用于在蒸汽重整时分离过程冷凝物的方法

专利名称：用于在蒸汽重整时分离过程冷凝物的方法
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。
特别是要求保护一种用于冷却气体的装置，其通过由压力外壳包围的塔构成，其 特征在于塔包括至少两个不同的腔室，并且下面的第一腔室向下通过能用阀关闭的排出 口封闭，从而在该腔室中能建立液体池，并且该腔室具有用于还原性的气体的侧面的进口 ； 下面的第一腔室向上通过腔室盖封闭并包括排气口 ；上面的第二腔室向下通过第一腔室的 腔室盖封闭，并且该第二腔室具有侧面的另一进气口，而且该第二腔室向上由用于合成气 体的排出口封闭；这些腔室能被加热，使得这些腔室能处在不同的温度水平，并且这些腔室 能被施加压力或真空，使得这些腔室能被调节到不同的压力水平；以及在腔室之间安装流 体静力的液柱或虹吸管式的物理连接，所述液柱或物理连接能用液体填充。
关于塔的结构，最下面的腔室包括腔室盖，其同时用作在其上方的腔室的底部。在 侧面在上部区域中实现离开下面的腔室的排气口。按选择方式，盖包括进入上面的腔室中 的管道，它不允许气体穿过进入上面的腔室，而是向侧面拐弯并向侧面从塔中输出气体。相 反上面的腔室包括排气口，其优选向上排出气体并且必要时可用阀关闭。能经由气体管道 实现进气口，这些气体管道设置在相应的腔室的上部并且优选从侧面横向装入到塔中。各 腔室能是可加热的或可冷却的。这能任意地实现。例如电加热或通过热气体或蒸汽的加热 是可能的。也能使用产生冷却的构件。
在一种优选的实施形式中，塔包括上下设置的两个腔室。但也有可能，塔配备上下 设置的三个腔室。在此，一个腔室的盖分别构成在该腔室上面的腔室的底部。对此排气口 优选这样实现，即气体引导通过相应的腔室的盖并接着在侧面输出，而没有要被干燥的气 体进入在上面的腔室中。各个腔室物理上由管道相连接，该管道能构成为简单的管道。通 过在腔室之间的压力差确定液柱的高度。通过该液柱的建立，冷凝物流回处在下面的腔室 是可能的。各管道能不仅连接上下设置的腔室而且能穿过腔室来连接不邻接的腔室。这样 例如管道能存在于最下面的第一腔室与第三腔室之间。
原则上塔能包括任意多个腔室。在此，一个腔室的腔室盖总是起在其上方的腔室 的底部的作用。优选通过管道穿过腔室盖在侧面向上输出气体，而气体不流入在其上方的 腔室中。只最上面的腔室的排气口优选使其直接向上输出气体。由于在最下面的腔室中通 常产生较大量的冷凝物，最下面的腔室可以构成很大的。物理连接的管道也能构成为虹吸 管，以便在这种情况下在管道中留下液体的剩余体积。由此能阻止在腔室之间的气体交换。
从一个腔室输出以后将气体经由管道输向一个冷却装置。它能是空气冷却器或水 冷却器。在气体温度较高或量较大时例如将气体导过空气冷却器。在气体量较小或温度较 低时将气体有利地导过水冷却装置。由于应该干燥气体，有利地涉及利用冷却蛇形管或热 交换器的间接冷却。直接的通过喷洒的冷却，例如利用从外部供给的液体，也可以是本发明 的一部分。如果要将气体一直干燥到百万分之几的水或外界温度经常是高的，则冷却装置 也可以是制冷机。
如果要被干燥的气体仍包含残余量的水，则也可以在最上面的腔室中设置液滴分 离器或除雾器。原则上也能在其他的腔室中设置液滴分离器或除雾器，但这一般由于气体 的不同的含湿量只在上面的腔室中是需要的。
腔室之间的物理连接可以构成为简单的管道。但该管道也能构成为虹吸管式的装 置。在这种情况下能在相当大程度上阻止在腔室之间的气体交换。通过作为虹吸管的构造， 在液柱中总是留下剩余液体，从而在停顿的情况下在腔室之间没有气体交换是可能的。但 能任意构成物理连接。例如它也可以构成为圆锥或圆柱。
管道能节省空间地设置在塔内。但也有可能将其设置在塔之外。如果液体总是很 热的和应该通过外界空气冷却，则这例如会变成必需的。在这种情况下在塔之外的设置是 合理的。如果冷凝物应是粘性的或包含较大量的固体，从而需要管道的周期性的净化，则这 也是有利的。
