用于湿法气体洗涤器的进气系统的制作方法
【专利摘要】一种用于湿法气体洗涤器的进气系统包括堰，所述堰被配置来将液体递送到洗涤通道以便在所述进气系统的操作期间湿润洗涤容器的内表面。所述堰包括堰管道和堰槽，所述堰槽至少部分地围绕所述堰管道延伸以便在所述进气系统的操作期间接收液体并且至少部分地填充有液体。所述堰槽具有上部槽出口，所述上部槽出口与上部堰管道入口液体连通以便在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽递送到所述上部堰管道入口中。所述堰槽还具有位于所述上部槽出口下方的下部槽出口。所述下部槽出口与所述洗涤通道液体连通，以便在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽朝向所述洗涤通道递送。
【专利说明】用于湿法气体洗涤器的进气系统
[0001 ] 公开领域
[0002]本发明整体涉及用于湿法气体洗涤器的进气系统以及用于将微粒和气态组分从气态工业处理流分离和移除的洗涤气体的相关联方法。
[0003]公开背景
[0004]各种工业处理产生包含微粒和气态组分(例如，硫氧化物和诸如S02、S03、H2S和H2SO4的其他硫化合物)的气态流。此类处理包括但不限于，例如，燃烧化石燃料的发电厂、天然气处理厂、精炼厂(例如，流化床催化裂解(FCC)单元)、硫回收单元(SRU)、硫酸装置、金属煅烧操作、水泥窑以及合成气体装置。在此类气体流可排放到大气中之前，它们常常必须被处理来移除微粒和气态杂质。
[0005]气体-液体接触装置(其中待处理的气体流接触含水洗涤液体)被采用来处理微粒和气态杂质并且将其从气态工业处理流移除。例如，在酸生产过程中，湿法气体洗涤器可用于将酸性气体和微粒从废气移除。市场上存在许多类型的湿法气体洗涤器。然而，几乎所有的湿法气体洗涤器共享一些共同的特性。在大多数情况下，来自所述处理的废气不饱和。然而，在诸如SO2的酸性气体可被移除之前，气体流必须绝热饱和或“淬火”。大多数洗涤器将具有液体(例如，洗涤液体)与进入的废气接触以绝热饱和或“淬火”气体流的部分。仅在气体已经淬火之后，酸性气体和SO2移除才可能发生。这在两个步骤中实现:I)将酸性气体吸收到洗涤液体中；以及2) —旦被吸收，酸性气体与试剂发生反应，形成反应副产物，随后将所述反应副产物从纯净气体移除。一般来讲，所有洗涤器具有用于在所处理气体从洗涤器排出之前将水滴和反应副产物从气体移除的方法。
[0006]能够处理热和/或腐蚀性气态流出物并且在高整体液气比(L/G)下操作的气体-液体接触装置常常是优选的。例如，包括在美国专利号3，803，805中公开并且由MECS公司(美国密苏里州切斯特菲尔德，63017)以商标D YNAWAVE出售的反向喷射洗涤器的气体洗涤系统尤其适合将微粒和气态组分从热气流有效分离和移除。
[0007]反向喷射洗涤器通常包括进气系统和所述进气系统下游的气体-液体脱离容器。进气系统包括洗涤容器，所述洗涤容器接收热、腐蚀性气体并且使气体与从一个或多个反向喷射器发射的洗涤液体的强烈喷洒接触以便淬火气体流并且将酸性气体杂质吸收到洗涤液体中并且移除微粒污染物。为了防止在热气入口附近的热损坏和腐蚀性损坏，反向喷射洗涤容器的上部区域由连续流动的液膜保持冷却和干净，所述液膜通过借助于例如在加拿大公开申请号2，050，710中描述的溢流堰或跳越堰将洗涤液体的一部分供应到反向喷射洗涤器中产生。具体地，溢流堰在热气入口附近沿着洗涤容器的内表面形成连续流动的液膜(诸如循环的洗涤液体)。溢流堰通常包括填充有液体并溢流到洗涤容器中的堰槽或碗。此流动液体膜保护设备免受高温和/或过度腐蚀。
[0008]然而，反向喷射洗涤系统的效果有时可能受到循环洗涤液体中的悬浮颗粒的堆积的不利影响。通过堰引入洗涤容器的循环液体常常包含可能沉降和沉积在所述堰中的悬浮颗粒，诸如金属氧化物和/或粉煤灰。在进气系统的操作期间，一些微粒从堰槽中的液体脱离并且沉降在堰槽的底部处。经过一段时间，微粒可积聚在堰槽中，导致诸如堰中液体的不均匀溢流的问题。继而，液体的不均匀溢流可导致洗涤容器的内表面上的干燥区域，这可致使进气系统的腐蚀和最终失效。
