專利名稱：低建筑高度的洗滌塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于實(shí)施物理洗氣的洗滌塔，其中氣體自下向上而洗滌 劑自上向下通過洗滌塔，在洗滌塔中彼此上下設(shè)置至少兩個(gè)洗滌區(qū)，上
洗滌區(qū)向下由立管底部(Kaminboden)限制，由此處可以將一部分在上 洗滌區(qū)中加載的洗漆劑作為洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)中，而其他部分可以經(jīng) 由側(cè)面出口從洗滌塔排出，本發(fā)明還涉及用于運(yùn)行本發(fā)明洗滌塔的方法。
背景技術(shù)：
物理洗氣充分利用了液體的以下特性，吸收氣態(tài)物質(zhì)并保持在溶液 中，而不會(huì)與氣體發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)。氣體被液體吸收的程度通過溶解系數(shù)
加以表示氣體在液體中溶解得越好，則其溶解系數(shù)就越高。溶解系數(shù) 與溫度有關(guān)，并且通常隨著溫度的下降而上升。
若應(yīng)通過物理洗滌從氣體混合物溶解出一種氣體組份/，則為此需要 最少量為W^"的用作洗滌劑的液體，其可利用下式非常精確地算出-
『加"
在該式中，F(xiàn)代表氣體混合物的總量，p代表氣體混合物中的壓力，義,-代表洗出的氣體組份相對(duì)于所用洗滌劑的溶解系數(shù)。在氣體混合物的組 份的溶解系數(shù)的差別足夠大的前提下，可以通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)洗滌劑的量 而在洗滌步驟中將具有最大溶解系數(shù)的氣體組份與其他氣體組份基本上 無關(guān)地進(jìn)行分離，即選擇性分離。根據(jù)相同的原理，可以在后續(xù)洗滌步 驟中利用更大量的洗滌劑選擇性地洗出具有相似溶解系數(shù)的其他氣體組 份或氣休組份的組，并任選輸送而加以利用。合成粗煤氣是在汽化裝置中例如通過用水蒸汽重整或者通過部分氧 化而由炭或烴類爐料大規(guī)模產(chǎn)生的，并且通常包含一些干擾后續(xù)加工的
組份，如二氧化碳(C02)、硫化氫(H2S)和氧硫化碳(COS),為了提 純合成粗煤氣，優(yōu)選釆用物理洗滌。提供該方法是因?yàn)楝F(xiàn)在合成氣大多 是在高壓下產(chǎn)生的，而且物理洗滌以一次逼近的功效隨著工作壓力線性 上升。甲醇洗滌對(duì)于提純合成粗煤氣具有特別的意義。其充分利用了以 下事實(shí)，H2S、 COS和C02在液態(tài)低溫甲醇中的溶解系數(shù)與氫氣(H2) 和一氧化碳(CO)相差多個(gè)數(shù)量級(jí)。
因?yàn)槿芙庀禂?shù)明顯不同，所以實(shí)際上通常在第一洗滌步驟中從合成 粗煤氣洗去含硫組份H2S和COS，而在第二洗滌步驟中洗去C02。兩個(gè) 洗滌步驟中的洗滌劑的量適應(yīng)于待去除的組份的溶解系數(shù)，因此在第一 洗滌步驟中洗滌劑的使用量小于第二洗滌步驟。在再生于第一洗滌步驟 中所加載的甲醇洗滌劑時(shí)，獲得基本上純的含硫組份，并且可以送至經(jīng) 濟(jì)的用途，例如Claus裝置。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在洗滌塔中如上所述實(shí)施甲醇洗滌，在洗滌塔中彼 此上下設(shè)置兩個(gè)洗滌區(qū)，它們被立管底部相互分開，其中在下部區(qū)域中 停止第一洗滌步驟而在上部區(qū)域中停止第二洗滌步驟。此類洗滌塔在其 下部區(qū)域具有用于送入待洗滌的合成粗煤氣的裝置，而在其頂部具有用 于排出經(jīng)洗漆的合成氣的裝置。此外還具有用于在塔頂部送入未加載的 甲醇洗滌劑的裝置，用于從立管底部排出加載C02的甲醇洗漆劑的裝置，
用于將加載C02的甲醇洗滌劑送入下洗滌區(qū)的裝置，以及用于從塔底空
間排出塔底產(chǎn)物的裝置。在第一洗滌區(qū)中從合成粗煤氣提取含硫組份， 然后將合成粗煤氣經(jīng)由立管底部進(jìn)一步導(dǎo)入上洗滌區(qū)中并在此釋放二氧 化碳。在下洗滌區(qū)中使用甲醇作為洗滌劑，其在上洗滌區(qū)中已經(jīng)加載 C02。加載C02的甲醇洗漆劑在立管底部收集，由此處排出，并分成第 一和第二工藝流。第一工藝流以調(diào)節(jié)流量的方式導(dǎo)入下洗滌區(qū)中，并在 此用作洗滌劑。第二工藝流以調(diào)節(jié)料位的方式送入洗滌劑再生裝置，其中立管底部的料位是調(diào)節(jié)量。