为了管道的净化或填充或排空，管道也能设有填充或排空装置。如果管道设置在 塔之外，则能将其以易于接近的形式设置在塔之外。将带有填充或排空装置的各管道也能 设置成使其可以填充或排空在塔中设置的管道。连通的管道也能设有用于加热或冷却的装 置。例如这可以是许多小的冷却肋或电排管放热器。
使气体经由进气接管流入腔室中。该接管在一种有利实施形式中将气体在侧面导 入腔室中。实际的排气口对此能构成任意形式。由于气体在最下面的腔室中仍然包含大量 湿气并且由于在那里一般存在较大的蓄水器，将气体导入接管优选成形成使其将气体直接 导入蓄水器。但气体导入接管也能构成为导入头或带有点状进口的罩。最后导入头能构成 任意的并且有利地形成使其能实现气体最好地导入腔室或导入处在腔中的冷凝物储蓄体。 此外在相应的腔室中的附加的内置件能导致有利的液滴分离和腔室高度的降低。这例如可 以是导向板或沟槽。
在腔室之间的连接管道的流入接管能构成任意形式，它们确定在相应的腔室中的 液体储蓄体的高度。它们能配备喷管或喇叭口。但它们也能是弯曲的或配备阀。连接管道 的流出接管同样能构成任意的。它们能简单地构成，作为U形管、设有喇叭口或也设有包括 多个点状孔的罩形的进口( “淋浴头状”)。决定性的是，它们作为在腔室之间的物理连接 能实现流体静力的连接功能。
腔室底部能构成任意的。它们能向上构成池槽形的。但它们也能向下构成钟形的。腔室在塔内能构成任意的。它们优选处在塔内，以便确保节省空间的构造方式。它们 也能处在塔之外，特别是当空间要求使这是必需的话。各个腔室能构成罐形的或侧面外凸 地成形为罐。但一般塔以通常的构造方式构成圆锥形的，以便确保承压的外壳的可靠的成 型。如果其中一个腔室设置在塔之外，则它也能由一个承压的外壳包围。对此各腔室本身 能具有不同的横截面。能按照发明利用者的想法构成腔室的高度。也有可能构造不同横截 面的在腔室之间的物理连接或不同横截面的管道。
为了确保在塔中受控的气体流量，气体管道或腔室内部空间配备气体调节装置。 这可以例如是静力混合器。但这也可以是调节阀或气泵。真空泵也可以属于气体调节装置。 一般性而言，改变压力的元件如在任何任意的位置上的泵、阀或恒温器是本发明的一部分。 也能在任何任意的位置有调节气体流量、液体分离或物质交换或热交换的装置。例如这可 以是导向板或沟槽。
也要求保护一种方法，借其通过按照本发明的装置能干燥气体。特别是要求保护 一种用于干燥气体的方法，其特征在于首先将气体在侧面输入塔中，该塔由承压的容器包 围并且包括多个腔室，并且气体首先进入最下面的腔室，它冷却下来地到达那里或在那里 被冷却下来，而且通过冷凝放出一部分在气体中包含的湿气；最下面的腔室用液体池填充， 在液体池中能导入还原性的气体，并且通过下面的液体出口的阀位置调节该液体池的液 位，而且然后干燥的气体能经由排气口输出；气体从所述排气口进入另一装置，在该另一装 置中气体被继续冷却下来，并且气体进入在第一腔室上方的第二腔室中，在第二腔室中气 体通过冷凝放出另外的湿气，而且接着通过处在第二腔室中的排气接管供给至后续使用； 第二腔室或更高设置的腔室的液体经由流体静力的液柱或虹吸管式的能用液体填充的物 理连接能流入较低的腔室中。
将该方法构成优选向侧面的方向从下面的腔室输出气体，而没有气体进入在其上 方的腔室中。在从塔中输出以后使气体在冷却装置中继续冷却。冷却以后气体进入下一腔 室中，在那里气体放出另外的湿气，如其符合相应的条件。由此有可能引导气体通过上下的 两个腔室，从而在两个彼此相继的步骤中将气体冷却下来并且能通过冷凝放出其湿气。也 可能的是，引导气体通过上下的三个腔室，从而在三个彼此相继的步骤中将气体冷却下来 并且能通过冷凝放出其湿气。
原则上有可能，在建立装置时利用任意多个腔室发送气体。在下面的腔室中从侧 面输出气体。对于上面的腔室，排气接管有利地处于承压的塔的盖中。在腔室之间则设有 管道，它物理连接腔室并且通过流入接管的高度调节在上面的腔室中的液位。但也能通过 其他的装置如例如经由阀或泵来调节液位的高度。管道也能不产生连接地横贯一个或多个 腔室，以便例如在包括三个腔室的实施形式中将液体从最上面的腔室中输入最下面的腔室 中。
