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1、(10)申请公布号 CN 103537173 A (43)申请公布日 2014.01.29 CN 103537173 A (21)申请号 201310551578.1 (22)申请日 2013.11.07 B01D 53/18(2006.01) (71)申请人 中国海洋石油总公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25 号 申请人 中海石油气电集团有限责任公司 (72)发明人 陈杰 单彤文 花亦怀 唐建峰 冯颉 尹全森 曾伟平 郭清 付浩 褚洁 (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 关畅 王春霞 (54) 发明名称 串并联可切换的气液传质塔器中试。
2、实验装置 (57) 摘要 本发明公开了一种串并联可切换的气液传质 塔器中试实验装置。 它包括吸收塔和吸收塔 ； 吸收塔的气体入口与原料气入口管道相连接， 原料气入口管道还与管道相连通， 管道的另 一端与吸收塔的气体入口相连通 ； 吸收塔顶 部的气体出口与管道相连通， 管道的另一端 与管道相连通 ； 管道还与净化气出口管道相 连通 ； 吸收塔底部的吸收剂出口与富液出口管 道相连通 ； 吸收塔顶部的气体出口与净化气出 口管道相连通 ； 吸收塔底部的吸收剂出口分别 与管道和管道相连通 ； 管道的两端分别与 吸收塔和所述吸收塔的上部的吸收剂入口相 连通。在不同工艺中气体净化工艺中试实验研究 中， 可通。
3、过调节本发明的阀门的启闭调节吸收塔 的串并联关系， 从而进行不同的塔器连接方式下 的气体净化效果和工艺操作参数确定等问题的研 究。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103537173 A CN 103537173 A 1/1 页 2 1. 一种串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置， 其特征在于 ： 所述中试实验装置包括吸收塔和吸收塔 ； 所述吸收塔的气体入口与原料气入口管道相连接， 所述原料气入口管道还与管道 相连通， 所述管道。
4、的另一端与所述吸收塔的气体入口相连通 ； 所述管道上设有阀 门 ； 所述吸收塔顶部的气体出口与管道相连通， 所述管道的另一端与所述管道相 连通 ； 所述管道还与净化气出口管道相连通 ； 所述管道和所述净化气出口管道上均设 有阀门 ； 所述吸收塔底部的吸收剂出口与富液出口管道相连通 ； 所述吸收塔顶部的气体出口与所述净化气出口管道相连通 ； 所述吸收塔底部的吸收剂出口分别与管道和管道相连通， 所述管道与所述富 液出口管道相连通， 所述管道与管道相连通 ； 所述管道的两端分别与所述吸收塔 和所述吸收塔的上部的吸收剂入口相连通 ； 所述管道、 所述管道和所述管道上均设有阀门。 2. 根据权利要求 1。
5、 所述的中试实验装置， 其特征在于 ： 所述吸收塔与所述吸收塔 的顶部与底部之间均设有压差测量指示装置。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的中试实验装置， 其特征在于 ： 所述吸收塔与所述吸收 塔的底部均设有液位控制仪表。 4. 根据权利要求 1-3 中任一项所述的中试实验装置， 其特征在于 ： 所述原料气入口管 道和所述净化气出口管道上均设有流量检测装置。 5. 根据权利要求 1-4 中任一项所述的中试实验装置， 其特征在于 ： 所述管道上设有 计量泵。 权 利 要 求 书 CN 103537173 A 2 1/3 页 3 串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置 技术领域 0001 本发。
6、明涉及一种化工气液传质过程的中试实验装置， 具体涉及一种串并联可切换 的气液传质塔器中试实验装置。 背景技术 0002 塔器是化工工业中常见的反应设备， 常用于物质的分离、 精馏、 吸收等过程。塔器 的中试装置能够模拟相应化工生产过程， 通过实验为实际生产提供参考。我国现有塔器相 关专利 71 项， 大多数的专利针对于塔器结构或塔内件的改进和创新， 多应用于生产。其中 专门用于实验的塔器专利一项 ： 发明名称为 “通用塔器教具” ， 申请号为 201210334881.1。 该专利用于教学实验。 工艺流程涉及到多个塔器的专利很多， 但大都采用一种连接方式。 根 据工业生产要求的不同， 所需塔器。