洗滌塔中的立管底部以如下方式構(gòu)成，在對(duì)于下洗滌區(qū)確定的甲醇 洗滌劑的排出位置處可以形成靜態(tài)液壓，其足以平衡甲醇洗滌劑在其從 立管底部進(jìn)入下洗滌區(qū)的路徑上所受到的壓力損失。由于管道中的摩擦 損失以及由流量測(cè)量點(diǎn)及調(diào)節(jié)閥導(dǎo)致的壓力損失，立管底部的高度實(shí)際 上有數(shù)米。立管底部的高度完全進(jìn)入洗滌塔的總高度中，因此其占據(jù)投 資成本的顯著部分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，描述此類洗滌塔及其運(yùn)行方法，其可以 明顯降低的成本提供至少與現(xiàn)有技術(shù)一樣好的洗滌效果，因而提高了洗 氣的經(jīng)濟(jì)性。
該目的在洗滌塔方面是根據(jù)本發(fā)明以如下方式實(shí)現(xiàn)的，通過溢流口 將上洗滌區(qū)與下洗滌區(qū)相連接，經(jīng)由溢流口可以將已加載的洗滌劑從上 洗滌區(qū)的立管底部導(dǎo)入下洗滌區(qū)中。
溢流口是用于從蓄液器導(dǎo)出液體的裝置，其中溢流口的入口橫截面 的大小使得一旦蓄液器中的液位超過極限值，則液體會(huì)基本上無摩擦地 流出。
因?yàn)橄礈靹缀鯚o摩擦地從上洗滌區(qū)流入下洗滌區(qū)中，所以在立管 底部?jī)H需要非常低的流體靜壓以抵消洗滌劑的提取位置處的摩擦損失。 與現(xiàn)有技術(shù)不同，立管底部的洗滌劑液位僅不明顯地高于下洗滌區(qū)中所 需洗滌劑的排出位置，即溢流口的下邊緣。
在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，溢流口是在洗滌塔內(nèi)部以其頂 端延伸進(jìn)入上洗滌區(qū)的立管底部的豎直的管的形式構(gòu)成的，該管將立管 底部與下洗滌區(qū)的液體分配器相連接。
在本發(fā)明洗滌塔的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在洗滌塔中可以借助低 溫甲醇提純合成粗煤氣。在本發(fā)明洗祭塔的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在洗滌塔中設(shè)置恰 好兩個(gè)通過立管底部相互分開的洗滌區(qū)。
此外，本發(fā)明還涉及用于運(yùn)行洗滌塔以實(shí)施物理洗氣的方法，其中 氣體自下向上而洗滌劑自上向下通過洗滌塔，在洗滌塔中彼此上下設(shè)置
至少兩個(gè)洗滌區(qū)，上洗滌區(qū)向下由立管底部限制，由此處將一部分在上 洗滌區(qū)中加載的洗滌劑作為洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)中，而其他部分經(jīng)由側(cè) 面出口從洗滌塔排出。
在方法方面，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所提出的目的，從上洗滌區(qū)導(dǎo)入下 洗滌區(qū)中的洗滌劑的量是間接地通過經(jīng)由側(cè)面出口從洗滌塔排出的洗滌 劑的量調(diào)節(jié)的。
在調(diào)節(jié)經(jīng)由側(cè)面出口引出的洗滌劑的量時(shí)，考慮在上洗滌區(qū)的頂部 導(dǎo)入的洗滌劑需要一定的時(shí)間(延遲時(shí)間)，直至其進(jìn)入立管底部。若例 如提高待提純的氣體的量，則導(dǎo)入第一洗滌區(qū)中的洗滌劑的量通過相應(yīng) 地提高洗滌劑流量而立即適應(yīng)于新的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)控制經(jīng)由側(cè)面出口 從立管底部導(dǎo)出的洗滌劑的量，從而使流入下洗滌區(qū)中的洗滌劑的量同 樣立即對(duì)應(yīng)于新的運(yùn)行狀態(tài)。就提高從上洗滌區(qū)流入立管底部的洗滌劑 流量來說，經(jīng)由側(cè)面出口流出的洗滌劑的量也增大，從而在任何時(shí)刻都 將正確的量的洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)中。
