[go: up one dir, main page]

RU2702565C1 - Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation - Google Patents

Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2702565C1
RU2702565C1 RU2019105671A RU2019105671A RU2702565C1 RU 2702565 C1 RU2702565 C1 RU 2702565C1 RU 2019105671 A RU2019105671 A RU 2019105671A RU 2019105671 A RU2019105671 A RU 2019105671A RU 2702565 C1 RU2702565 C1 RU 2702565C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
condensation unit
vapor
low
boiling liquid
gas mixture
Prior art date
Application number
RU2019105671A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Николаевич Дзебань
Кирилл Сергеевич Вящиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Промышленно-Инновационная Компания»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Промышленно-Инновационная Компания» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Промышленно-Инновационная Компания»
Priority to RU2019105671A priority Critical patent/RU2702565C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702565C1 publication Critical patent/RU2702565C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling fluid vapors involves using an apparatus comprising a condensation unit, vapor condensation by reacting a vapor-gas mixture with a cooled low-boiling liquid in a condensation unit. According to the disclosed solution for interaction of the vapor-gas mixture with the cooled low-boiling liquid in the condensation unit, a dynamic foam layer is created by directing the flow from the vapor-gas mixture and the cooled low-boiling liquid through tangential slots formed by tangentially arranged blades of condensation unit. Steam-gas mixture and the cooled low-boiling liquid are fed into the condensation unit in the upper part of the condensation unit while the low-boiling liquid supplied to the condensation unit is cooled to temperature in the range from minus 100 °C to minus 15 °C. Plant for purification of vapor-gas mixture from low-boiling fluid vapors includes condensation unit, low-boiling liquid collection vessel connected to condensation unit, cooling unit containing heat exchanger and refrigerating unit, pump for supply of low-boiling liquid to condensation unit. In the proposed plant, the condensation unit comprises a shell with tangential slots in the walls formed by the blades arranged at an angle to the shell circumference, the upper part of the shell is closed by the upper disc, and its lower part is fixed on lower disc, which contains central hole, diameter of which is less than diameter of shell. Condensation unit can be made in form of vertically oriented housing. Diameter of the shell diameter of the upper disc closing the upper part of the shell is equal. Condensation unit comprises branch pipes for supply of vapor-gas mixture and low-boiling liquid in its upper part and branch pipes for discharge of liquid and gas in its lower part.
EFFECT: disclosed method of cleaning vapor-gas mixture from low-boiling fluid vapors.
4 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей промышленности, где существует потребность очистки газов и газовых смесей от паров низкокипящих жидкостей. В частности, такая очистка воздуха, с применением заявляемого устройства, может быть осуществлена при хранении, производстве и транспортировке метанола. Устройство может также использоваться в качестве скруббера, абсорбера, десорбера, контактного теплообменника, химического реактора в технологических процессах с использованием других низкокипящих жидкостей. The technical solution relates to the chemical, petrochemical, oil refining and oil and gas industries, where there is a need to purify gases and gas mixtures from vapors of low boiling liquids. In particular, such air purification, using the inventive device, can be carried out during storage, production and transportation of methanol. The device can also be used as a scrubber, absorber, stripper, contact heat exchanger, chemical reactor in technological processes using other low-boiling liquids.

В качестве низкокипящих жидкостей для понимания заявляемого технического решения могут рассматриваться метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон и прочие жидкости, которые уже при низких температурах (от 30°С) образуют пары, которые являются опасными для людей и окружающей среды соединениями. При этом, эти жидкости, в отличии от воды, не замерзают при охлаждении их до отрицательных температур. В то же время, метанол является одним из широко используемых видов сырья в химической индустрии, на основе которого производят различные материалы. Объемы его применения всё время растут, появляются новые виды технологий. Нефтеперерабатывающая отрасль использует метанол как сырье для очистки бензина и выделения толуола. Как катализатор, метанол применяется в газовом сегменте. Он сушит природный газ и препятствует образованию гидрата в трубопроводах. В связи с этим, остро встает вопрос качественной очистки воздуха при производстве и использовании метанола и других низкокипящих жидкостей с подобными свойствами. As low-boiling liquids for understanding the claimed technical solution, methanol, ethanol, diethyl ether, acetone and other liquids can be considered, which even at low temperatures (from 30 ° C) form vapors that are compounds hazardous to humans and the environment. At the same time, these liquids, unlike water, do not freeze when they are cooled to freezing temperatures. At the same time, methanol is one of the widely used types of raw materials in the chemical industry, on the basis of which various materials are produced. The volume of its application is growing all the time, new types of technologies are appearing. The oil refining industry uses methanol as a feedstock to clean gasoline and toluene. As a catalyst, methanol is used in the gas segment. It dries natural gas and prevents the formation of hydrate in pipelines. In this regard, there is an acute question of high-quality air purification in the production and use of methanol and other low-boiling liquids with similar properties.

