气流的洗涤的方法

专利名称：气流的洗涤的方法
技术领域：
本发明是关于从气流中除去几种组分的方法，它是通过使待处理的气流与用于待除去组分的可逆吸收剂的细分散液滴相接触来实现的。
为从气流中除去几种组分，已经提出了许多方法，例如液化、吸附、吸收和动量分离等。一个通用的步骤是通过与液体吸收剂接触，待分离的组分在这里较好地被吸收。吸收可以是物理吸收，其中，组分溶解在液体吸收剂中，或者是化学吸收，其中组分与吸收剂发生化学反应。例如SO2被水吸收，在这里定义为物理吸收，而SO2被Ca(OH)2吸收生成CaSO3在这里则定义为化学吸收。化学吸收基本上是不可逆的，例如，Ca(OH)2与SO2反应，生成CaSO3就基本上是不可逆的。或者，H2S被链烷醇胺吸收，基本上是可逆的。已经提出的气液接触装置包括板式塔、填料塔和喷淋塔等等。
为从广泛变化的气流中除去变化范围很大的组分，已经提出了一些吸收方法。例如，从天然气、空气、烟道气和石油化工气流等中除去CO2和/或H2S和/或SO2等。一些吸收方法可从处理气流中回收挥发性的催化剂。在许多的这些吸收方法中，其工业实用性取决于(部分地)液体吸收剂的容量和效率，液体吸收剂再生的能力和吸收过程的能量消耗。例如，吸收过程对被处理的气体，特别是烟道气之类的处理量很大的气体，不应当产生过分的压力降，在再生液体吸收剂的过程中，也不应当产生过分大的能量消耗。
不造成过分压力降的一种类型的装置，是已知的“Waterloo洗涤器”，由Spink在“烟雾和粉尘的处理”一文中作过描述(参见Chemtech，1988，6，P364-368)。美国专利4067703公开了用于除去微粒的Waterloo洗涤器。根据这篇文献，美国专利申请20963号已经申请用Waterloo洗涤器作化学反应器。Waterloo洗涤器包括一被洗涤气体流过的导管，和把吸收液喷入气流的雾化喷咀。然后，气体通过湍流混合区(即一个缓慢运动的离心通风机)，该区用来聚集液体，以得到从系统中易分离的较大的液滴。在湍流分离区之后，可有一个夹带液分离区，以便进一步回收液体。由于大部分的液体在湍流混合区除去，因此夹带物分离区产生的压力降就要比要求用夹带物分离区除去所有的液体时要小得多。
在这篇文章中，Spink指出“Waterloo SO2洗涤器与其它的洗涤器相比，采用相同的洗涤介质，可以以低得多的L/G(液/气)比，除去更多的SO2”(参见P366)。
他还指出为除去SO2，可以使用氨、含mgO的石灰、Na2SO3溶液和氧化铁浆作为反应剂。
因此，要寻找的洗涤方法，能有效的利用液体吸收剂的容量，同时能保留象喷淋塔和Waterloo洗涤器之类的低压力降洗涤器的优点。
根据本发明提供的吸收方法是用很小的压力降除去气流中的几种组分，也有效地利用了液体吸收剂。在本发明的方法中，液体吸收剂以细分散的液滴形式在有气体进口和远距离气体出口的接触区与含有至少一种组分的气体接触，该至少一种组分能被液体吸收剂可逆地吸收，在这里，气流最好是有大于液滴临界沉降速度的速度，同时，液滴最好具有平行于和垂直于气流方向的速度分量。液滴与气流接触必须有足够的时间，以便该至少一种组分被吸收，其结果是部分液滴所含的至少一种组分的浓度比在气体排出时的气流条件下预计的气流液平衡浓度高。部分液滴聚集在接触区，同时液滴所含的至少一种组分的浓度高于气体排出时的气流条件下预计的气液平衡浓度，这聚集的液滴与至少一种组分的气液平衡浓度低于液滴中的至少一种组分的浓度的气体相接触，在它们与上述的气体达到平衡之前，从接触区除去。
在本发明的一较好的实施例中，至少30%(V)的液滴聚集在接触区内，按平均数计，聚集的液体，含至少一种组分的浓度比从接触区排出气体时的气流条件下预计的气液平衡浓度约至少要高10%(mole)。在本发明的另一个较佳的实施例中，液滴含有至少一种组分的至少一种物理吸收剂和至少一种化学吸收剂，且这种化学吸收剂可以溶解在物理吸收剂中，有利的是，在化学吸收前，至少一种组分被物理吸收。
