[发明专利]一种脱除异丙醇气体的方法和装置

说明书

本发明公开一种脱除异丙醇气体的方法和装置。该装置包括镶嵌式旋转填料床、旋转除雾器、环形液体分布器与再分布器、填料转子、定子和外壳；填料转子为3D打印的规整填料。镶嵌式旋转填料床壳体侧面进气管通入异丙醇气体，进液管通入吸收液，顶部排气管与净化气工段相连，底部的排液管用于排出吸收液；异丙醇气体与吸收液在3D打印的规整填料的镶嵌式旋转填料床中逆流接触，在高速旋转的3D打印规整填料的剪切作用下，异丙醇气体与吸收液多次分散、聚并与再分散，实现了单台设备多次净化。本装置增加了气相湍动程度，降低了气相压降，提高了气液有效接触面积和界面更新速率，提高了异丙醇气体净化度，以及吸收富液中异丙醇浓度和吸收液利用率。

技术领域

本发明涉及一种脱除异丙醇气体的方法和装置，属于异丙醇脱除领域。

背景技术

异丙醇是石油化工发展史上从石油原料中制得的第一个化工产品，是一种重要的化工产品和原料，其广泛应用于涂料、医药、农药、化妆品及电子生产等工业中。但因其饱和蒸汽压较低，属于易挥发性有机化合物，在生产过程中大量挥发出来的异丙醇气体不仅造成了严重的环境污染，同时造成了极大的资源浪费。

塔设备是化工生产过程中最重要的设备之一，塔组件的性能对工艺过程的能耗/收率以及产品的质量等均有重大影响。目前工业上在异丙醇吸收工段中大量使用各种填料塔、板式塔等，这些设备中气液传质过程仅仅依靠重力作用实现，由于重力场较弱，液相流体在塔设备中以较厚流体层流动，气液有效接触面积较小，导致存在传质性能低、吸收率低、吸收液循环量大、需要建设多座高达数十米的吸收塔等才能达到分离要求，这使得企业生产成本、维修费用以及能耗越来越大。

异丙醇吸收液吸收异丙醇属于气膜控制体系。因此，在传质设备的设计和填料的开发上，应提高气相的湍动程度、增加气液有效接触面积等，以达到强化气相传质目的、提高吸收率。

超重力旋转填料床是一种新型化工过程强化设备。在地球上，通过旋转产生的离心力可实现超重力环境。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快得多，气液两相在比地球重力场大数百倍甚至上千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生剧烈流动接触,巨大的剪切力将液体撕裂成微小的液膜、液丝和液滴，产生出巨大的相间接触面积,并且可实现相界面的快速更新，极大地提高了传递速率系数。因此，超重力旋转填料床作为脱除异丙醇的设备可以大大提高净化率，减少吸收液的循环量，降低生产建设费用和占地面积，进而降低脱除异丙醇的成本和能耗。

在旋转填料床中采用的填料通常是波纹丝网、网状金属、金属泡沫、拉西环等填料，虽然为气液接触提供了场所,但不能有效解决气、液两相均匀分布的问题,且对于有的反应来说存在气液接触不充分、接触时间短、阻力压降大等缺点，导致传质效果不理想、能耗过高。因此，填料精细结构的好坏直接影响传质效率的提高以及过程能耗的高低。

发明内容

本发明旨在提供一种脱除异丙醇气体的方法和装置，以3D打印的规整填料的镶嵌式旋转填料床为吸收设备，以异丙醇水溶液为吸收液，通过物理吸收法脱除异丙醇气体，吸收剂与异丙醇气体在3D打印规整填料的镶嵌式旋转填料床中以逆流方式接触吸收，实现深度脱除异丙醇气体，并得到较高浓度富液。