Известен «Способ улавливания метанола из парогазовой смеси при его хранении и перевалке» по патенту РФ№ 2532431 (опубл. 10.11.2014 г.). Способ улавливания метанола включает отбор паров парогазовой смеси из емкости установки, охлаждение парогазовой смеси и конденсацию паров в блоке конденсации паров. Блок конденсации паров выполнен в виде емкости с охлажденным метанолом с установленной на ней насадочной колонной. Взаимодействие парогазовой смеси, содержащей пары метанола, с охлажденным до температуры в диапазоне от минус 36 до минус 25°C метанолом осуществляют противотоком, когда парогазовая смесь подается в нижней части насадочной колонны, а охлажденный метанол – через форсунки в верхней части. При этом происходит конденсация паров метанола на поверхности охлажденного метанола, стекающего вниз по насадке, размещенной в насадочной колонне. Охлажденный и сконденсированный метанол возвращается в емкость охлажденного метанола. В известном решении для увеличения площади контакта фаз (парогазовой смеси и охлажденного метанола) используют насадку.The well-known "Method for capturing methanol from a gas-vapor mixture during its storage and transshipment" according to the patent of the Russian Federation No. 2532431 (publ. 10.11.2014). The methanol recovery method involves the extraction of vapor from a gas-vapor mixture from a plant vessel, cooling the vapor-gas mixture, and vapor condensation in a vapor condensation unit. The vapor condensation unit is made in the form of a container with cooled methanol with a packed column installed on it. The interaction of a gas-vapor mixture containing methanol vapors with methanol cooled to a temperature in the range from minus 36 to minus 25 ° C is countercurrent when the gas-vapor mixture is supplied in the lower part of the packed column, and the cooled methanol through the nozzles in the upper part. In this case, methanol vapor is condensed on the surface of the cooled methanol flowing down the nozzle located in the packed column. Chilled and condensed methanol is returned to the chilled methanol tank. In a known solution, a nozzle is used to increase the contact area of the phases (gas-vapor mixture and chilled methanol).

Недостатком известного решения является его высокая материалоемкость и большие габаритные размеры установки, используемой для реализации способа. Чтобы площадь контакта парогазовой смеси и охлажденного метанола, которая ограничена площадью поверхности насадки, по которой стекает охлажденный метанол, была достаточно большой для качественной очистки парогазовой смеси, необходимо создать большой объем и габаритные размеры насадочной колонны, а также объем загружаемой насадки. При этом, невозможно без ограничения наращивать объем насадочной колонны, так как это ведет к увеличению габаритных размеров, веса и стоимости данного элемента установки. Кроме того, известный способ требует использования расходных материалов, к которым относятся насадка, загружаемая в насадочную колонну, форсунки для подачи охлажденного метанола и пр., что тоже повышает материалоемкость решения. Но даже при больших размерах установки и большом объеме насадки известное решение имеет недостаточно высокую эффективность, так как скорость движения вниз метанола по насадке происходит лишь под действием силы тяжести, то есть динамическое взаимодействие охлажденного метанола и парогазовой смеси незначительно.A disadvantage of the known solution is its high material consumption and large overall dimensions of the installation used to implement the method. So that the contact area of the vapor-gas mixture and the cooled methanol, which is limited by the surface area of the nozzle along which the cooled methanol flows, is large enough for high-quality cleaning of the vapor-gas mixture, it is necessary to create a large volume and overall dimensions of the packed column, as well as the volume of the loaded nozzle. At the same time, it is impossible to increase the volume of the packed column without restriction, since this leads to an increase in the overall dimensions, weight and cost of this installation element. In addition, the known method requires the use of consumables, which include a nozzle loaded into the nozzle column, nozzles for supplying chilled methanol, etc., which also increases the material consumption of the solution. But even with a large installation and a large volume of the nozzle, the known solution is not high enough, since the speed of downward movement of methanol through the nozzle occurs only under the influence of gravity, that is, the dynamic interaction of the cooled methanol and gas-vapor mixture is negligible.

Задачей заявляемого технического решения является разработка способа очистки газа с высокими показателями эффективности и установки для его осуществления, которая имеет компактные габаритные размеры, не требует значительного расхода материала, и характеризуется простой, надежной в изготовлении и эксплуатации конструкцией. The objective of the proposed technical solution is to develop a gas purification method with high efficiency indicators and an installation for its implementation, which has compact overall dimensions, does not require significant material consumption, and is characterized by a simple, reliable construction and operation.