[0009]微粒杂质可从在反向喷射湿法洗涤器系统中循环的洗涤液体中清除出去。例如，与堰槽流体连通并且在间歇基础上致动的外部排水管可用于消除沉降在堰碗中的固体。在一个实例中，外部排水管包括位于堰槽的底部处的漏斗，所脱离的微粒沉降并积聚在所述漏斗中。外部阀门流体连接到漏斗。阀门周期性地打开以允许漏斗中微粒的冲洗和移除。
[0010]尽管溢流堰和外部排水管在大多数应用中工作得很好，但是受权利要求书保护的发明的发明人已经识别出溢流堰和外部排水管的若干潜在问题，如下文所描述。发明人不承认这些问题在现有技术中是已知的或者对于本领域普通技术人员来说是容易识别的。[0011 ]外部排水管现场制造和安装可能成本很高，并且需要外部管道、阀门、布线和伴热。此外，因为这些外部排水管在间歇基础上操作，如果清洗周期出于任意原因被中断，包括阀门故障、操作员失误、设备故障等，那么液膜可被破坏并且设备被腐蚀性气体损坏。如果无论出于什么原因，溢流沿着堰的上端中断，那么干斑可能出现在洗涤容器中。干斑可能导致容器的那个区域的腐蚀和/或过热，以及进气系统的最终失效。此外，如果固体堆积得过快，那么外部排水管可能被堵住。当这种情况发生时，另外固体将沉降直到堰的上端上方的流动被中断为止。作为另一实例，外部排水阀门可能不能打开(这将导致固体堆积)，或者它们可能保持打开过久，并且中断堰上方的流动。
[0012]因此，考虑到常规进气系统的上文识别的潜在问题，仍然需要提供将积聚的固体杂质从循环洗涤液体有效、连续移除的用于湿法气体洗涤器的改进的堰和进气系统设计。
[0013]公开概述
[0014]在一个方面中，用于湿法气体洗涤器的进气系统通常包括洗涤容器和堰。洗涤容器具有限定洗涤通道的内表面，并且被配置来接收气体和洗涤液体，使得在进气系统的操作期间气体接触洗涤液体。堰设置在洗涤通道上方并且与其流体连通。堰被配置来将液体递送到洗涤通道以便在进气系统的操作期间湿润洗涤容器的内表面。堰包括堰管道和堰槽。堰管道具有至少一个侧壁、内部堰管道通道、与内部堰管道通道流体连通的上部堰管道入口以及与堰管道通道流体连通的下部堰通道出口。堰槽至少部分地围绕堰管道的至少一个侧壁延伸，并且被配置来在进气系统的操作期间接收液体并至少部分地填充有液体。堰槽具有与上部堰管道入口液体连通的上部槽出口，并且被配置来在进气系统的操作期间将液体从堰槽递送到上部堰管道入口中，由此液体从堰管道通道引导穿过下部堰管道出口并朝向洗涤通道，以便在进气系统的操作期间促进湿润洗涤容器的内表面。堰槽具有位于上部槽出口下方的下部槽出口。下部槽出口与洗涤通道液体连通，并且被配置来在进气系统的操作期间将液体从堰槽朝向洗涤通道递送。
[0015]在另一方面中，洗涤气体的方法通常包括至少部分地用液体填充气体洗涤器的进气系统。堰槽设置在由洗涤容器限定的洗涤通道上方并且至少部分地环绕限定堰管道通道的堰管道。将液体从堰槽穿过堰槽的上部槽出口递送并且进入堰管道通道。离开上部槽出口的液体流过堰管道通道并且随后向下流动进入洗涤通道，并且促进湿润限定洗涤通道的洗涤容器的内表面。将液体从堰槽穿过堰槽的下部槽出口递送并且进入洗涤通道。离开下部槽出口的液体促进湿润限定洗涤通道的洗涤容器的内表面。将气体和洗涤液体引入洗涤通道中，使得气体和洗涤液体彼此接触。
[0016]其他特征在下文中将会部分地显而易见并且部分地指出。
[0017]附图简述
[0018]图1是包括进气系统和气体-液体脱离容器的气体洗涤器的一个实施方案的示意图；
[0019]图2是包括堰和洗涤容器的进气系统的前视图；
[0020]图3是图2的进气系统的顶部平面图；
[0021 ]图4是沿着图2中的线4一4限定的平面取得的截面图；
[0022]图5是图2的进气系统的上部部分的放大、部分纵切面；
[0023]图6是图5的截面的上部部分的放大、局部视图；并且
[0024]图7是图5的截面的下部部分的放大、局部视图。
[0025]对应的参考字符在附图中始终指示相对应的零件。
[0026]公开详述