在本发明的又一个较佳的实施例中，含SO2的气流与细分散的液滴吸收介质相接触。吸收介质含(Ⅰ)水和(Ⅱ)至少带一个胺基的胺吸收剂(吸着剂)，当为自由态时，它是PKa值大约为4.5-7.3(较好的是为4.5-6.7)的一个胺基(在25℃水溶液介质中测定)。PKa值是碱的共轭酸的离子化常数的负对数。这种胺基对用作“吸收氮”是较好的。


图1示出了本发明方法一种实施方式所使用的装置的简图，它表示一个逆流的液体吸收喷淋塔。
图2示出了本发明方法另一种实施方式所使用的装置的简图，它表示一个并流的液体吸收喷淋塔。
在本发明的方法中，以细分散液滴形式的液体吸收剂与至少含一种能被液体吸收剂吸收的组分的气流相接触，由于液体吸收剂分散得很细，优点是对给定的气体体积和液体吸收剂得到了可用于气液接触的较大的表面积，同时，气体通过吸收区时液滴造成的压力降很低。通常，液滴的平均直径小于约200μ，例如约在5至80或100μ之间，有时在约20至70μ之间。液滴可以通过任何适宜的雾化或喷雾装置形成，包括(但不限于)喷咀、助压喷射喷咀和旋转式圆盘雾化器等。通常这些装置产生的液滴大小有一个分布范围。一般来说，液滴大小的分布是这样的，至少有50%(V)的液滴的平均液滴大小在20μ内。
与传统的逆流喷淋塔不同的是，使用足够大的液滴以避免气体向上流动时的过分夹带，本发明方法所用的细分散液滴甚至在相对低的气流速度下，也容易被流化和夹带。在本发明的方法中，与细分散液体接触的气体的速度最好是大于液滴的临界沉降速度，或液滴的临界流化速度。临界沉降速度或临界流化速度是这样的一种气体速度，在该气体速度下，平均大小的液滴将悬浮在向上流动的接触区具有相同截面形状和直径的立式容器中。当然，临界流化速度随接触区的截面形状和直径、液滴的大小和液滴的密度而变化。
通常，含待除去的至少一种组分的气体的线速度至少大约1.5m/sec，例如大约为1.5或3到15或每秒更多米，并且流动不是层流。
接触区可以为任意适宜的截面构型，以使液体吸收剂的液滴能在该截面上相当均匀地分布，实现所寻求的吸收。因此，截面可以为圆形，椭园形，正方形，矩形，六方形和八方形等。而且接触区截面构型的纵横比(最大尺寸与最小尺寸之比)大约在3∶1到1∶1之间，较好的是在1.5∶1到1∶1。也选择截面积，它部分取决于液体吸收剂通过截面充分分布液滴的能力。另一种考虑是细分散液滴聚集成较大液滴的能力(这将在下文详细解释)。由于接触区的壁可以用作促进聚集的表面，因此，截面一般都使相当部分的液滴在至少一种组分吸收到希望量时，可以容易地接触壁。接触区的截面常常大约为100Cm到15m2范围，或者更大一些，例如，大约在0.02到10m2。接触区可以取任何适宜的方向。接触区可以是气体垂直向上流或向下流，或者不是垂直的。较好的是，接触区基本上是水平的，也就是大约15°，例如在与水平大约成10°角的范围内。在许多情况下，取基本水平的方向使得有利于利用液滴的重力的影响，使液滴易于接触接触区的较低的壁。
在接触区的截面内，利用任意适宜的装置可以得到细分散的吸收剂的液滴。一般来说，细分散的吸收剂液滴是以一扇形喷雾或锥形喷雾状从截面的中心部分引入，喷雾相对于至少含一种被除去组分的气流是并流或逆流。因此，得到的细分散的液滴带一径向速度分量。(在这里，把气流的方向定义为轴向)。而且，喷雾形状围成大约5°-90°角，较好的是10°-40°角。喷雾状角，特别是喷雾状外层决定了液滴接触接触区壁之前，液滴与气体的接触时间。因此，本发明方法中所用的液体吸收剂的细分散液滴由于每单位吸收剂体积的高表面积，就提高了吸收速度。这样，既使细分散液滴的生成和与表面接触的时间期间相对较短，也能吸收大部分的至少一种组分。