Технический результат заключается в снижении материалоемкости при изготовлении установки, веса и габаритных размеров. При этом в сравнении с известными решениями с теми же габаритными размерами заявляемое решение характеризуется более высокой эффективностью.The technical result consists in reducing the material consumption in the manufacture of the installation, weight and overall dimensions. Moreover, in comparison with known solutions with the same overall dimensions, the claimed solution is characterized by higher efficiency.

Заявленный технический результат достигается тем, что в способе очистки парогазовой смеси от паров низкокипящей жидкости, включающем использование установки, содержащей блок конденсации, конденсацию паров посредством взаимодействия парогазовой смеси с охлажденной низкокипящей жидкостью в блоке конденсации, согласно заявляемому решению для взаимодействия парогазовой смеси с охлажденной низкокипящей жидкостью в блоке конденсации создают динамический пенный слой путем направления потока из парогазовой смеси и охлажденной низкокипящей жидкости через тангенциальные щели, образованные тангенциально расположенными лопатками блока конденсации. Подачу парогазовой смеси и охлажденной низкокипящей жидкости в блок конденсации осуществляют в верхней части блока конденсации, а охлаждение низкокипящей жидкости, подаваемой в блок конденсации, осуществляют до температуры в диапазоне от минус 100°C до минус 15°C. Установка для очистки парогазовой смеси от паров низкокипящей жидкости, включает блок конденсации, емкость для сбора низкокипящей жидкости, соединенную с блоком конденсации, блок охлаждения, содержащий теплообменник и холодильную установку, насос для подачи низкокипящей жидкости в блок конденсации. В заявляемой установке блок конденсации содержит обечайку с тангенциальными щелями в стенках, образованными лопатками, расположенными под углом к окружности обечайки, верхняя часть обечайки закрыта верхним диском, а нижняя её часть закреплена на нижнем диске, который содержит центральное отверстие, диаметр которого меньше, чем диаметр обечайки. Блок конденсации может быть выполнен в виде вертикально ориентированного корпуса. Диаметр верхнего диска, закрывающего верхнюю часть обечайки, равен диаметру обечайки. Блок конденсации содержит патрубки для подвода парогазовой смеси и низкокипящей жидкости в верхней его части и патрубки для отвода жидкости и газа в нижней его части.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of purifying a gas-vapor mixture from low-boiling liquid vapors, including the use of a unit containing a condensation unit, vapor condensation by reacting the gas-vapor mixture with a cooled low-boiling liquid in the condensation unit, according to the claimed solution for the interaction of a gas-vapor mixture with a cooled low-boiling liquid a dynamic foam layer is created in the condensation unit by directing the flow from the gas-vapor mixture and the cooled low conductive fluid through the tangential slots formed tangentially disposed blades condensation unit. The vapor-gas mixture and the cooled low-boiling liquid are supplied to the condensation unit in the upper part of the condensation unit, and the low-boiling liquid supplied to the condensation unit is cooled to a temperature in the range from minus 100 ° C to minus 15 ° C. An installation for cleaning a gas-vapor mixture from low-boiling liquid vapors includes a condensation unit, a low-boiling liquid collection tank connected to the condensation unit, a cooling unit containing a heat exchanger and a refrigeration unit, and a pump for supplying a low-boiling liquid to the condensation unit. In the inventive installation, the condensation unit contains a casing with tangential slits in the walls formed by blades located at an angle to the circumference of the casing, the upper part of the casing is closed by the upper disk, and its lower part is fixed to the lower disk, which contains a Central hole, the diameter of which is smaller than the diameter shells. The condensation unit may be made in the form of a vertically oriented housing. The diameter of the upper disk covering the upper part of the shell is equal to the diameter of the shell. The condensation unit contains nozzles for supplying a gas-vapor mixture and low-boiling liquid in its upper part and nozzles for discharging liquid and gas in its lower part.