[0027]参考图1，湿法气体洗涤器的一个实施方案的示意图通常以参考数字10指示。所示出的湿法气体洗涤器10包括通常以12指示的进气系统，以及通常以14指示的与所述进气系统流体连通的气体-液体脱离容器。一般来讲，并且如下文更详细解释的，进气系统12被配置来接收来自工业处理的气体(例如，热气)流出物并且使热气与洗涤液体接触以便冷却热气并且将污染物从气体移除。作为实例，热气流出物可来源于金属煅烧操作。在进气系统12内彼此接触之后，湿气和用过的洗涤液体通过出口 16离开进气系统并且进入气体-液体脱离容器14。在气体-液体脱离容器14内，用过的洗涤液体和湿气脱离或分离使得用过的洗涤液体收集在下部坑18中并且湿气向上流动穿过气体出口管道或塔20。坑18中的用过的洗涤液体再循环并通过栗22递送回到进气系统12。塔20中的湿气在通过塔出口 26离开塔之前流过除雾器24(例如，山形)和/或其他气体/液体分离装置。所示出湿法气体洗涤器10的一些部件的前述简短描述通常在本领域是已知的，并且其他过程或装置在不脱离由权利要求书限定的本发明的范围的情况下可包括在湿法气体洗涤器中。
[0028]如通常在图1中所示，所示出的进气系统12包括:通常以30指示的洗涤容器、洗涤容器内的用于将洗涤液体递送到洗涤容器中的喷嘴32，以及与洗涤容器流体连通并且设置在其上方的通常以34指示的堰。如下文更详细描述的，堰34被配置用于湿润限定洗涤通道37的洗涤容器30的内表面36(参见，例如图2)。气体入口管38延伸穿过堰34的开口上端以便将热气递送到洗涤容器30中。来自气体入口管38的热气在洗涤通道37中沿着向下的方向流动，并且来自喷嘴32的洗涤液体在洗涤通道中沿着向上的方向流动。热气和洗涤液体彼此碰撞以便在洗涤通道37内形成湍流区40(称为“泡沫区”)。在泡沫区40中，气体/液体交接是连续且快速更新的。当气体和液体的动量平衡时，液体反转方向并且在洗涤通道37中向下流动。洗涤气体和用过的液体离开洗涤容器30并且进入气体-液体脱离容器14，如上文所解释的。如通常在本领域中已知的，所示出的湿法气体洗涤器10通常是被称为“逆流洗涤器”的类型，这是因为热气和洗涤液体在洗涤容器30内沿着相反的方向流动。应理解在其他实施方案中，湿法气体洗涤器10可以是“并流洗涤器”，由此热气和洗涤液体在洗涤容器30内沿着相同的方向(例如，向下的方向)流动。在不脱离本发明的范围的情况下，进气系统12可包括其他类型的洗涤容器。
[0029]参考图2和图3，进气系统12的堰34被配置来通过在进气系统的操作期间在内表面上形成向下流动的液体的膜或层来湿润洗涤容器30的内表面36。液体可以是洗涤液体并且可来自与递送通过喷嘴32的洗涤液体相同的源，如下文所解释。堰34包括通常以44指示的外部堰贮器，以及接收在堰贮器中的通常以46指示的内部堰管道。
[0030]参考图5，堰贮器44具有侧壁48，相应地开口上端50a和下端50b以及限定内部空间(堰管道46被接收在其中)的内表面52。堰贮器44的下端50b限定堰的与洗涤容器30流体连通的出口 56。堰贮器44的上部部分58处的内表面52具有大体环形形状，并且堰贮器的下部部分60处的内表面具有向下朝向堰贮器的开口下端50b逐渐缩减或倾斜的大体锥形形状。堰管道46具有侧壁62、限定内部管道通道66的内表面64、与内部管道通道连通的上部管道入口 68以及与管道通道连通的下部管道出口 70。在所示出的实施方案中，上部管道入口 68由堰管道46的上端限定，并且下部管道出口 70由堰管道的下端限定。堰管道46具有大体圆柱形形状、带有在管道的上端处横向向外延伸的堰唇缘72。固定凸缘78在堰管道46与堰贮器44之间横向延伸并且使堰管道46与堰贮器44互相连接以将管道固定地紧固在贮器中。固定凸缘78具有环形形状并且围绕堰管道46的侧壁62的周长延伸，但是固定凸缘可以是其他形状。出于下文所解释的原因，固定凸缘78具有至少一个开口80，并且在所示出的实施方案中，固定凸缘具有围绕固定凸缘彼此间隔开的多个开口(如在图3中所示)。还是出于下文所解释的原因，由于固定在堰贮器44内，堰管道46的上端以距离dl设置在堰贮器44的上端50a下方，并且堰管道的下端以距离d2与堰贮器44的内表面52横向(或水平)间隔开以便在其两者之间限定环形开口 84。堰管道46、堰贮器44以及固定凸缘78可由不锈钢或其他金属形成。固定凸缘78可通过焊接或以其他合适方式固定到堰管道46和堰贮器44。在不脱离受权利要求书保护的发明的范围的情况下，堰34可以是其他构造。
