Трубчатый абсорбер Советский патент 1991 года по МПК B01D53/18 

w

е

Изобретение относится к конструкциям трубчатых абсорберов для низкотемпературной очистки и осушки природного и попутного газов на промыслах преимущественно в труднодоступных районах, например в условиях Крайнего Севера, а также для установок разделения углеводородных газов низкотемпературной абсорбцией и позволяет интенсифицировать тепломассообмен за счет турбулизации потока хладоносителя и предварительного охлаждения абсорбента. Абсорбер имеет корпус, разделенный трубными решетками с пучком прямых труб на три камеры: верхнюю, среднюю и нижнюю. Средняя камера абсорбера снабжена трубами, навитыми на прямые трубы абсорбера и соединенными в нижней части камеры с входным распределительным коллектором, который подключен к патрубку ввода регенерированного неохлажденного абсорбента, а в верхней части сообщающимися с полостью верхней камеры. 5 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкциям трубчатых абсорберов для низкотемпературной очистки и осушки природного и попутного газов на промыслах преимущественно в труднодоступных районах, например в условиях Крайнего Севера, а также для установок разделения углеводородных газов низкотемпературной абсорбцией.

Цель изобретения - интенсификация тепломассообмена за счет турбулизации потока хладоносителя и предварительного охлаждения абсорбента.

На фиг. 1 изображен абсорбер, продольный разрез (с витыми трубами, совместно охватывающими пучок прямых труб абсорбера; на фиг. 2 - то же, с витыми трубами перекрестно охватывающими пучок прямых труб абсорбера; на фиг. 3 - то же, с витыми трубами, индивидуально охватывающими прямые трубы абсорбера, для случая, когда верхние открытые концы витых труб жестко закреплены в трубной решетке; на фиг. 4 - то же, с витыми трубами, индивидуально охватывающими прямые трубы абсорбера и подключенными в верхней части к коллектору, связанному с верхней камерой трубопроводом.

Абсорбер (фиг. 1-4) содержит корпус 1 и трубные решетки: верхнюю 2, нижнюю 3, соединенные пучком прямых труб 4.

Трубные решетки 2 и 3 разделяют полость корпуса 1 абсорбера на три камеры: верхнюю, среднюю и нижнюю.В средней камере размещены витые трубы 5 дополнительного теплообменного контура для охлаждения регенерированного абсорбента до рабочей температуры (-1р)-(-30°С), нижние концы которых объединены в коллектор

О

о о VI

VI

6, соединенный с патрубком 7 для ввода регенерированного абсорбента(например, от не показанного на чертежах блока регенерации абсорбента), а верхние концы объединены в коллектор 8 (фиг. 1, 2 и 4), соединенный с патрубком 9 для вывода охлажденного регенерированного абсорбента или непосредственно вмонтированы в верхнюю 2 трубную решетку (фиг. 3). Верхняя камера корпуса 1 снабжена патрубком 10 для ввода охлажденного регенерированного абсорбента, патрубком 11 для вывода очищенного газа.

Средняя камера корпуса 1 снабжена патрубками: для ввода регенерированного абсорбента 7, для вывода охлажденного регенерированного абсорбента 9, для ввода хладоносителя 12, для вывода хладоносите- ля 13. Патрубки 9 и 10 соединены трубопроводом 14,

Нижняя камера снабжена патрубком 15 для ввода газа и патрубком 16 для вывода насыщенного абсорбента.

Витые трубы 5 могут быть различным образом расположены относительно пучка прямых труб 4 абсорбера. В одном частном случае (фиг. 1) они совместно охватывают пучок труб 4, причем возможно их перекрестное (фиг. 2) расположение между собой.

В другом случае (фиг. 3 и 4) витые трубы 5 индивидуально охватывают прямые трубы 4 в пучке абсорбера. Кроме того, верхние концы витых труб могут быть, как было указано, жестко закреплены в трубной решетке 2 и открытие в верхнюю камеру корпуса 1 абсорбера (фиг. 3) или могут быть объединены в коллекторе, соединенный трубопроводом 14 с верхней камерой корпуса 1 (фиг. 4).

В общем виде низкотемпературную абсорбционную очистку газов в предлагаемом абсорбере проводят следующим образом.

При пуске абсорбера вначале обеспечивают устойчивую циркуляцию хладоносителя через среднюю камеру корпуса 1. Затем через патрубок 7 и коллектор 6 в витые трубы 5 подают регенерированный (неохлажденный) абсорбент, который, проходя по 1эитым трубам, охлаждается хладоносите- лем и через коллектор 8, патрубок 9, соеди- нительный трубопровод 14, а также патрубок 10 поступает в верхнюю камеру корпуса 1, а из нее - в прямые трубы 4 пучка абсорбера.

Через патрубок 15 и нижнюю камеру корпуса 1 в пучок прямых труб 4 абсорбера противотоком абсорбенту подают очищаемый газ. Охлажденный абсорбент, стекая по трубам 4 пучка абсорбера и контактируя с поднимающимся газом, очищает его от примесей и собирается в нижней камере корпуса 1, откуда его выводят на регенерацию через патрубок 16. Очищенный газ выходит в верхнюю камеру корпуса 1 и через патрубок 11 наступает на выход из абсорбера (например, в трубопровод для подачи потребителю).

По мере насыщения абсорбента примесями из газа выделяется теплота абсорбции, которая снимается хладоносителем, смыва- 0 ющим пучок прямых труб 4 абсорбера. Витые трубы 5, турбулизируя поток хладоносителя, проходящего через среднюю камеру корпуса 1, интенсифицируют процесс отвода тепла абсорбции от пучка 5 прямых труб 4 и тем самым способствуют повышению эффективности очистки газа,

Технико-экономические преимущества предлагаемого абсорбера по сравнению с

известным заключаются в следующем. 0 В техническом отношении обеспечено такое взаимодействие потоков, участвующих в тепломассообмене, при котором имеется возможность одним и тем же хладоносителем осуществлять предвари- 5 тельное охлаждение абсорбента и отвод выделяющегося тепла абсорбции.

За счет совмещения предварительного охлаждения абсорбента и отвода тепла абсорбции -в одном аппарате достигается: 0 уменьшение удельной материало- и металлоемкости установок абсорбции; снижение удельных энергозатрат.

За счет снабжения абсорбера дополнительным теплообменным контуром с виты- 5 ми трубами улучшается качество очистки газа.

Формула изобретения

0 на три камеры, верхнюю с патрубком вывода очищенного газа, среднюю с пучком прямых труб и патрубками ввода и вывода хладоносителя, нижнюю с патрубками вывода насыщенного абсорбера и ввода очи5 щаемого газа, патрубок ввода абсорбента, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена путем турбулизации потока хладоносителя и предварительного охлаждения абсорбента, пат0 рубок ввода абсорбента размещен в нижней части средней камеры, снабженной входным распределительным коллектором, соединенным с патрубком ввода абсорбента, дополнительными трубами, навитыми на

5 прямые трубы, и подсоединенными нижними концами к входному коллектору, а верхними сообщающимися с полостью верхней камеры.

верхней части средней камеры выходным распределительным коллектором, к которому подсоединены верхние концы дополнительных труб, при этом выходной коллектор соединен с верхней камерой посредством переливного трубопровода.

15

Фиг. 2

й/гЗ