用逆流喷淋一般是较好的，细分散液滴的轴向速度被气流降低，例如，除非液滴接触表面，它们在轴向速度上将被颠倒。用并流喷淋，液滴被气流夹带，且一般趋向于与气流有相同的轴向速度。不管上述所用的喷淋是哪种形状，都有相当部分的液滴与含至少一种被除去组分的富气体接触，然后与含较低浓度的至少一种被除去组分的气体接触。由于液体吸收剂是可逆吸收剂，在液体吸收剂中和气体中的至少一种组分的浓度将趋向于平衡，即气液平衡。在平衡时，在液体吸收剂中和在气体中被除去的至少一种组分的浓度将通过系统的气液平衡曲线来确定。
根据本发明的方法，液体吸收剂的细分散液滴与富含至少一种被除去组分的气体接触，然后与含较低浓度的至少一种被除去组分的气体接触。部分细分散的与富气接触过的液体吸收剂液滴被聚集生成较大的液体吸收剂液滴(例如大液滴或液膜)，这种较大的液滴具有较低的面积对体积的比率。这种较低的面积体积比延缓了从液滴的总的吸收和解吸速度。有利的是，如果是这种形式的液滴，聚集的液滴的平均直径至少比细分散液滴的平均直径大大约5倍，例如大10到50倍或更多。较好的是，至少有部分聚集的液滴生成连续的液膜或流液，从接触区通到液流出口。
液滴可以通过任何适宜的装置使其聚集。如果压降考虑是重要的话，那么促进液滴聚集的任何装置都应当对气体的流动具有最小的阻力。一般情况下，接触区的壁都用作促进细分散液滴聚集的装置的至少一部分。利用接触区壁使对气体的压降减到某一最小值。强化聚集的另一些装置包括在接触区截面内提供接触面。由于液体趋于稀释液体吸收剂，而且使液滴的回收和再生更复杂，因此固体表面一般是较好的。
在到达接触区的出口之前，通常大约有30%例如30-70%(体积)的液体吸收剂的细分散液滴被聚集。较好的是，当液体吸收剂中至少一种组分的浓度至少约大于它们从接触区排出时的气体条件下预计的气液平衡浓度的10%时，有相当部分的细分散液滴被聚集。预计的气液平衡浓度在这里指的是与气体中至少一种组分的浓度处于平衡时的液体吸收剂中至少一种组分的浓度。细分散液滴排出接触区时的温度和压力曾常常用来确定气液平衡关系。接触区的出口是一个从气体中基本上除去所有剩余的非聚集的液体吸收剂的区域，或者如果气体仍然含液体吸收剂，该出口就是气体将进入另一单元操作，例如其它的吸收阶段、化学反应和热交换等的区域。在一些情况下，当细分散的液滴具有被除去的至少一种组分的浓度比接触区出口条件下预计的气液平衡浓度至少约大10%时，至少大约有30%的细分散液滴被聚集。
在本发明的几个较佳的实施例中，液体吸收剂包括用于除去至少一种组分的物理吸收剂和化学吸收剂。若不希望理论的解释，相信利用这两种类型的吸收剂提高了液体吸收剂从气流中回收至少一种组分的能力。吸收首先通过在物理溶剂中吸收至少一种组分而发生。物理溶剂中的至少一种组分趋向于与涉及化学吸收的至少一种组分达到平衡。因此，由于平衡的考虑当至少一种组分的一些被解吸到周围气体中时，与涉及化学吸收的至少一种组分的平衡浓度就变化，反应继续进行到从化学吸收剂解吸一些至少一种组分为止。达到平衡需要一定的时间。因此，物理吸收阶段增加的化学吸收就为实现聚集提供了附加时间，同时，液滴中至少一种组分的浓度高于接触区出口时的条件下预计的气液平衡浓度。
在接触区不是所有的液体吸收剂都将聚集。一般在接触区的出口设置聚集装置都是为了从气流中基本全部除去剩余和夹带的液体吸收剂。适宜的聚集装置包括除雾器、离心排风机、V形部件(Chevrons)等。细分散液滴在接触区的停留时间，随它们的轴向和径向速度分量及在接触区内的移动长度而变化。总的来说，平均接触时间少于2秒，例如大约0.001到1秒，再如大约为0.01-0.5秒。通常一些细分散液滴比其它液滴的停留时间短的多，例如，大约为平均停留时间的60%或更短，而其它的大约为平均停留时间的150%或更长。
液体与含待除去的至少一种组分的气体的比可以广泛地变化。所考虑的因素包括试图除去的至少一种组分的量、被处理气体中至少一种组分的浓度、液体吸收剂对被除去的至少一种组分的容量、吸收速度和包括截面直径的接触区的构型。通常，液体吸收剂对气体的比例大约为0.001-5升/m3，例如大约为0.01-1升/M3。