[0031]参考图5和图6，堰34的堰槽86由堰管道46、堰贮器44以及固定凸缘78限定。具体地，所示出的堰槽86通常是环形通道的形式，其中堰管道46的侧壁62限定槽的内侧，堰贮器44的侧壁48限定槽的外侧，并且固定凸缘78限定槽的底部。堰槽86至少部分地环绕堰管道46的上部部分，并且在所示出的实施方案中，堰槽完全环绕管道的上部部分。堰槽86被配置来在进气系统12的操作期间至少部分地填充有液体。如图2和图3所示，所示出的堰槽86包括延伸穿过堰贮器44(8卩，穿过槽86的外侧)的至少一个槽入口90(例如，4个入口)。所示出的槽入口 90被配置来沿着大体水平的方向并且沿堰贮器44的侧壁48的切线方向引导液体，使得流动的液体大体围绕堰槽86打旋。在不脱离受权利要求书保护的发明的范围的情况下，堰槽86和/或入口 90可以其他方式形成并且可以是其他构造。
[0032]参考图5-7，堰槽86还具有两个槽出口:上部槽出口94，以及由固定凸缘78中的至少一个开口80(S卩，堰槽86的底部)限定的下部槽出口。上部槽出口94位于堰管道46的上端处并且与上部堰管道入口 68液体连通，以便允许堰槽86中的液体相对于堰槽溢流使得液体在管道上端处的堰唇缘72上方流动、穿过管道通道66并朝向位于堰34的下端处的堰出口56。穿过上部槽出口 94的此溢流是由于堰管道46的上端设置在堰贮器44的上端50a下方(例如，槽的外侧壁设置在内侧壁上方)。因此，就这一点而言，堰34起到溢流或跳越堰的作用。下部槽出口 80与旁路100液体连通，所述旁路100由堰管道46的下部部分和堰贮器44的下部部分的锥形内表面52限定。旁路100限定具有旁路出口的旁路导管102，所述旁路出口由堰管道46的下端与堰贮器44的锥形内表面52之间的环形开口 84限定。堰贮器44的锥形内表面52使液体朝向旁路出口 84漏下。旁路出口 84与堰出口 56和洗涤通道37液体连通以便最终将下部槽出口 80与洗涤通道流体连接。因此，下部槽出口 80和旁路100起到管道旁路的作用来在不流过管道通道66的情况下将液体从堰槽86递送到洗涤通道37 ο上部槽出口 94和下部槽出口 80分别(以及旁路出口 84)在进气系统12的操作期间连续打开，并且出口不受允许选择性流动阻碍的装置的影响。例如，出口 94、80不受允许选择性关闭出口的阀门或其他装置的影响。
[0033]应理解在其他实施方案中，上部槽出口94和下部槽出口80中的一个或两个分别可以其他方式形成。例如，上部槽出口可形成为堰管道46的侧壁62中的一个或多个开口。相对于下部槽出口，在非限制性实例中，出口可由管或导管或其他部件形成。此外，在一个非限制性实例中，形成下部槽出口的管或导管相对于堰贮器可以是外部或内部的。还应理解，可以其他方式形成旁路100和旁路出口 84。此外，进气系统12可不包括单独旁路，诸如旁路100。例如，下部槽出口80可直接排放到堰34的下部部分和/或直接排放到洗涤通道37，而不引导液体进入堰管道46，由此下部槽出口单独起到管道旁路的作用。在另一实例中，下部槽出口80可与管道旁路66流体连通，由此管道旁路不存在。在受权利要求书保护的发明的范围内，其他构造是可能的。
[0034]现在将描述使用所示出进气系统12的方法的非限制性实施方案。在操作的开始处，液体通过栗22或其他装置递送到槽入口 90 ο在此实例中，递送到堰槽86的液体是来自与喷嘴32液体连通的相同源的洗涤液体。从槽入口 90，液体沿着大体水平的方向并且沿着堰贮器44的侧壁48的切线方向流动进入堰槽86，如上文所描述，但是液体可沿着任意合适的方向流动。在液体最初进入堰槽86时，液体的一部分向下流过下部槽出口 80(由固定凸缘78中的开口 80限定)、穿过旁路100和堰出口 56作为液膜并且随后进入洗涤通道37 (因此绕过管道通道66)。液体穿过下部槽出口 80并穿过旁路100的流动由在图5中具有参考符号Fl的箭头指示。液体进入堰槽86的流动速率大于穿过下部槽出口 80的净流动速率，使得堰槽填充有与流过下部槽出口的液体并行的液体。当堰槽86在堰管道46的上端处的堰唇缘72上方填充有液体时，液体通过上部管道入口 68溢流并且进入管道通道66。液体在堰唇缘72上方并且进入管道通道66的流动速率和分布使得液体作为限定管道通道的内表面64上的薄膜流动。液体的薄膜基本上覆盖堰管道46的整个内表面64并且向下流过下部管道出口 70。液体的薄膜穿过管道通道66的流动由在图5中具有参考符号F2的箭头指示。液膜F2离开管道通道66并且在堰贮器44的邻近堰出口 56的下部、逐渐变细部分处加入来自旁路100的液膜Fl以形成组合的液体薄膜。组合液膜的流动由在图5中具有参考符号F3的箭头指示。组合液膜F3向下流过堰出口 56并且随后沿着限定洗涤通道37的内表面36流动。组合液膜F3基本上覆盖洗涤容器30的整个内表面36 ο液体通过槽入口 90连续流动进入堰槽86，并且液体分别连续且并行地流过上部槽出口94和下部槽出口80，以便产生沿着限定洗涤通道37的内表面36向下流动的连续的组合液体薄膜F3。