取消根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所需的分別調(diào)節(jié)上洗滌區(qū)的立管底部的洗滌劑液 位，因?yàn)橥ㄟ^本發(fā)明的溢流口確定液位，基本上與洗滌塔的運(yùn)行情況無 關(guān)。
在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用低溫甲醇作為洗滌劑 至少去除二氧化碳和含硫組份以提純合成粗煤氣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本發(fā)明可以顯著降低此類洗滌塔的建筑高度。
以直徑為4米的洗滌塔為例應(yīng)當(dāng)表明這一點(diǎn)，在其中使用甲醇作為洗滌 劑提純合成粗煤氣。為了抵消管道中以及經(jīng)由調(diào)節(jié)閥及用于測(cè)量流量的裝置的壓力損 失，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在下洗滌區(qū)所需洗滌劑的排出口處需要流體靜壓，
其對(duì)應(yīng)于約2.8米高的洗滌劑高度。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明洗滌劑從上洗滌區(qū) 導(dǎo)入下洗滌區(qū)而幾乎沒有壓力損失，所以立管底部及因此的洗滌塔可以 具有降低了該值的建筑高度，這在直徑為IO米的洗滌塔的情況下導(dǎo)致大 幅下降的投資成本。
下面依據(jù)附圖中所示的實(shí)施方案更詳細(xì)地闡述本發(fā)明


附圖所示為根據(jù)本發(fā)明的洗滌塔的示意圖。
具體實(shí)施例方式
該實(shí)施方案是以甲醇洗滌的洗滌塔，在其中在兩個(gè)洗滌區(qū)中從合成 粗煤氣流相互獨(dú)立地分離含硫組份和二氧化碳。
經(jīng)由管道1將待提純的合成粗煤氣導(dǎo)入洗漆塔T中，隨后向上流過 下洗滌區(qū)WS1。經(jīng)由溢流口 U將甲醇洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)WS1中，該 甲醇洗滌劑是在上洗滌區(qū)WS2中已經(jīng)加載二氧化碳并且在立管底部K 被接收的甲醇洗滌劑，立管底部向下結(jié)束洗滌區(qū)WS2。加載二氧化碳的 甲醇洗滌劑自上向下流入下洗滌區(qū)WS1中，并在其路徑上從以對(duì)流引導(dǎo) 的合成粗煤氣中洗去含硫組份，然后其現(xiàn)在加載C02及含硫組份，在洗 滌塔T的塔底空間S中收集。去除含硫組份而提純的合成氣通過立管底 部K向上流入上洗滌區(qū)WS2中，在其中通過以對(duì)流引導(dǎo)的甲醇洗滌劑 去除二氧化碳而加以提純，甲醇洗滌劑是在洗滌塔T的頂部經(jīng)由管道2 以未加載的狀態(tài)導(dǎo)入的。最終經(jīng)由管道3從洗滌塔T排出經(jīng)提純的合成 氣，并繼續(xù)引導(dǎo)。從立管底部K經(jīng)由側(cè)面出口 4排出一部分在洗滌區(qū) WS2中加載二氧化碳的甲醇洗滌劑，并送入再生裝置(未示出)，該部 分無需作為下洗滌區(qū)WS1中的洗滌劑。從洗滌塔T的塔底空間S經(jīng)由管道5排出的己加載的甲醇洗滌劑基本上與二氧化碳無關(guān)地將含硫組份分 離出，并送至Claus裝置的經(jīng)濟(jì)的用途(未示出)。在洗滌塔T的頂部經(jīng)由管道2以調(diào)節(jié)流量的方式送入甲醇洗漆劑， 以確保即使在上洗滌區(qū)WS2中改變運(yùn)行條件的情況下，在各個(gè)時(shí)刻提供 從合成粗煤氣最佳地分離二氧化碳所需量的洗滌劑。為此，管道2裝配 有量測(cè)量裝置Dl和調(diào)節(jié)部件a。流量調(diào)節(jié)器FC1為調(diào)節(jié)部件a發(fā)出調(diào)節(jié) 信號(hào)，其大小是通過量測(cè)量裝置Dl的信號(hào)與理論值的比較而得出的， 其中理論值取決于待提純的合成粗煤氣的量而從外部預(yù)先確定。因此， 在各個(gè)時(shí)刻也向下洗滌區(qū)WS1導(dǎo)入用于從合成粗煤氣最佳地分離含硫 組份所需量的洗滌劑，側(cè)面出口4裝配有用于調(diào)節(jié)量的由量測(cè)量裝置D2、 調(diào)節(jié)部件b和流量調(diào)節(jié)器FC2構(gòu)成的裝置。