本发明的方法可以用来处理变化很大的气流，以除去变化很宽的组分。实质上，使用可逆吸收剂的任何液体吸收法都可以用于本发明的方法中。被处理的典型气流包括(但不限于)天然气气流(例如除去CO2、H2S)，石油气气流(例如除去CO2、H2S乙炔等)，石油化工气流(例如除去蒸发的催化剂，CO、CO2，极性有机物、非极性有机化合物、H2S、SO2、氮氧化物等)，燃烧气气流(例如除去氮氧化物CO2、SO2等)和空气(例如除去卤代烃类例如三氯乙烷、溶济类包括氧化溶剂类例如丙酮类、酮类、乙二醚等、氮氧化物、CO、CO2、H2S、硫醇类和SO2)。物理溶剂包括水、烃类(特别是戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯和二甲苯)、醚类(例如二乙醚、穴状配体、聚乙二醇、甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚(tetraglyme)等)，醇类(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、t-丁醇、乙二醇和二乙二醇)和含氮化合物(例如苯胺、吡啶、嘧啶和吡咯烷酮等)。化学吸收剂包括胺类、链烷醇胺类例如二乙醇胺和三乙醇胺、烷基链烷醇胺类例如甲基二乙醇胺、弱羧酸、过渡金属离子例如Fe+2、Mo、Cu、Ag、Cr和Co、醛类例如苯甲醛、碳酸盐例如K2CO3、卤代烃类、脲素等。有利的是，化学吸收不服从享利(Henry)定律，即在气体中待除去的至少一种组分的浓度和液体吸收剂中待除去的至少一种组分的浓度之间的气液平衡关系是非线型的。通常气液平衡曲线至少部分低于享利定律的线型关系。
对从燃烧过程和熔炉排气中除去SO2使用本发明的方法特别有效。
所优先使用的胺吸收剂至少有一个胺基(“吸收氮”)，它的PKa值约为4.5和6.7之间。由于胺的PKa值随温度而变化，为均匀性的缘故，所有的PKa值都是在水溶液介质中25℃时测量。
胺吸收剂可以是单胺、或者是二胺或多胺基。在一较佳的实施方案中，胺含有一个盐基，该盐基在吸收和再生的条件下，基本上是不可再生的。盐有利于降低胺吸收剂的蒸汽压。最有利的是，在胺吸收剂中通过至少一个其它的胺基提供盐的功能。
总之，在吸收介质中，胺盐吸收剂至少含大约50%(mole)，较好的是，至少70%(mole)，例如从75%到基本上100%(mole)的全部的胺都能吸收SO2。
由于有效性和低分子量，二胺优选为胺盐吸收剂。由于二胺的工业有效性和通常的低粘度，常常被使用，较好的是分子量大约小于300的二胺，最好低于250。从二胺的稳定性来看，叔二胺是较好的。然而，其它有一个或两个氮是伯氮或仲氮的二胺，而且只要能满足在下面所讨论的临界参数都可采用，以提供温和的氧化和热力条件，使溶剂的化学反应减到最小。通常较好的胺盐吸收剂具有一个羟基烷基作为胺基上的取代基。在某些情况下，认为羟基取代基延缓了亚硫酸盐或亚硫酸氢盐氧化成硫酸盐。特别优选的化合物是N，N′，N′-(三甲基)-N-(乙-羟乙基)-乙二胺(PKa＝5.7)、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(PKa＝6.1)、N，N，N′，N′-四个(2-羟乙基)乙二胺(PKa＝4.9)、N-(2-羟乙基)乙二胺(PKa＝6.8)、N，N′-二甲基哌嗪(PKa＝4.8)、N，N，N′，N′-四个(2-羟乙基)-1，3-二氨基丙烷和N，N′-二甲基-N，N-双-(2-羟乙基)乙二胺。在使用的二胺类化合物中，还包括杂环化合物，例如哌嗪(PKa＝5.8)。PKa值是表示用于吸收氮的。