[0035]与沿着限定洗涤通道37的内表面36流动的连续的组合液膜F3并行，洗涤液体通过喷嘴32连续递送进入洗涤通道以便产生洗涤通道中的洗涤液体的向上流动。洗涤液体的向上流动由在图1中具有参考符号F4的箭头指示。洗涤液体可在液体最初递送进入堰槽86之前、之后或与其并行地通过喷嘴32引入。在形成连续的组合液膜F3以及洗涤通道37中的洗涤液体的向上流动之后，热气通过气体进入管38引入洗涤通道。热气与组合液膜F3的连续的流动和洗涤液体F4的向上流动并行地连续递送到洗涤通道37。热气在泡沫区40与洗涤液体F4的向上流动碰撞。在泡沫区40中，气体/液体交接是连续且快速更新的。当气体和液体的动量平衡时，液体反转方向并且在洗涤容器30中向下流动。洗涤气体和用过的液体离开洗涤容器30并且进入气体-液体脱离容器14。连续流动的液膜F2和F3抑制由于热气流动进入系统而产生的进气系统12的相应内表面36、52和64的腐蚀。
[0036]进气系统12的参数，包括但不必须限制为堰槽86的尺寸、固定凸缘78的开口80的数量和面积、旁路出口84(8卩，环形开口)的面积以及液体进入堰槽的流动速率，是相互依赖的以便实现进气系统的内表面36、52和64的期望湿润(S卩，薄膜F2、F3的期望形成)，以及通过下部槽出口 80以抑制微粒在堰槽中的积聚的堰槽的期望排水或冲洗。例如，固定凸缘78中每个开口80的单个面积应该足够大以抑制液体中的微粒堵住出口。然而，如果每个开口80的面积过大和/或如果开口的数量过多，那么穿过所述开口的组合流动速率可抑制堰槽86填充有液体，这将抑制穿过上部槽出口 94的液体的溢流。此外，进入堰槽86的流动速率和由堰槽保持的液体的体积(以及可能地槽的其他参数)还影响堰槽是否适当地填充有液体使得分别通过上部槽出口 94和下部槽出口 80实现适当流动速率，以便产生沿着限定洗涤通道37和管道通道66的内表面36、52和64的连续流动膜F2、F3。如果液体分别穿过上部槽出口94和下部槽出口80的流动速率过高，那么可能不能令人满意地实现流动的液膜F2、F3，这是因为液体可能与内表面分离。此外，如果分别穿过上部槽出口94和下部槽出口80的流动速率过低，那么流动的液膜F2、F3可能过薄或者可能不能充分地覆盖内表面36、52和64。
[0037]在一个非限制性实例中，进气系统12的参数可通过首先建立进入堰槽86的液体的流动速率并且确定所述堰槽的高度(这确定所述槽中液体的可用压力)来选择。在流动速率和压力已建立的情况下，固定凸缘78中开口80(S卩，槽的底部中的开口)的组合或总打开面积可被计算来实现穿过下部槽出口的期望流动速率，如通过开口限定的。随后，可确定安装在固定凸缘78中的开口80(或排水管)的数量以及每个开口的面积。由于液体将被引入更多的位置，更多的开口 80是有益的。然而，随着开口的数量增加，每个开口 80将更小。如果开口80过小，它们可随后被堵塞。因此，应确定开口的位置、数量以及尺寸。
[0038]进气系统12，并且更具体地堰34，可在湿法气体洗涤器10的操作期间提供下述优势中的一个或多个。作为非限制性实例，本公开的堰34抑制堰槽86中微粒的堆积或积聚。在操作期间，下部槽出口 80 (例如，限定堰槽86的底部的固定凸缘78中的开口 80)连续地使堰槽排水以便抑制悬浮在液体中的微粒的积聚。堰槽86的连续排水具有连续冲洗来自液体的沉降或可沉降在堰槽的底部78处的任何微粒的效果。此外，下部槽出口 80和旁路100起到内部排水系统的作用，这是因为下部槽出口和旁路包含在进气系统12中并且将液体排放进入进气系统12的洗涤通道37。因此，不需要外部管或阀门或栗(其将微粒从常规进气系统移除)来将微粒从堰槽86移除。如上文所解释的，液体流过旁路出口 84作为堰贮器44的内表面52上的液膜Fl并且加入从堰管道46流出的液膜F2以便形成流动进入洗涤通道37的组合液膜F3。在所示出的实施方案中，两个液膜Fl、F2邻近堰出口 56并且在堰出口 56的上游结合以形成组合液膜F3。此组合液膜F3提供促进湿润限定洗涤通道37的内表面36的另外优势。此外，如果液膜Fl、液膜F2中的一个失效，那么另一个液膜变成失效保护或备用，继续湿润洗涤通道37。因此，一个液膜(例如，Fl)的形成不取决于另一个液膜(例如，F2)的形成并且反之亦然(即，液膜彼此独立地形成)。实施例