Благодаря тому, что для взаимодействия парогазовой смеси с охлажденной низкокипящей жидкостью в блоке конденсации создают динамический пенный слой путем направления потока из парогазовой смеси и охлажденной низкокипящей жидкости через тангенциальные щели, образованные тангенциально расположенными лопатками блока конденсации, происходит эффективный тепло-массообмен между подаваемой на очистку парогазовой смесью и жидким абсорбционным агентом, в качестве которого используют охлажденную низкокипящую жидкость. Это достигается тем, что газожидкостный поток проходя через тангенциальные щели обечайки блока конденсации, движется по лопаткам, что задает ему вращательное круговое движение по направлению лопаток внутри обечайки. Под действием центробежных сил жидкость, поступающая в блок конденсации, прижимается к внутренней поверхности обечайки, где постоянно раскручивается поступающей парогазовой смесью. При этом газ с жидкостью дробятся в поле центробежных сил на очень мелкие пузырьки, что способствует увеличению площади контакта и обеспечивает эффективную конденсацию паров из парогазовой смеси на охлажденной жидкости. Такое увеличение площади контакта достигается без увеличения габаритных размеров установки для осуществления способа и без использования насадки или других расходных материалов для создания площади контакта для взаимодействия парогазовой смеси и охлажденной низкокипящей жидкости. Due to the fact that for the interaction of the gas-vapor mixture with the cooled low-boiling liquid in the condensation unit, a dynamic foam layer is created by directing the flow from the gas-vapor mixture and the cooled low-boiling liquid through the tangential slots formed by the tangentially located vanes of the condensation unit, an effective heat and mass transfer occurs between the vapor-gas mixture fed for cleaning mixture and a liquid absorption agent, which is used as a cooled low-boiling liquid. This is achieved by the fact that the gas-liquid flow passing through the tangential slots of the shell of the condensation unit moves along the blades, which gives it a rotational circular motion in the direction of the blades inside the shell. Under the action of centrifugal forces, the liquid entering the condensation unit is pressed against the inner surface of the shell, where it is constantly unwound with the incoming vapor-gas mixture. In this case, gas and liquid are crushed in the field of centrifugal forces into very small bubbles, which contributes to an increase in the contact area and provides effective condensation of vapor from the vapor-gas mixture on the cooled liquid. This increase in contact area is achieved without increasing the overall dimensions of the installation for implementing the method and without using nozzles or other consumables to create a contact area for the interaction of the vapor-gas mixture and the cooled low-boiling liquid.

Заявляемый способ и установка для его осуществления далее поясняется с помощью фигур, на которых условно представлен один из вариантов заявленной установки в предпочтительном варианте исполнения.The inventive method and installation for its implementation is further explained using figures in which one of the variants of the claimed installation is conventionally presented in the preferred embodiment.

На фиг.1 приведена технологическая схема установки, содержащей два блока конденсации, включенные последовательно, на фиг.2 – блок конденсации (продольный разрез), на фиг.3 – блок конденсации (поперечный разрез).Figure 1 shows the technological scheme of the installation, containing two condensation units connected in series, Fig.2 - condensation unit (longitudinal section), Fig.3 - condensation unit (transverse section).

Позициями на фигурах показаны: 1 – блок конденсации, 2 - емкость для сбора и хранения охлажденной низкокипящей жидкости, 3 – теплообменник, 4 – холодильная установка, 5 – насос-дозатор, 6 – насос для подачи низкокипящей жидкости в блок конденсации, 7 - патрубок для подачи парогазовой смеси, 8 - патрубок для подачи низкокипящей жидкости, 9 – обечайка блока конденсации, 10 - верхний диск блока конденсации, 11 - лопатки блока конденсации, 12 – нижний диск блока конденсации, 13 – центральное отверстие блока конденсации, 14 – сепарационный блок блока конденсации с основанием в форме усеченного конуса, 15 - патрубок для слива жидкости, 16 - центральный патрубок для выхода очищенного газа, 17 - вентилятор.The positions in the figures show: 1 - condensation unit, 2 - capacity for collecting and storing chilled low-boiling liquid, 3 - heat exchanger, 4 - refrigeration unit, 5 - metering pump, 6 - pump for supplying low-boiling liquid to the condensation unit, 7 - pipe for supplying a gas-vapor mixture, 8 - a nozzle for supplying low-boiling liquid, 9 - a shell of a condensation unit, 10 - an upper disk of a condensation block, 11 - blades of a condensation block, 12 - a lower disk of a condensation block, 13 - a central opening of a condensation block, 14 - a separation block block conde sation with a base in the form of a truncated cone, 15 - overflow pipe, 16 - a central outlet for the purified gas outlet, 17 - fan.

Далее со ссылками на фигуры 1-3 работа установки поясняется на примере её использования для очистки парогазовой смеси от паров метанола в конструкции с двумя ступенями очистки, каждая из которых содержит блок конденсации.Further, with reference to figures 1-3, the operation of the installation is illustrated by the example of its use for cleaning a gas mixture from methanol vapor in a construction with two cleaning stages, each of which contains a condensation unit.