为从气流中除去1mole的SO2，吸收介质至少要含1mole的水，通常是更多。水有两个作用，对胺是作溶剂，对SO2是作吸收剂。水的比率约高达吸收介质的80%，较好的是大约为25-50%(吸收介质的重量百分数)。
在过程的任何条件下，胺吸收剂与水混溶不是主要的，在过程的所有条件下，胺吸收剂是液体也不是主要的。通常，胺吸收剂在水中的溶解度至少约0.01，一般至少约为0.1mole/升(在25℃时)。较好的是，在过程的所有条件下，胺吸收剂与水混溶。
胺吸收剂(以自由胺计)常常至少包括20%(Wt)的吸收介质，例如大约20-90%(Wt)，再如大约25-75%(Wt)。胺吸收剂的量至少足以提供至少约含100gSO2/Kg吸收介质的废吸收介质。然而，胺吸收剂的量不应当如此大，以致于过分地增加了吸收介质的粘度，使得不能方便地得到适宜的喷雾液滴大小。较好的是，在25℃时，吸收介质的粘度大约低于1200厘泊，例如在25℃时，大约在1-500厘泊之间。
吸收介质可以为含胺吸收剂的混合物。其它的成分例如碱性盐可以作为添加物存在，以便例如延缓亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的氧化，保持pH值和用作共溶剂。
吸收介质与含SO2的气流的接触是在约高达60℃的温度范围内进行的，通常是约10℃到约60℃，较好的是大约10℃到大约50℃，并由此得到一SO2的负荷至少为100克，较好的是大约200克到大约400克的SO2/Kg吸收介质。
若不希望理论方面的限定，人们认为，当SO2溶于水时，生成亚硫酸氢根离子。然后，亚硫酸氢根离子与胺吸收剂的吸收氮离子化缔合。为了得到高的SO2的除去率和能量的有效再生，吸收介质的pH值应当这样维持，使亚硫酸根离子与亚硫酸氢根离子的平衡有利于废吸收介质中的亚硫酸氢根离子。为了达到充分的程度，胺吸收剂的pka值大约为4.5-7.3这样一个范围，趋向于将废吸收介质缓冲到有利于亚硫酸氢根离子存在的范围，例如pH值大约为4-6。
吸收介质的pH值，在吸收过程期间，一般在大约4.5-7.5的范围内。一般情况下，开始吸收介质的pH值接近这个范围的上限，较好的是大约为6.5-7.5，随着SO2被吸收，溶液趋向于变得较酸，pH值就向这个范围的下限移动。
如果吸收介质有较高的pH值，被吸收的SO2就成为亚硫酸根离子，并且有相当比例的被吸收的SO2解吸，因此，SO2的吸收就难以实现。如果pH值太低，那么，在标准大气压下，从正常碰到的稀的SO2气流中，SO2很少被吸收。
参看图1，根据本发明的方法操作的接触区如图示的描述。设置导管10，它有一个入口，如箭头所示的方向，收集引入含至少一种被除去组分的气流。
管12把液体吸收剂输送到喷头14，它的取向是使喷出的细分散液滴的园锥形状雾与气体的流动成逆流方式。虚线18描述液滴运动的路径。如图所示，液滴在轴向相对于气体流动的方向逆流运动，随着它们的向前运动而减速，而粒子最后在轴向运动上逆转，并在气流的方向上运动。路径也表明了这个液滴的重力的影响。如所描述的那样，液滴从含至少被除去的一种组分的富气(在A点)通过一个区域，在该区域，气体是含至少被除去的一种组分的贫气。喷咀14下游是除雾器20，以便聚气体中夹带的液滴。来自导管10的壁的液体吸收剂排到设置在除雾器20下面的容器22，容器22收集导管10的壁和除雾器两处来的液体吸收剂，然后由导管24将收集的液体吸收剂从系统排出。
现在参考图2，相似的部件用与图1相同的标号表示。在图2中，喷出的液滴与气流并流。描述液滴26和28的路径，并且示出了液滴重力的影响。
下面提供的实例是为了进一步说明本发明，而不是对本发明加以限制。固体的所有份数和百分数都是以重量计，而液体和气体的都是以体积计，除非另有说明。
例1制备合成的再生吸收介质。将360磅(164Kg)N，N′，N′-三甲基-N-(2-羟乙基)乙二胺、123磅(56Kg)的98%的H2SO4和1080磅(491Kg)的蒸汽冷凝液混合，这个混合物的pH值约为7.76，即为所制备的吸收介质。