從流量調(diào)節(jié)器FC2向調(diào)節(jié)部 件b發(fā)出的信號(hào)是通過量測(cè)量裝置D2的信號(hào)與從外部預(yù)先確定的理論 值的比較而得出的，其大小是根據(jù)待提純的合成粗煤氣的量和甲醇洗滌 劑從洗滌塔T的頂部到達(dá)立管底部K所需的時(shí)間(延遲時(shí)間)而得出的。 因此，經(jīng)由側(cè)面出口 4而間接地調(diào)節(jié)流入下洗滌區(qū)WS1中的洗滌劑的量。 洗滌塔T的塔底空間S中已加載的甲醇洗滌劑的液位被調(diào)節(jié)料位，為此 調(diào)節(jié)器LC向調(diào)節(jié)部件c發(fā)出信號(hào)，其大小取決于當(dāng)前液位與從外部預(yù) 先確定的理論值的偏差。
權(quán)利要求
1、用于實(shí)施物理洗氣的洗滌塔，其中氣體自下向上而洗滌劑自上向下通過該洗滌塔，在該洗滌塔中彼此上下設(shè)置至少兩個(gè)洗滌區(qū)，上洗滌區(qū)向下由立管底部限制，由此處將一部分在該上洗滌區(qū)中加載的洗滌劑作為洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)中，而其他部分經(jīng)由側(cè)面出口從該洗滌塔排出，其特征在于，該上洗滌區(qū)通過溢流口與該下洗滌區(qū)相連接，已加載的洗滌劑是經(jīng)由該溢流口從該上洗滌區(qū)的該立管底部導(dǎo)入該下洗滌區(qū)中的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗滌塔，其特征在于，所述溢流口是在所 述洗漆塔內(nèi)部以其頂端延伸進(jìn)入所述上洗滌區(qū)的立管底部的豎直的管的 形式構(gòu)成的，該管將所述立管底部與所述下洗滌區(qū)的液體分配器相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的洗滌塔，其特征在于，在所述洗滌塔 中利用低溫甲醇提純合成粗煤氣。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的洗滌塔，其特征在于，在所述洗 滌塔中設(shè)置被立管底部相互分開的洗滌區(qū)。
5、 用于運(yùn)行洗滌塔以實(shí)施物理洗氣的方法，其中氣體自下向上而洗 滌劑自上向下通過該洗滌塔，在該洗滌塔中彼此上下設(shè)置至少兩個(gè)洗滌 區(qū)，上洗滌區(qū)向下由立管底部限制，由此處將一部分在該上洗滌區(qū)中加 載的洗滌劑作為洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)中，而其他部分經(jīng)由側(cè)面出口從該 洗滌塔排出，其特征在于，從該上洗滌區(qū)導(dǎo)入該下洗滌區(qū)中的洗滌劑的 量是間接地通過經(jīng)由該側(cè)面出口從該洗滌塔排出的洗滌劑的量調(diào)節(jié)的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，使用低溫甲醇作為洗 滌劑至少去除二氧化碳和含硫組份以提純合成粗煤氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于實(shí)施物理洗氣的洗滌塔(T)，其中氣體(1)自下向上而洗滌劑(2)自上向下通過洗滌塔，在洗滌塔(T)中彼此上下設(shè)置至少兩個(gè)洗滌區(qū)(WS1、WS2)，上洗滌區(qū)(WS2)向下由立管底部(K)限制，由此處將一部分在上洗滌區(qū)中加載的洗滌劑作為洗滌劑導(dǎo)入下洗滌區(qū)(WS1)中，而其他部分經(jīng)由側(cè)面出口(4)從洗滌塔(T)排出。上洗滌區(qū)(WS2)通過溢流口(U)與下洗滌區(qū)(WS1)相連接，已加載的洗滌劑經(jīng)由溢流口從上洗滌區(qū)(WS2)的立管底部(K)導(dǎo)入下洗滌區(qū)(WS1)中。
文檔編號(hào)B01D53/18GK101541397SQ200780037059
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者A·澤利格 申請(qǐng)人:林德股份公司