В блок - 1 конденсации из емкости – 2 для сбора и хранения охлажденного метанола подают метанол, охлажденный в блоке охлаждения, выполненном в виде закрытого контура охлаждения, состоящего из теплообменника – 3, холодильной установки – 4 и насоса -5, метанол в блок конденсации подают с помощью насосов – 6 одновременно в первую и вторую ступень очистки (в первый и второй блок 1 конденсации соответственно). В блок – 1 конденсации через патрубок - 7 подают парогазовую смесь, а охлажденный метанол поступает через патрубок – 8. Движение потоков парогазовой смеси и жидкости происходит сверху вниз по блоку - 1 конденсации под действием разрежения, создаваемого посредством вентилятора - 17. Охлажденный метанол и парогазовая смесь заполняют пространство корпуса блока – 1 конденсации и, так как обечайка - 9 сверху закрыта диском – 10, поток движется через отверстия в обечайке – 9, равномерно расположенные по боковой её поверхности. Лопатки – 11 расположены под углом к окружности обечайки – 9 и образуют тангенциальные щели в ней, через которые движется поток парогазовой смеси и жидкости. Снизу обечайка – 9 закреплена на нижнем диске – 13, который герметично и жестко закреплен на стенках корпуса блока конденсации и исключает прохождение жидкости или парогазовой смеси, минуя тангенциальные щели обечайки - 9. Поток парогазовой смеси и жидкости, проходя через тангенциальные щели обечайки – 9, движется по лопаткам – 11, что задает ему вращательное круговое движение по направлению лопаток – 11. Под действием центробежных сил метанол, поступающий в блок конденсации, прижимается к внутренней поверхности обечайки - 9, где постоянно раскручивается поступающей парогазовой смесью, создавая тем самым динамический пенный слой. При этом газ с жидкостью дробятся в поле центробежных сил на очень мелкие пузырьки, что способствует увеличению площади контакта и обеспечивает эффективную конденсацию паров из парогазовой смеси на охлажденном метаноле. Такое увеличение площади контакта достигается без увеличения габаритных размеров установки для осуществления способа и без использования насадки или других расходных материалов для создания площади контакта для взаимодействия парогазовой смеси и охлажденного метанола.In block 1 condensation from the tank 2 for collection and storage of chilled methanol serves methanol cooled in a cooling block made in the form of a closed cooling circuit consisting of a heat exchanger - 3, a refrigeration unit - 4 and a pump -5, methanol is fed into the condensation block using pumps - 6 simultaneously in the first and second stage of cleaning (in the first and second condensation unit 1, respectively). A vapor-gas mixture is supplied to condensation unit 1 through a pipe-7, and chilled methanol enters through a pipe-8. The steam-gas mixture and liquid flows in a downward direction through the condensation unit-1 through a vacuum created by a fan - 17. Chilled methanol and gas-vapor the mixture fills the space of the block body - 1 condensation and, since the shell - 9 is closed from above by the disk - 10, the flow moves through the holes in the shell - 9, evenly spaced along its side surface. The blades - 11 are located at an angle to the circumference of the shell - 9 and form tangential gaps in it, through which the flow of the vapor-gas mixture and liquid moves. From the bottom, the shell - 9 is mounted on the lower disk - 13, which is hermetically and rigidly mounted on the walls of the condensation unit body and excludes the passage of liquid or gas-vapor mixture, bypassing the tangential slits of the shell - 9. The flow of gas-vapor mixture and liquid passing through the tangential slots of the shell - 9, moves along the blades - 11, which gives it a rotational circular motion in the direction of the blades - 11. Under the action of centrifugal forces, the methanol entering the condensation unit is pressed against the inner surface of the shell - 9, where is twisted by the incoming vapor-gas mixture, thereby creating a dynamic foam layer. In this case, gas and liquid are crushed in the field of centrifugal forces into very small bubbles, which helps to increase the contact area and provides effective condensation of vapors from a gas-vapor mixture on chilled methanol. Such an increase in the contact area is achieved without increasing the overall dimensions of the installation for implementing the method and without using nozzles or other consumables to create a contact area for the interaction of the vapor-gas mixture and chilled methanol.

