通过第一端面以液密方式在其整个周边接合到所述管道，所述环的直径朝着与所述第一端面相对的第二端面减小，使得在所述环和所述管道之间形成空间，所述环被定位在所述管道中以便使得凝结在所述管道壁上的液体流入所述环和所述管道之间的空间，以及出口通过所述管道的壁导引到所述空间，所述液体通过所述出口流出。 

作为所述环以液密形式贴着管壁的结果，凝结在所述管壁的液体被收集在所述环和所述管道之间的空间，这样所述液体不能流动到管道弯曲中。这样，收集在管道弯曲中的液体量被最小化。这也减少了管道弯曲区域中气体和液体的再混合。为了防止环和管道之间的空间的液体溢出，所述空间设置有出口，在该空间中累积的液体可以通过所述出口流出。 

在一个优选实施例中，所述环与水平成一角度地被放入所述管道。这意味着所述环固定到所述管道的端面相对于水平是倾斜的。由于上述倾斜，环和管道壁之间的空间没有水平基底。在这个空间中收集的液体流向最低点。因此优选地，自环和管道之间的空间的出口设置在空间的最低点。这保证了液体能从环和管道之间的空间完全排出。在这种情况下，完全排出指的是基本上所有液体都可以被排出，但不能排除的是残余液体可能会附着在管壁或环上，从而不能到达出口。这些液体通常会是单个液滴或薄膜形式。 

所述管道容纳所述环的倾斜最好是5％至20％的倾斜度(gradient)，更优选地在7至13％的倾斜度范围内，特别是在9至12％的倾斜度范围。在这里，100％的倾斜度指的是在1米水平距离内的1米下降。 

为了实现环直径从第一端面到第一端面相对的第二端面是减小的，例如可以假定所述环从第一端面到第二端面为锥形轮廓。这样，管道壁和环之间形成的空间具有大致为三角形的横截面，所述空间没有被向上定界。除了锥形结构，所述环也可以是诸如抛物线、椭圆、双曲线或采用圆的段的形式。所述直径从所述第一端面向所述第二端面需要是减小的，并且在该液体可以收集的环中尽可能没有拐角或边缘。 

为了实现所述环的第一端面与管壁的液密连接，特别优选的，所述环其整个周边被焊接到所述管道。但是可选的，也可以通过夹紧接合或者粘合接合将所述环固定到所述管道上，其中，在粘合接合的情况下必须使用的粘合剂不能被气体中包含的组分损坏。