[发明专利]用于在蒸汽重整时分离过程冷凝物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于干燥还原性的气体的装置。通过本发明能在不同的温度水平和压力水平下节省空间地在只一个塔中实施还原性的气体的干燥。该装置允许逐步地实施干燥，在干燥中冷凝在还原性的气体中包含的水并将产生的冷凝物收集于共同的容器中，而不必使用压力调节装置。本发明还涉及一种用于在不同的温度水平上逐步地干燥还原性的气体的方法。

背景技术

在制造还原性的气体时产生由过程决定的产物气体，其包含较大量的蒸发的水。对于还原性的气体的实例是合成气体、氢气、三或四个碳原子的碳氢化合物。合成气体例如在蒸汽重整过程以后仍包括较大量的水蒸汽，其未被完全转化并且在合成气体的高的产生温度中以蒸汽形式存在。这样，通过重整过程制造的新鲜的合成气体能包含多于25(质量)％的水蒸汽。这一般对于随后的过程是不符合要求的，从而必须从气体中分离水蒸汽。其他还原性的气体经常也包含水蒸汽。许多气体也通过气体洗涤过程净化，从而在气体洗涤过程以后水蒸汽以蒸汽形式存在于气体中。

由于该原因经常使用能干燥气体的方法。一般通过冷却实现干燥，借此冷凝在气体中包含的水。对此将气体的温度首先降到正常温度，以便冷凝出在气体中包含的水的绝大部分。在下一步中能利用冷却装置继续冷却气体，从而除水外也能分离不符合要求的伴生物质如甲烷或氨。但该过程耗费是很大的，因为必须使用冷却装置并且必须分馏包含的液态的气体，以便能供给至后续使用。

经常将气体的温度逐步地降到正常温度。由此气体的压力也相应地下降。逐步地冷凝气体中包含的水，以便气体能被更好地干燥。为了在逐步冷却的过程中在流程中能保持气体流，一般需要阀、泵和压力调节装置的耗费很大的布置。也经常需要依次使用多个冷凝器和分离器，这需要装置空间并引起费用。

WO 2005118466A2描述一种从合成气体出发制造氢气的方法。为此在冷凝器中冷却得到的含水的合成气体并接着导入另一冷却系统中。由此逐步地将水冷凝。利用冷却液冷却所述另一冷却系统，通过冷却容器输送冷却液，该冷却容器能存放在地下并且充分利用周围基础的高的热容量。然后在水分离器中使得到的合成气体除去产生的水中。接着在另一干燥装置将其干燥去掉剩余的水迹。按这种方式达到，逐步地冷却合成气体并由此在相当大程度上去除水。

但该装置在结构上耗费是很大的，因为需要多个冷凝器和分离器，它们必须前后连续地连接，并且其中一个能连接于地下存放的冷却容器。因此该装置仅仅为了水的冷凝就需要许多空间。在实施该方法时可能需要附加的冷却液，以便能实施气体的逐步的冷凝。这是易出故障的并且联系着高的投资费用。也没有给出指示，必须如何引导气体，以便防止气体流回到以前在流程中设置的分离装置。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种节省空间的装置，其能够实现还原性的气体的逐步的降温，以便能实施在气体中包含的湿气的逐步的冷凝，应该尽可能不用耗费很大的调节装置来平衡由此形成的压力差。也应在需要时有可能使用制冷机，以便达到水的完全的冷凝。待使用的装置原则上应该可用于任何还原性的气体，对于该气体，在其中包含的水的逐步的冷凝显得合理。也应该有可能，将已冷凝出的水收集于共同的容器中，而无需耗费很大的闸门装置。

本发明通过塔达到该目的，它分为多个腔室并且通过管道物理连接该塔的腔室，从而液体能流回下面的腔室并从那里输出。各腔室也能称为冷凝腔室。各管道优选构成为虹吸管，以便液体能在管道中回流并且即使在装置停顿时也防止不受控制的气体回流。如果腔室之间的压力水平是平衡的，液体在各管道也能将腔室彼此相对封闭。另一方面在操作过程中，那时存在不同的压力水平，也能确保液体的回流。按照本发明的塔包括至少两个上下设置的腔室。

实际的冷却通常发生在塔之外，此时将气体在相应的冷却步骤以后经由先行的冷却步骤导入腔室中。因此在需要时也能使用制冷机。将聚积有绝大部分冷凝物的最下面的腔室有利地通过封闭装置向下封闭。这可以例如是阀。由此能取走冷凝水并将其收集于共同的容器中。