По мере заполнения внутреннего пространства обечайки – 9, газожидкостный поток через отверстие – 13 нижнего диска – 12 блока конденсации поступает в сепарационный блок – 14, где происходит разделение жидкой фазы и газа. При этом газожидкостный поток, продолжая двигаться по спирали, спускается по конусообразной поверхности нижнего основания сепарационного блока - 14 и, проходя между его лопатками, расположенными также тангенциально, получает дополнительное ускорение. Далее поток ударяется о стенки корпуса блока конденсации, охлажденный метанол, на который сконденсировались пары метанола из парогазовой смеси в процессе взаимодействия в виде динамического пенного слоя, стекает вниз и удаляется через патрубок - 15 для отвода метанола, а очищенный газ поднимается и выходит через патрубок - 16 для отвода газа. As the internal space of the shell - 9 is filled, the gas-liquid flow through the hole - 13 of the lower disk - 12 of the condensation unit enters the separation unit - 14, where the liquid phase and gas are separated. In this case, the gas-liquid flow, continuing to move in a spiral, descends along the conical surface of the lower base of the separation unit - 14 and, passing between its vanes, which are also located tangentially, receives additional acceleration. Next, the flow hits the walls of the condensation unit body, the cooled methanol, on which methanol vapor was condensed from the vapor-gas mixture during the interaction in the form of a dynamic foam layer, flows down and is removed through the pipe - 15 to remove methanol, and the purified gas rises and exits through the pipe - 16 for exhaust gas.

Метанол, выводимый через сливной патрубок – 15, собирается в емкости для сбора и хранения охлажденного метанола, где подвергается постоянному охлаждению. Methanol discharged through drain pipe - 15 is collected in a container for collecting and storing chilled methanol, where it is subjected to constant cooling.

Для более тщательной очистки паровоздушной смеси блоки конденсации могут быть последовательно установлены один за другим, как, в частности, показано на фиг.1. При этом воздух, выходящий из первой ступени очистки, поступает во вторую ступень очистки через патрубок 7. For a more thorough cleaning of the vapor-air mixture, the condensation units can be sequentially installed one after the other, as, in particular, shown in figure 1. In this case, the air leaving the first stage of purification enters the second stage of purification through the pipe 7.

На фиг.3 показан разрез блока конденсации, где происходит смешение парогазовой смеси с охлажденным метанолом. Поток из парогазовой смеси и жидкости между лопатками - 11, установленными под углом к окружности обечайки - 9, поступает внутрь блока конденсации за счет разряжения, создаваемого вентилятором - 17 и начинает вращаться. Под действием центробежных сил метанол, поступающий в блок конденсации, прижимается к внутренней поверхности обечайки - 9, где постоянно раскручивается поступающей парогазовой смесью, создавая тем самым динамический пенный слой. При этом газ с жидкостью дробятся в поле центробежных сил на очень мелкие пузырьки, что способствует увеличению площади контакта и обеспечивает эффективную конденсацию паров из парогазовой смеси на охлажденном метаноле.Figure 3 shows a section of a condensation unit, where the vapor-gas mixture is mixed with chilled methanol. The flow from the gas-vapor mixture and the liquid between the blades - 11, installed at an angle to the circumference of the shell - 9, enters the condensation unit due to the vacuum created by the fan - 17 and starts to rotate. Under the action of centrifugal forces, the methanol entering the condensation unit is pressed against the inner surface of the shell - 9, where it is constantly unwound with the incoming vapor-gas mixture, thereby creating a dynamic foam layer. In this case, gas and liquid are crushed in the field of centrifugal forces into very small bubbles, which helps to increase the contact area and provides effective condensation of vapors from a gas-vapor mixture on chilled methanol.

Процесс очистки парогазовой смеси происходит непрерывно и автоматически. Установка, кроме описанных элементов, может также включать датчики давления, температуры, блок управления и т.д. Данные датчиков температуры, давления, расходомеров подаются в блок управления, который осуществляет управление насосами-дозаторами и клапанами, а также обеспечивает взаимодействие с блоком охлаждения. В процессе работы анализируется концентрация метанола и температура во входящей парогазовой смеси и на выходе, на основании этих данных блок управления контролирует подачу охлажденного метанола в блок конденсации, а также управляет функционированием блока охлаждения для отвода тепла и поддержания рабочей температуры абсорбента, в данном случае жидкого метанола. Кроме того, установка может работать как под разрежением, как представлено на фигурах, так и под давлением, без внесения изменений в конструкцию.The process of cleaning a gas-vapor mixture occurs continuously and automatically. The installation, in addition to the described elements, may also include pressure sensors, temperature, control unit, etc. Data from temperature sensors, pressure sensors, flow meters are fed to the control unit, which controls the metering pumps and valves, and also provides interaction with the cooling unit. During operation, the methanol concentration and temperature in the incoming gas-vapor mixture and at the outlet are analyzed, based on these data, the control unit monitors the supply of chilled methanol to the condensation unit, and also controls the functioning of the cooling unit to remove heat and maintain the working temperature of the absorbent, in this case liquid methanol . In addition, the installation can work both under vacuum, as shown in the figures, and under pressure, without making changes to the design.

