[发明专利]闭合循环气体脱水方法和装置

说明书

本发明涉及一种从水、烃和卤化烃的混合物中分离水的装置和方法。本发明特别提供一种气体脱水的方法和装置。

为了从化学工业废料中的烃和/或卤化烃污染物或从气态烃中分离水，通常需要一分离系统，该系统能较长期地处于烃的氛围中而不致产生化学变性和发秽臭。申请人1988年5月17日递交的已审定共同待批专利194，984号公开了一种含水烃湿气流的干燥方法，该方法采用一种中空纤维薄膜来产生无烃的渗透水。该方法使用一种薄膜，它是一种无孔自支承中空纤维薄膜组件，该薄膜由亚铜铵纤维素中空纤维组成。一含水的烃气流被导入，与纤维的外面接触，水从气流中被渗透吸收入纤维，而不受气流的对流压力的制约，同时防止烃和/或卤化烃的吸收或渗透。无烃和/或卤化烃的水扩散入纤维的芯孔。被吸收的无烃和/或卤化烃的水从芯孔的内部除去，干燥气体则从薄膜的外部取出。该装置可以在过程中使水从气流中被渗透吸收入纤维而不受气流对流压力的制约，同时防止烃的吸收渗透，将无烃的水扩散入纤维芯孔。

上面提到的过程可以利用一干燥的吹扫空气流扫过中空纤维的芯孔，通过该气流带走出现在薄膜纤维内表面或壁上的水分子。出现在纤维内壁上的水连续地被吹扫气流带走。所以，薄膜是扩散器，基本上包括无支承和无孔的亚铜铵纤维素，可以连续地、不中断地工作。吹扫气流提供了除去水的装置，导致动态扩散，基本上干燥了留存的气体。作为一种除水装置，吹扫气流与超薄亚铜铵纤维素薄膜和无阻无孔薄膜表面相结合，与已有技术相比，大大改进了动态分离技术。

人们希望进一步提高上述系统的效率，降低它的工艺成本。上述系统的费用支出之一就是要用到来自干燥空气源的连续的干燥空气以提供一吹扫气流。本发明的目的就是要提供一种装置，它可以提高用于干燥湿气流的发明设备的收率，降低它的操作成本，且完全不会降低设备的产量或能力。

本发明提供了一种用于干燥含水烃气流的设备，该设备包括中空纤维分离装置，该装置可以从流经中空纤维分离器一侧的含水气流中渗透地吸收水份，形成一干燥的留存气流，并将渗透水扩散到第二侧，同时，该装置不会造成烃或卤化烃的吸收和扩散。第一排出装置形成一吹扫气流，从中空纤维分离装置的第二侧将渗透水吹走。第二排出装置将干燥的烃和卤化烃留存气流排出。第二排出装置包括与第一排出装置相连通的再循环装置，以在闭合气流回路中将留存气流的一部分作为吹扫气流进行再循环。

本发明进一步提供一种干燥含水气流的方法，该方法包括这样的步骤：将从流经至少一中空纤维薄膜的一边的含水气流中的水份渗透吸收，形成一干燥的留存气流，并将渗透水扩散到中空纤维薄膜的第二侧，与此同时防止烃和卤化烃的吸收和扩散;形成一吹扫气流，从中空纤维薄膜的第二侧将渗透水吹走;将包含烃和卤化烃的干燥的留存气流从中排出;留存的干燥气流的一部分被作为吹扫气流在闭合气流回路中进行再循环。

下面结合附图对本发明进行详细描述。当对本发明有更好的理解后，本发明的其它优点可以很容易地看出。附图中：

图1  为按本发明构造的流体回路流程图;

图2  为按本发明的一逐步剖开的中空纤维分离组件的局部透视图;

图3  为按本发明的一中空纤维的局部过程透视图，图示了中空纤维分离构造的流体分离过程。

一按照本发明的设备如图1中的10所示。该设备10将来自图示中12中湿气流源的含水烃气流加以干燥。湿气流源可以是来自工业的气流，其中的水蒸汽通常视为不希望的杂质。水蒸汽需要事先除去或在使用时或在加工处理湿气流时除去。例如天然气。天然气的主要成分是甲烷，在其自然状态下含有一定量的夹带的水。在许多工业工艺过程中，这些气体都需要或必须加以干燥。湿气流也可以是在第二站14处处理的湿气流。在站14处回收的气体可以通过图示为16的泵机构经过导管18泵入导管20。导管20连通在湿气流源12和流体分离组件22之间，如图所示。

图1  中的箭头所指为流体在管道中的流动方向。

分离组件22包括一壳体24。壳体24通常具有圆筒形。壳体24的两端具有盖子26、28。每个盖子分别包括一出入口30、32。

与壳体22的两端相邻且延伸进入壳体22内部与壳体22内部相通的是出入口34、36。