[0039]下文是展示确定进气系统的参数的过程的非限制性实例。
[0040]进气系统12的设计的目标是使固定凸缘78中的开口80的液体流动速率(S卩，穿过下部槽出口的液体流动速率)等于在堰34的上端上方的液体流动速率(S卩，穿过上部槽出口94的液体流动速率)的约50%。
[0041]使用进气系统12的上文所公开的实施方案，下文是在工作的进气系统的设计中使用的步骤和参数。
[0042]以下参数被首先选择或计算:
[0043].堰管道46的外直径是48”(或4英尺)。
[0044].堰管道46上方的流动的设计标准(S卩，穿过上部槽出口的流动速率)是每英尺堰槽的周长20gpm。
[0045].Fw =堰管道的上端上方的流动速率(穿过上部槽出口的流动)=3?χ4英尺xl0gpm/ft = 252gpmo
[0046].Fh=穿过固定凸缘78中的开口80的流动(穿过下部槽出口的流动速率)= l/2xFff=126gpm
[0047].Ft =进入堰槽的整体流动速率(穿过槽入口的组合流动速率)=FW+Fh = 252gpm+126gpm = 378gpm
[0048]接下来，确定126gpm的流动速率的固定凸缘78中的开口80所需要的开口面积的量。根据上文的设计，将存在10.5”的位于固定凸缘78中的开口 80上方的液体压头H。这假设堰槽86被填充到堰的上端。由于将存在堰管道46上方的流动，这是一个合理的假设。
[0049]首先，确定穿过每个开口80的速度。方程式的形式是:
[0050]H=K x(V2/2g)
[0051]!1=英尺的水中的液体压头=10.5”/12”/代=0.875英尺
[0052]K =阻力系数=针对突然的扩张为I。
[0053]V=以英尺/秒计量的穿过开口 80的液体的速度，这是未知待解决的。
[0054]g =重力加速度= 32.2ft/sec2
[0055]所以，代入值:
[0056]0.875英尺=I.0x(V2/(2x32.2ft/sec2)
[0057]求解上述方程式:
[0058]7 = 7.5英尺/秒。
[0059]接下来，求解开口80所需要的整体面积、，其将被称为Aht。将液体流动设为126gpm。将此值转化为立方英尺/秒，并且随后除以速度:
[0060]Fh=126gal/min x(ft3/7.48gal)x(min/60sec)=.28075ft3/sec0[0061 ] Aht = Fh/V=.28075ft3/7.5ft/sec=.037433ft2 = 5.3904in2
[0062]随后选择使用的开口 80的数量。随着开口 80的数量增加，每开口的面积将减小。然而，开口 80越小越容易堵塞。此外，过少的开口 80将导致开口之间的间距增加，并且这将在槽86的底部78处提供固体堆积的区域。堰管道46的周长被用作参考，这是由于流动速率以其为基础。所述基础以堰管道周长的6”间隔具有I个开口80。
[0063]堰管道周长= 48” XJi = 150.8英寸。因此，开口的数量为每开口 150.8”/6” =25.133个孔。将此数值四舍五入到可被4整除的最接近的整数，开口的总数量是24。因此，每开口所需要的面积=Aht/# 个孔= 5.3904in2/24 =每开口 0.2246in2。
[0064]根据此面积确定单个开口直径Dh，如下:
[0065](ji/4)x(Dh2)=0.2246in2
[0066]那么，Dh= 0.535 英寸。
[0067]将此值四舍五入到最接近的分数得到:
[0068]24个开口中的每一个具有17/32”的直径。
[0069]每开口的实际面积=(π/4)χ(.53125in)2= 0.22166in2
[0070]Aht = 24x 0.22166in2 = 5.32in2x(ft2/144in2) =0.0369ft2
[0071 ] Fh=(.0369ft2)x(7.5ft/sec)x(60sec/min)x(7.48gal/ft3) = 124gpm。