Представленные фигуры и описание конструкции установки не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы. The presented figures and the description of the installation design do not exhaust the possible options for execution and do not in any way limit the scope of the claimed technical solution. Other options are possible in the scope of the claimed formula.

Предлагаемые способ и установка для его осуществления за счет того, что силы, удерживающие жидкость в динамическом пенном слое, значительно выше гравитационных, поверхность контакта в разы больше, чем в обычных насадочных аппаратах, обеспечивают высокоэффективную конденсацию паров низкокипящей жидкости из парогазовой смеси на поверхности абсорбента и высокую надежность в эксплуатации, в то же время, по сравнению с ближайшим аналогом, конструкция имеет низкую материалоемкость, меньший вес и габаритные размеры. The proposed method and installation for its implementation due to the fact that the forces that hold the liquid in the dynamic foam layer are much higher than the gravitational ones, the contact surface is several times greater than in conventional nozzle devices, they provide highly efficient condensation of low-boiling liquid vapor from the vapor-gas mixture on the surface of the absorbent and high reliability in operation, at the same time, in comparison with the closest analogue, the design has low material consumption, lower weight and overall dimensions.

Claims (4)

1. Способ очистки парогазовой смеси от паров низкокипящей жидкости, включающий использование установки, содержащей блок конденсации, конденсацию паров посредством взаимодействия парогазовой смеси с охлажденной низкокипящей жидкостью в блоке конденсации, при этом подачу охлажденной низкокипящей жидкости в блок конденсации осуществляют в верхней части блока конденсации, отличающийся тем, что подачу парогазовой смеси в блок конденсации осуществляют также в верхней части блока конденсации, для взаимодействия парогазовой смеси с охлажденной низкокипящей жидкостью в блоке конденсации создают динамический пенный слой путем направления потока из парогазовой смеси и охлажденной низкокипящей жидкости через щели, образованные лопатками обечайки блока конденсации, расположенными под острым углом к касательной к окружности обечайки.1. A method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors, comprising using a unit containing a condensation unit, condensing vapors by reacting the vapor-gas mixture with a cooled low-boiling liquid in the condensation unit, wherein the supply of the cooled low-boiling liquid to the condensation unit is carried out in the upper part of the condensation unit, characterized the fact that the supply of the gas-vapor mixture to the condensation unit is also carried out in the upper part of the condensation unit, for the interaction of the gas-vapor mixture with cooling constant boiling liquid in the condensing unit creates dynamic foam layer by directing a flow of the vapor mixture and the cooled low-boiling liquid through the gap formed by the blades mantle condensing unit, disposed at an acute angle to the tangent to the circumference of the sleeve. 2. Установка для очистки парогазовой смеси от паров низкокипящей жидкости, включающая блок конденсации, содержащий патрубки для подвода парогазовой смеси и низкокипящей жидкости и патрубки для отвода жидкости и газа, емкость для сбора низкокипящей жидкости, соединенную с блоком конденсации через патрубок для отвода жидкости в нижней части блока конденсации, блок охлаждения, содержащий теплообменник и холодильную установку, насос для подачи низкокипящей жидкости в блок конденсации через патрубок для подвода низкокипящей жидкости в верхней части блока конденсации, отличающаяся тем, что патрубок для подвода парогазовой смеси выполнен в верхней части блока конденсации, патрубок для отвода газа выполнен в нижней части блока конденсации, а блок конденсации содержит обечайку с щелями в стенках, образованными лопатками, расположенными под острым углом к касательной к окружности обечайки, верхняя часть обечайки закрыта верхним диском, а нижняя ее часть закреплена на нижнем диске, который содержит центральное отверстие, диаметр которого меньше, чем диаметр обечайки.2. Installation for cleaning a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors, including a condensation unit containing nozzles for supplying a vapor-gas mixture and low-boiling liquid and nozzles for draining liquid and gas, a container for collecting low-boiling liquids connected to the condensation unit through a nozzle for draining liquid in the lower parts of the condensation unit, a cooling unit containing a heat exchanger and a refrigeration unit, a pump for supplying low-boiling liquid to the condensing unit through a pipe for supplying low-boiling liquid to part of the condensation unit, characterized in that the pipe for supplying the vapor-gas mixture is made in the upper part of the condensation unit, the pipe for venting gas is made in the lower part of the condensation unit, and the condensation unit contains a shell with slots in the walls formed by the blades located at an acute angle to tangent to the circumference of the shell, the upper part of the shell is closed by the upper disk, and its lower part is fixed to the lower disk, which contains a Central hole, the diameter of which is smaller than the diameter of the shell. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что блок конденсации выполнен в виде вертикально ориентированного корпуса.3. Installation according to claim 2, characterized in that the condensation unit is made in the form of a vertically oriented housing. 4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что диаметр верхнего диска, закрывающего верхнюю часть обечайки, равен диаметру обечайки.4. Installation according to claim 2, characterized in that the diameter of the upper disk covering the upper part of the shell is equal to the diameter of the shell.
RU2019105671A 2019-02-28 2019-02-28 Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation RU2702565C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105671A RU2702565C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105671A RU2702565C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702565C1 true RU2702565C1 (en) 2019-10-08

