[发明专利]换热旋流脱气耦合设备及应用其的闪蒸分离方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及能源化工领域，尤其涉及一种利用换热与旋流脱气耦合的闪蒸分离的方法与设备。 

背景技术

在石油化工、煤化工、氯碱化工等过程，液体脱气是实现液体净化或者再生的一个重要步骤。一般液体中气体溶解形态有物理溶解与化学溶解两种，物理溶解可依靠降压闪蒸、吹脱等方式改变该气体在液体中的溶解度而进行分离，部分化学溶解则需通过加热汽提等方式进行分离，如酸性水汽提分离溶解的H₂S、NH₄等组份，胺液再生依靠温度升高、降低气体分压而进行分离H₂S、CO₂、SO₂等。而在胺液再生等过程，希望进入再生塔的胺液温度尽量高一些，这样能降低再生过程中的蒸汽用量，进而降低能耗。但由于胺液等含气液体换热到一定温度后化学结合的气体会解析出来，会在换热器中被换热液体腔体中形成气液两相流动，因气体的体积较大会导致被换热液体腔体中形成气阻与气体导热率较低或者占居液体换热界面而导致液体温度无法进一步通过间壁加热而提高，一般在加热到气体将解析出来的过渡态温度后进入再生塔内依靠塔底重沸器升温与塔内压力的降低进一步分离液体中的溶解气。这样一方面需要蒸汽进行二次加热，浪费了能耗；另一方面还需设置一个塔及加热器进行二次处理，也增加了设备投资和占地，因此需采用一种新型技术既可克服气体解析导致液体换热温度无法进一步提高的问题，又可高效的将该部分化学溶解气与物理溶解气分离回收的方法，降低能耗与投资。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用换热与旋流脱气耦合的闪蒸分离的方法与设备。 

本发明涉及一种换热与旋流脱气耦合的闪蒸分离的方法与设备。闪蒸液体首先进入换热段进行换热，到一定温度后进入换热旋流脱气耦合器；在换热旋 流脱气耦合器中继续换热升温的同时依靠压力梯度场及离心场将溶解于闪蒸液的气体进行分离，从中心的气体出口排出，而液体继续通过间壁及尾部换热升到一定温度后排出，实现了液体闪蒸及升温脱气的双重效果。本发明结合了依靠压力梯度场将物理溶解气分离和依靠温度场将部分化学溶解气体分离的双重功能，克服了目前换热器换热到一定温度后因化学溶解气的解析出造成气液两相流动而无法进一步提高液体温度的困难，与目前换热旋流脱气耦合器只能将物理溶解气分离的缺点，可广泛应用于能源化工过程中液体脱气、吸收液再生等过程，降低该过程的投资及能耗。 

具体的技术方案为： 

一种换热旋流脱气耦合设备，其特征在于，包括至少一个换热旋流脱气耦合器，该换热旋流脱气耦合器包括一腔体，该腔体设置有闪蒸液进口、气体出口和液体出口，该气相出口从该腔体上表面中心插入该腔体内，该插入深度为该腔体最大直径的0.1～3倍。 

较佳的，所述腔体还设置有换热介质进口、换热介质出口、含气液进口流道、换热介质进口流道和离心/旋流闪蒸腔，所述闪蒸液进口通过该含气液进口流道同该离心/旋流闪蒸腔连通，该换热介质进口通过该换热介质进口流道连通至该换热介质出口，该换热介质进口流道同该离心/旋流闪蒸腔隔绝，该含气液进口流道同该换热介质进口流道相邻并隔绝。 

较佳的，所述换热旋流脱气耦合器还设有一内椎体，该内椎体的上表面设有底部换热介质流道。 

较佳的，所述含气液进口流道同所述离心/旋流闪蒸腔之间还设有一导流腔，该导流腔为轴流式旋转叶片或切向进口。 

较佳的，该换热旋流脱气耦合设备还包括一壳体，所述换热旋流脱气耦合器设置于该壳体内，该壳体内还设有多层隔板将该壳体内部依次分隔为不相通的气腔、闪蒸液腔、介质腔和液腔；所述换热旋流脱气耦合器的气体出口同气腔相通，且该气腔上设有一耦合设备气体出口；所述换热旋流脱气耦合器的闪蒸液进口同闪蒸液腔相通，且闪蒸液腔上设有一含气液体进口；所述换热旋流脱气耦合器的换热介质进口、换热介质出口和底部换热介质流道同介质腔相通， 且介质腔上设有一耦合设备换热介质进口和耦合设备换热介质出口；所述换热旋流脱气耦合器的液体出口同液腔相通，且闪蒸液腔上设有一耦合设备液体出口。 

较佳的，包括一换热旋流脱气耦合设备及一换热器，换热器的换热介质出口同耦合设备换热介质进口相连通，换热器的含气液体出口同耦合设备的换含气液体进口相连通。 

较佳的，所述换热器为板式换热器或管式换热器。 

较佳的，所述换热器和换热旋流脱气耦合设备集成为一个设备。 

一种前述的闪蒸分离装置的闪蒸分离方法，包括以下步骤：