[0072]穿过开口80的实际计算流量是124gpm，并且为在堰管道46的上端流动并且进入管道通道66的液体的大约49%。每个开口具有17/32”的直径，这个直径应足够大以避免堵塞。此外，开口 80彼此足够接近使得没有大面积的固定凸缘78不受保护，受到微粒杂质的堆积的影响。
[0073]穿过开口80排放的液体必须经过堰管道46与堰贮器44之间的环形开口84( S卩，旁路出口)。环形开口84的宽度(由d2限定)大约为5/8”。因此，液体流过环形开口84的总面积= (πχ 48in x 0.625in) = 94.25in2。此面积显著大于开口80的组合面积，并且应不导致液体在旁路100中的阻塞或积聚。此外，离开开口80的液体将冲击部分限定旁路100的锥形内表面52，这将旨在将此液体分布在邻近环形开口 84的内表面的整个周长周围。
[0074]现已详细描述本发明，将显而易知的是，在不脱离随附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，修改和变化是可能的。
[0075]当引入所公开实施方案和受权利要求保护的发明的要素时，冠词“一个”、“一种”、和“所述(the/said)”旨在意味着存在所述要素中的一个或多个。术语“包括(comprising)”、“包括(including)”以及“具有”旨在为包括性的，并且意指除所列出的要素之外可存在另外的要素。
[0076]因为可以在不脱离本发明的范围的情况下对以上构造、产品和方法做出各种改变，所以意在以上描述中包含的并在附图中示出的所有内容都应解释为说明性的而不具有限制意义。
【主权项】
1.一种用于湿法气体洗涤器的进气系统，其包括: 洗涤容器，所述洗涤容器具有限定洗涤通道的内表面，所述洗涤容器被配置来接收气体和洗涤液体，使得在所述进气系统的操作期间所述气体接触所述洗涤液体； 堰，所述堰设置在所述洗涤通道上方并且与所述洗涤通道流体连通，所述堰被配置来将液体递送到所述洗涤通道以便在所述进气系统的操作期间湿润所述洗涤容器的所述内表面，所述堰包括: 具有至少一个侧壁的堰管道、内部堰管道通道、与所述内部堰管道通道流体连通的上部堰管道入口以及与所述堰管道通道流体连通的下部堰通道出口，以及 堰槽，所述堰槽至少部分地围绕所述堰管道的所述至少一个侧壁延伸，并且被配置来在所述进气系统的操作期间接收液体并且至少部分地填充有液体， 其中所述堰槽具有上部槽出口，所述上部槽出口与所述上部堰管道入口液体连通并且被配置来在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽递送到所述上部堰管道入口中，由此液体从所述堰管道通道弓I导穿过所述下部堰管道出口并朝向所述洗涤通道，以便在所述进气系统的操作期间促进湿润洗涤容器的所述内表面，并且 其中所述堰槽具有位于所述上部槽出口下方的下部槽出口，所述下部槽出口与所述洗涤通道液体连通，并且被配置来在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽朝向所述洗涤通道递送。2.如权利要求1所述的进气系统，其中所述堰槽包括底壁，所述底壁具有限定所述下部槽出口的至少一个开口。3.如权利要求2所述的进气系统，其中所述底壁具有大体环形形状并且围绕所述堰管道的所述至少一个侧壁的周长延伸，所述底壁的所述至少一个开口包括围绕所述底壁彼此间隔开的多个开口。4.如权利要求3所述的进气系统，其中所述堰槽包括与所述堰管道横向间隔开并且环绕所述堰管道的外槽侧壁，其中所述底壁包括在所述外槽侧壁与所述堰管道之间横向延伸并且使所述外槽侧壁与所述堰管道相互连接的固定凸缘。5.如权利要求4所述的进气系统，其中所述堰槽具有在高度方向上设置在所述上部槽出口与所述下部槽出口之间的槽入口。6.如权利要求1所述的进气系统，其中所述下部槽出口被配置来不与所述堰管道液体连通，使得在所述进气系统的操作期间流过所述下部槽出口的液体不经过所述堰管道。7.如权利要求6所述的进气系统，其还包括堰管道旁路，所述堰管道旁路位于所述下部槽出口与所述洗涤通道中间并且与所述下部槽出口和所述洗涤通道液体连通，其中所述下部槽出口被配置来在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽递送到所述堰管道旁路中而不经过所述堰管道通道，并且其中所述堰管道旁路被配置来在所述进气系统的操作期间将从所述下部槽出口接收的液体朝向所述洗涤通道递送而不经过所述堰管道通道。