Family

ID=68170796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105671A RU2702565C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702565C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778560C1 (en) * 2021-09-14 2022-08-22 Сергей Анатольевич Ермаков Apparatus for producing ethyl alcohol
CN116116160A (en) * 2021-11-15 2023-05-16 日扬科技股份有限公司 Tail gas scrubbing device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU425635A1 (en) * 1971-10-28 1974-04-30 Э. Г. Э. Зарьищкмй , В. Г. Окк Краснодарский полктехг кческий институт CENTRIFUGAL GAS FLUID SEPARATOR
WO2004011119A2 (en) * 2002-07-29 2004-02-05 Koch-Glitsch, Lp Vapor-liquid contact trays and method employing same
RU2404838C1 (en) * 2009-07-20 2010-11-27 ООО Промышленно-Инновационная Компания Device for gas and air cleaning
RU2532431C1 (en) * 2013-06-03 2014-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТОМЕТ" Method of methanol recovery from gas-vapour mixture at its storage and transshipment
RU2672426C1 (en) * 2018-04-24 2018-11-14 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-Инновационная Компания" Device for gas purification

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU425635A1 (en) * 1971-10-28 1974-04-30 Э. Г. Э. Зарьищкмй , В. Г. Окк Краснодарский полктехг кческий институт CENTRIFUGAL GAS FLUID SEPARATOR
WO2004011119A2 (en) * 2002-07-29 2004-02-05 Koch-Glitsch, Lp Vapor-liquid contact trays and method employing same
RU2404838C1 (en) * 2009-07-20 2010-11-27 ООО Промышленно-Инновационная Компания Device for gas and air cleaning
RU2532431C1 (en) * 2013-06-03 2014-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТОМЕТ" Method of methanol recovery from gas-vapour mixture at its storage and transshipment
RU2672426C1 (en) * 2018-04-24 2018-11-14 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-Инновационная Компания" Device for gas purification

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778560C1 (en) * 2021-09-14 2022-08-22 Сергей Анатольевич Ермаков Apparatus for producing ethyl alcohol
CN116116160A (en) * 2021-11-15 2023-05-16 日扬科技股份有限公司 Tail gas scrubbing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6262864B2 (en) System and method for removing entrained liquid
MXPA06004378A (en) Spinning impingement multiphase contacting device.
JP2020523196A (en) Rotary absorbing device and method for removing absorbed material from gas
RU2702565C1 (en) Method of purifying a vapor-gas mixture from low-boiling liquid vapors and an apparatus for its implementation
RU2672426C1 (en) Device for gas purification
CN100404105C (en) A process for removing carbon dioxide from flue gas
CN109416222B (en) Cyclone condensing and cooling system
RU2535695C1 (en) Method of cleaning and drying of colliery gas and associated petroleum gas and unit for its implementation
RU2757777C1 (en) Gas drying absorber
AU2017261926B2 (en) Cyclonic condensing and cooling system
RU2750492C1 (en) Horizontal nozzle heat and mass exchanger
RU2275224C2 (en) Heat and mass exchange apparatus
SU1604395A1 (en) Separator
RU2321444C2 (en) Heat and mass exchange apparatus
RU2365844C1 (en) Heat-exchange apparatus
RU2756745C1 (en) Gas purification device
SU969299A1 (en) Froth-and-vortex apparatus
RU229948U1 (en) CENTRIFUGAL TYPE CONDENSER
US4657565A (en) Process for the separation of fluids of different vapor pressures
RU2385757C1 (en) Separator
JP2019521849A (en) Cyclone condensing and cooling system
RU137548U1 (en) DEVICE FOR THERMAL WATER DEAERATION
RU2033246C1 (en) Apparatus for removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide from hydrocarbon gases
RU2808683C1 (en) Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle
RU2431677C1 (en) Saturator for beet-sugar production