这个混合物喷入一含合成SO2气流通过的导管。该导管的直径大约12英寸(30.5cm)，并带有三个串联的喷咀(喷咀1最靠近导管出口)，使用的雾化空气大约为50磅/标准英寸2表压(3.4大气压)。当使用一个以上的喷咀时，使用时，贫的溶剂通过喷咀1，然后从喷咀1回收的溶剂通入喷咀2，最后从喷咀2到喷咀3，以使溶剂达最大负荷。雾化的液滴的直径大约为20-35μ。在导管的出口端，是一台大小为30英寸(76cm)的径向排气扇。收集来自扇壳和下游除雾器的废溶剂。SO2混合进入温度为22℃，相对湿度为40%的空气流并通过导管。表Ⅲ列出了试验运行，条件和结果。在喷咀3和2的每个后面有除雾器，在表Ⅲ列出了的溶剂的SO2负荷是根据从下游的除雾器回收的液体得到的。
例2-6在这些例子中，有一个有机玻璃的圆形截面的导管，内径29.2cm，与水平成2°角放置，其入口端较高。-KimreTM烟雾消除器型号为16/96，可由Kimre Incorporated，Perrine，Florida，U.S.A得到)设置在导管的另一端。2毫米CALDYNTM的空气助流喷咀(可由Caldyl Apparatebau GmbH，Ettlingen，Federal Republic of Germany得到)轴向地设置在导管内，液体吸收剂和空气管线通入喷咀。
在这些例子中，空气与计过量的SO2混合，并在大约常压和17℃下通入导管。以大约60磅/英寸2(表压)(约5个绝对大气压)的压力向喷咀通入空气，以喷出与例1中描述的相似的含合成介质的液体吸收剂溶液。液体计量使用的是螺旋齿轮泵，且温度大约为17℃。喷雾圆锥形大约为12-15°整角，平均液滴大小约为50μ，液滴大小分布大约在20-100μ范围内。在逆流的例子中(例1，2，3，4和6)，喷咀面距烟雾消除器约7-8cm，喷出的羽雾从喷咀面扩展大约85-90Cm。在并流的例子中(例5)喷咀面距烟雾消除器大约130-135Cm喷出的羽雾扩展到烟雾消除器。吸收介质的SO2浓度通过测量pH来确定，而空气中SO2浓度用在线的红外光谱仪测定。
这些例子汇总于下表中。
权利要求
1.从气流中分离所含至少一种组分的方法，包括在接触区使含有该至少一种组分的气流与能可逆地吸收该至少一种组分的细分散液滴状的液体吸收剂接触，其中接触区的气流速度高于液滴的监界沉降速度，接触时间长到足以吸收部分至少一种组分，在接触区聚集部分含至少一种组分的浓度比在气流排出接触区时的条件下预计的气液平衡浓度大的液滴，聚集的液滴与含至少一种组分的浓度比在聚集的液滴条件下预计的气候平衡浓度低的气流接触，在聚集的液滴中的至少一种组分与气流中的至少一种组分达到平衡前，从接触区排出聚集的液滴。
2.根据权利要求1的方法，其特征是，在接触区至少大约30%(V)的液滴聚集，按平均计，聚集的液滴含至少一种组分的浓度比气流排出接触区时的气流条件下预计的气液平衡浓度至少高大约10%(mole)。
3.根据权利要求2的方法，其特征是，在接触区大约30-70%(V)的液滴聚集。
4.根据权利要求3的方法，其特征是，至少部分液滴通过与接触区内的表面接触而聚集。
5.根据权利要求4的方法，其特征是，液滴有轴向和径向速度分量，部分液滴在接触区的出口前与接触区的内表面接触。
6.根据权利要求1的方法，其特征是，初始喷出的液滴与气流的流动方向成逆流。
7.根据权利要求1的方法，其特征是，初始喷出的液滴与气流的流动方向成并流。
8.根据权利要求1的方法，其特征是，液体吸收剂包括关于至少一种组分有非线性的气液平衡关系的吸收剂，且气液平衡关系低于由享利定律预定的气液平衡关系。
9.根据权利要求8的方法，其特征是，液体吸收剂包括用于除去至少一种组分的至少一种物理吸收剂和用于除去至少一种组分的至少一种化学吸收剂。
10.根据权利要求1的方法，其特征是，液体吸收剂包括用于除去至少一种组分的至少一种物理吸收剂和用于除去至少一种组分的至少一种化学吸收剂。