7、串并联连接方式也不同。 0003 当工业生产中需要处理气体量很大， 且对酸气脱除深度要求不高的情况下， 为了 节约成本， 往往采用并联的方式。 当需要处理气体量较小， 且对酸气脱除深度要求较高的情 况下， 往往采用串联的方式。两种情况下， 吸收剂与待净化气体均是逆向流动传质， 可以降 低能耗， 提高净化度。 该串联、 并联可切换的化工塔器中试装置可以进行不同工艺状况下的 实验研究。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置， 本发明能 够进行多个塔器不同气液连接方式下的工业模拟实验， 在单台实验装置上实现对多种工况 的考察。 0005 本发明所提供的一种。
8、串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置， 包括吸收塔 和吸收塔 ； 0006 所述吸收塔的气体入口与原料气入口管道相连接， 所述原料气入口管道还与管 道相连通， 所述管道的另一端与所述吸收塔的气体入口相连通 ； 所述管道上设有 阀门 ； 0007 所述吸收塔顶部的气体出口与管道相连通， 所述管道的另一端与所述管道 相连通 ； 所述管道还与净化气出口管道相连通 ； 所述管道和所述净化气出口管道上 均设有阀门 ； 0008 所述吸收塔底部的吸收剂出口与富液出口管道相连通 ； 0009 所述吸收塔顶部的气体出口与所述净化气出口管道相连通 ； 0010 所述吸收塔底部的吸收剂出口分别与管道和管道相连通。
9、， 所述管道与所 述富液出口管道相连通， 所述管道与管道相连通 ； 所述管道的两端分别与所述吸收 塔和所述吸收塔的上部的吸收剂入口相连通 ； 0011 所述管道、 所述管道和所述管道上均设有阀门。 0012 上述的气液传质塔器中试实验装置中， 所述吸收塔与所述吸收塔的顶部与底 说 明 书 CN 103537173 A 3 2/3 页 4 部之间均设有压差测量指示装置， 用于监测所述吸收塔与所述吸收塔内的压力差。 0013 上述的气液传质塔器中试实验装置中， 所述吸收塔与所述吸收塔的底部均设 有液位控制仪表， 用于监测所述吸收塔与所述吸收塔内的液位。 0014 上述的气液传质塔器中试实验装置中，。
10、 所述原料气入口管道和所述净化气出口管 道上均设有流量检测装置， 用于监测气体的流速。 0015 上述的气液传质塔器中试实验装置中， 所述管道上设有计量泵， 用于监测进入 所述吸收塔与所述吸收塔内的吸收剂。 0016 本发明使用方便， 且具有广泛的适用性， 在不同工艺中气体净化工艺中试实验研 究中， 可通过调节阀门的启闭调节吸收塔的串并联关系， 从而进行不同的塔器连接方式 （单 塔、 双塔串联、 双塔并联） 下的气体净化效果和工艺操作参数确定等问题的研究。本发明能 够针对实际工程中的不同气质进行模拟实验， 最终确定最佳的工艺流程， 为实际工程中的 设计提供参考和依据。 附图说明 0017 图 。
11、1 为本发明气液传质塔器中试实验装置的结构示意图。 0018 图中各标记如下 ： 0019 1 吸收塔、 2 吸收塔、 3 计量泵、 4 10 球阀、 11， 12 自动控制阀、 13 原料气入口 管道、 14 管道、 15 管道、 16 净化气出口管道、 17 流量检测装置、 18 富液出口管道、 19 管 道、 20 管道、 21 管道、 22 压差测量指示装置、 23 液位控制仪表。 具体实施方式 0020 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明， 均为常规方法。 0021 下述实施例中所用的材料、 试剂等， 如无特殊说明， 均可从商业途径得到。 0022 如图 1 所示， 本发明所提。
12、供的串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置包括吸 收塔1和吸收塔2 ； 该吸收塔1的气体入口与原料气入口管道13相连接， 该原料气入 口管道 13 还与管道 14 相连通， 且管道 14 的另一端与吸收塔 2 的气体入口相连通， 在管道 14 上设有阀门 10。吸收塔 1 顶部的气体出口与管道 15 相连通， 该管道 15 的另一端与管道 14 相连通， 在管道 15 上设有阀门 9。其中管道 15 还与净化气出口 管道 16 相连通， 该净化气出口管道 16 上设有阀门 8。在原料气入口管道 13 和净化气出口 管道 16 上均设有流量检测装置 17， 用于监测气体的流量。吸收塔 1 底部的。