8.如权利要求7所述的进气系统，其中所述堰管道旁路具有邻近所述下部堰管道出口的芳路出口。9.如权利要求8所述的进气系统，其中所述旁路出口包括环绕所述堰管道的所述侧壁的整个外周长的连续开口。10.如权利要求1所述的进气系统，其中所述堰槽被配置成使得在所述进气系统的操作期间来自所述堰槽的液体并行地流过所述上部槽出口和所述下部槽出口。11.如权利要求1O所述的进气系统，其中所述上部槽出口和所述下部槽出口连续打开并且不受允许选择性流动限制的装置的影响。12.如权利要求1所述的进气系统，其中所述堰管道具有限定所述上部堰管道入口的开口上端，其中所述堰槽包括具有设置在所述堰槽的所述上端上方的上端的外槽壁，所述上部槽出口限定在所述堰管道的所述上端与所述堰槽的所述上端之间，并且在所述进气系统的操作期间允许所述堰槽中的液体相对于所述堰管道的所述上端溢流并且进入所述上部堰管道入口。13.如权利要求12所述的进气系统，其还包括喷嘴，所述喷嘴设置在所述洗涤通道中并且被配置来在所述进气系统的操作期间将洗涤液体递送到所述洗涤通道中。14.如权利要求13所述的进气系统，其中所述喷嘴被配置来在所述进气系统的操作期间引导洗涤液体向上朝向所述洗涤通道的上部部分。15.如权利要求1所述的进气系统，其中所述堰槽包括底壁，所述底壁具有限定所述下部槽出口的至少一个开口， 其中所述堰管道具有限定所述上部堰管道入口的开口上端，其中所述堰槽包括具有设置在所述堰槽的所述上端上方的上端的外槽壁，所述上部槽出口限定在所述堰管道的所述上端与所述堰槽的所述上端之间，并且在所述进气系统的操作期间允许所述堰槽中的液体相对于所述堰管道的所述上端溢流并且进入所述上部堰管道入口， 所述进气系统还包括堰管道旁路，所述堰管道旁路位于所述下部槽出口与所述洗涤通道中间并且与所述下部槽出口和所述洗涤通道液体连通，其中所述下部槽出口被配置来在所述进气系统的操作期间将液体从所述堰槽递送到所述堰管道旁路中而不经过所述堰管道通道，并且其中所述堰管道旁路被配置来在所述进气系统的操作期间将从所述下部槽出口接收的液体朝向所述洗涤通道递送而不经过所述堰管道通道。16.一种洗涤气体的方法，其包括: 用液体至少部分地填充气体洗涤器的进气系统的堰槽，其中所述堰槽设置在由洗涤容器限定的洗涤通道上方并且至少部分地环绕限定堰管道通道的堰管道； 将液体从所述堰槽穿过所述堰槽的上部槽出口递送并且进入所述堰管道通道，其中离开所述上部槽出口的液体流过所述堰管道通道并且随后向下流动进入所述洗涤通道，并且促进湿润限定所述洗涤通道的所述洗涤容器的内表面；以及 将液体从所述堰槽穿过所述堰槽的下部槽出口递送并且进入所述洗涤通道，其中离开所述下部槽出口的液体促进湿润限定所述洗涤通道的所述洗涤容器的所述内表面； 将气体和洗涤液体弓I入所述洗涤通道中，使得所述气体和所述洗涤液体彼此接触。17.如权利要求16所述的方法，其中所述将液体从所述堰槽递送穿过所述堰槽的下部槽出口在所述填充槽期间及之后执行，并且其中所述将液体从所述堰槽递送穿过所述堰槽的上部槽出口仅在所述填充槽之后执行。18.如权利要求17所述的方法，其还包括在所述填充堰槽之后并且与以下过程并行地连续再填充所述堰槽:所述将液体从所述堰槽递送穿过所述堰槽的上部槽出口，所述将液体从所述堰槽递送穿过所述堰槽的下部槽出口，以及所述将气体和洗涤液体引入所述洗涤通道。19.如权利要求16所述的方法，其中所述将液体从所述堰槽递送穿过所述堰槽的上部槽出口包括使所述液体相对于所述堰管道的所述上端溢流，使得所述液体流动进入由所述堰管道的上端限定的堰管道入口并且进入所述堰管道通道。20.如权利要求16所述的方法，其中所述引入气体和洗涤液体包括:将所述气体向下穿过所述堰管道通道弓I入并且进入所述洗涤通道，以及将所述液体向上引入在所述洗涤通道内和所述堰管道通道下方。
【文档编号】B01J8/12GK105899277SQ201580003820
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月6日
【发明人】L·F·帕施克, S·F·迈耶
【申请人】梅克斯公司