11.根据权利要求1的方法，其特征是，液滴的平均直径大约为5-100μ。
12.根据权利要求1的方法，其特征是，气流在接触区的线速度大约为3-15m/sec。
13.根据权利要求1的方法，其特征是，接触区基本上是水平的。
14.根据权利要求1的方法，其特征是，至少大约30%(V)的液滴与气流一起排出接触区。
15.从气流中分离所含的至少一种组分的方法，包括在由有气体入口和出口的容器的内表面所围成的基本上水平的接触区内，使含至少一种组分的气流与细分散的平均液滴直径大约在5-100μ之间的液体吸收剂液滴相接触，其中，上述液体吸收剂包括至少一种能可逆地吸收至少一种组分的物理吸收剂和至少一种能可逆地吸收至少一种组分的化学吸收剂，气流的速度大约为1.5-5m/sec，上述接触的时间足以提供液滴含至少一种组分的浓度与预计的在接触区出口的气流条件下的气液平衡浓度相比至少约高10%(mole);在接触区中，约30-70%(V)的液滴聚集，且液滴含至少一种组分的浓度高于预计的在接触区出口气流条件下的气液平衡浓度;聚集的液滴与含至少一种组分的浓度低于预计的在聚集液滴条件下的气液平衡浓度的气流相接触，在聚集的液滴中含至少一种组分的浓度与气流达到平衡前，从接触区排出聚集的液滴。
16.根据权利要求15的方法，其特征是，至少部分液滴通过与接触区内表面接触而聚集。
17.根据权利要求16的方法，其特征是，液滴有轴向和径向速度分量，在接触区的出口之前，部分液滴与接触区的内表面接触。
18.根据权利要求17的方法，其特征是，初始喷出的细分散液滴与气流的流向成逆流运动。
19.根据权利要求17的方法，其特征是，初始喷出的细分散液滴与气流的流向成并流运动。
20.根据权利要求17的方法，其特征是，液体吸收剂包括关于至少一种组分有非线性关系的吸收剂，且气液平衡关系低于享利定律预计的气液平衡关系。
21.从含SO2的气流中除去SO2的方法，包括在基本水平的接触区内使上述气流与吸收介质接触，该吸收介质包含(Ⅰ)水，其量为，每吸收1mole SO2至少大约1mole的水，至到约为吸收介质80%(W)的水，和(Ⅱ)至少有一个胺基的胺吸收剂，当为自由状态时，在水溶液介质中一个胺基的pka值大约为4.5-6.7(在25℃)，在温度约达60℃时，其中的气流速度至少约1.5m/sec，接触时间足够长，使部分细分散液滴吸收的SO2能在部分液滴中提供的SO2浓度高于气流从接触区排出时的气流条件下预计的气液平衡浓度，在接触区聚集部分液滴，这些液滴含SO2的浓度高于在气流从接触区排出的条件下预计的气液平衡浓度，聚集滴液与气流接触，该气流中SO2浓度低于在聚集滴液的条件下预计的气液平衡浓度，以及在聚集的液滴中SO2与气流中的SO2达到平衡之前，从接触区排出聚集液滴。
22.根据权利要求21的方法，其特征是，吸收剂含一个在接触期间基本稳定的盐基。
23.根据权利要求21的方法，其特征是，胺吸收剂的胺基包括仲胺或叔胺。
24.根据权利要求23的方法，其特征是，胺吸收剂中的至少一个胺基含至少一个羟基烷基取代基。
25.根据权利要求21的方法，其特征是，叔二胺选自由N，N′，N′-(三甲基)-N-(2-羟基乙基)-乙二胺和N，N，N′，N′，-四甲基-乙二胺组成的一组。
26.根据权利要求21的方法，其特征是，上述的二胺是哌嗪。
全文摘要
从气流中除去几种组分的方法，在接触区使气流与可逆的液体吸收剂的细分散液滴相接触，其中部分液滴聚集，聚集的液滴含被吸收组分的浓度高于在接触区的出口的气流条件下预计的气液平衡浓度。
文档编号B01D53/34GK1043445SQ89109189
公开日1990年7月4日 申请日期1989年11月8日 优先权日1988年11月9日
发明者里奥·厄恩斯特·哈卡, 约翰·尼古拉斯·沙利斯 申请人:联合碳化加拿大公司