13、吸收剂出口 与富液出口管道 18 相连通， 在富液出口管道 18 上设有阀门 11。吸收塔 2 顶部的气体出 口与 1 净化气出口管道 16 相连通。吸收塔 2 底部的吸收剂出口分别与管道 19 和管道 20 相连通， 管道 19 上设有阀门 6 和自动控制阀 12， 管道 20 上设有阀门 4 和 5 以及 计量泵 3， 用于对流入吸收塔 1 和吸收塔 2 的吸收剂进行计量。其中， 管道 19 与富液 出口管道 18 相连通， 管道 20 与管道 21 相连通， 在管道 21 设有阀门 7， 且管道 21 的两端分别与吸收塔 1 和吸收塔 2 的上部的吸收剂入口相连通。 0023 本发明的串。
14、并联可切换的气液传质塔器中试实验装置中， 在吸收塔 1 与吸收塔 2 的顶部与底部之间均设有压差测量指示装置 22， 用于监测吸收塔 1 与吸收塔 2 内 的压力差。 说 明 书 CN 103537173 A 4 3/3 页 5 0024 本发明的串并联可切换的气液传质塔器中试实验装置中， 在吸收塔 1 与吸收塔 2的底部均设有液位控制仪表23， 且分别与自动控制阀门11和12相连接， 以自动控制阀 11 和 12 的启闭状态。 0025 目前， 在实际的工业生产中为了降低温室效应， 防止设备腐蚀以及保证生产安全 等， 有许多领域需要进行气体的净化处理。大部分化工工艺在实际投入生产之前都要进行。
15、 小型装置实验。 0026 下面结合气体净化处理过程来说明本发明的使用过程 ： 0027 一、 塔器并联使用 0028 当使用该串并联可切换的气液传质塔器进行并联情况下气体吸收工况的实验研 究时， 具体操作过程如下 ： 0029 （1） 气相连接 ： 使阀门 10 和阀门 8 处于开启状态， 使阀门 9 处于关闭状态。此时， 经过增压后的酸气 （温度约为 30 50、 压力约为 3MPa 5MPa） 分成两股气体分别进入吸 收塔 1 与吸收塔 2 的底部与自上而下喷淋的吸收剂 （一般为醇胺） 进行酸气吸收过程。 吸收塔的操作温度约为 50， 压力约为 5MPa。 0030 （2） 液相连接 ：。
16、 当富液达到设定液位时 （由液位控制仪表 23 控制） ， 自动控制阀门 11 和 12 自动开启， 进行富液的排放。采用并联方式时， 阀门 6 和 7 处于开启状态， 阀门 4 和 5处于关闭状态。 经过再生塔再生以后的吸收剂， 由再生塔底流出后分成两股分别进入吸收 塔 1 与吸收塔 2 顶部， 进行自上而下的喷淋。吸收酸气后的吸收剂在吸收塔底部排出 后， 汇总到一起后进入再生塔进行吸收剂的循环再生过程。 0031 通过上述过程， 可以进行化工工艺中吸收塔器并联状况下酸气脱除效果及工艺参 数确定等的实验模拟研究。 0032 二、 塔器串联使用 0033 当使用该串并联可切换的气液传质塔器进行。
17、串联情况下气体吸收工况的实验研 究时， 具体操作过程如下 ： 0034 （1） 气相连接 ： 使阀门 10 和阀门 8 处于关闭状态， 使阀门 9 处于开启状态。此时， 经过增压后的酸气 （温度约为 30 50、 压力约为 3MPa 5MPa） 首先全部进入吸收塔 1 底部与自上而下喷淋的半贫液吸收剂 （一般为醇胺） 进行初级气体净化过程。初次净化后的 全部气体自吸收塔1顶部进入吸收塔2的底部与来自再生塔再生后的吸收剂在吸收塔 2 中进行进一步的酸气脱除过程。整个气体净化过程中吸收剂和待净化气体是逆向流动 传质。 0035 （2） 液相连接 ： 阀门 4、 5 和 7 均处于开启状态， 阀门 6 处于关闭状态。此时， 吸收 塔 2 底部排出的进行初级气体净化后的吸收剂通过计量泵 3 进入吸收塔 1 中进行初级 酸气脱除。吸收塔 1 底部通过液位检测联锁控制系统 （即液位自动控制仪表 23 控制） ， 当 富液达到设定液位时， 自动控制阀门 11 自动开启， 进行富液的排放。排放的富液进入再生 塔进行吸收剂循环再生过程。 0036 通过上述过程， 可以进行化工工艺中吸收塔器串联状况下酸气脱除效果及工艺参 数确定等的实验模拟研究。 说 明 书 CN 103537173 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103537173 A 6 。