不仅合成气体而且由合成气体制成的氢气适合作为要被干燥的还原性的气体。适 合作为要被干燥的还原性的气体还包括一氧化碳、焦炉煤气或来自精炼的碳氢化合物馏 分。对此实例是来自石油精馏的三个或四个碳原子的碳氢化合物馏分。原则上通过冷却可 干燥的任何气体均适用于按照本发明的方法。这样通过按照本发明的装置也能干燥例如腐 蚀性的气体，如果装置技术结构为此例如通过使用有抵抗能力的建筑材料设计的话。
在干燥过程中产生的冷凝物能收集于共同的容器中和/或输入共同的容器中。然后能回收或任意后续使用冷凝物。这样在一种有利的实施中例如将其返回到产生工业用气 体的过程中。但也能在后续过程中或在净化以后用于产生蒸汽。
为了冷凝出在气体中包含的液体，必须将气体在各个腔室之间冷却。为此适用任 意的装置。虽然原则上有可能直接在承压的塔之前或之中冷却气体，但有利地将气体经由 管道导向冷却装置。原则上也有可能加热气体，如果外界温度需要这一点的话。在这种情 况下在相应的位置设置加热装置。也有可能冷凝非水状的液体，如果在相应的位置设置为 此适用的冷却装置的话。优选为了实施方法使气体除去水。在典型的实施形式中使合成气 体除去湿气。
为了在各个腔室之间冷却合成气体能采用一般的带有冷却肋的空气冷却器或水 冷却器。但热的合成气体也能用于加热锅炉供水或供气。为此能在腔室之间用于合成气体 的管道中设置热交换器。
合成气体的温度在第一腔室的第一冷凝步骤中优选为100 200°C，压力为10 50巴。按照压力水平和饱和度，在那里已开始部分冷凝。在示例性用空气实施的冷却以后， 接着将气体输入第二腔室中。在那里气体则具有50 70°C的温度。可以示例性利用水冷 却器实现继续的冷却和冷凝。此后得到具有30 70°C的温度的在正常压力下的合成气体。 在这些条件下水一般一直冷凝到0. 1(质量)％的残余含量。然后例如通过使用制冷机继续 干燥是可能的。但如果为了能达到最好的干燥，则这些条件可以是任意的。
通过逐步冷却下来也很有成效地排出合成气体生产的副产品。由此在理想情况下 能放弃合成气体通过蒸汽脱附的净化。由于没有冷凝物的返混，在过程冷凝物中能输出合 成气体生产的副产品。由于这一般是氨、二氧化碳和甲醇，它们在当前的温度下以气态产 生，这不会导致与产生的合成气体的返混。
本发明提供装置的优点，该装置逐步地在不同的压力和温度下干燥过程气体，而 不导致不符合要求的通过气体管道和冷凝物管道的气体流。通过按照本发明的构造方式能 节省空间地在一个构件中构造塔，该塔适用于逐步地冷凝出过程冷凝物。通过在腔室之间 的管道连接的实施可以放弃气体流量调节装置如泵和调节阀。这总体上导致低的投资费 用。本发明还提供如下优点当存在适合的过程冷凝物导向装置时，在高的温度下输出过程 冷凝物。


借助七个附图更详细地说明用于燃料的气化的装置的按照本发明的实施形式，按 照本发明的方法并不限于这些实施形式。图1示出按照本发明的装置，它包括三个腔室和处在内部的在各腔室之间的流体静力的连 接管道。将合成气体导入最下面的腔室。图2示出按照本发明的装置，它包括三个腔室和处在外部的在各腔室之间的流体静力的连接管道。图3示出按照本发明的装置，它包括三个腔室和处在外部的在上面的腔室与下面的腔室之 间的流体静力的连接管道。图4示出按照本发明的装置，它包括两个腔室和在两腔室之间的简单的流体静力的连接管 道。图5示出一种装置，它包括三个腔室，其中中间的腔室安装在承压的装置之外。 图6示出按照本发明的装置，它包括三个腔室，其中最下面的腔室为了收容大量的冷凝物 而侧向外凸地构成为罐。图7示出按照本发明的装置，它包括三个腔室，其中利用最下面的腔室的长度，以便改善液 滴分离。
具体实施方式
图1示例性示意示出塔(1)包括承压的外壳和三个冷凝腔室(2、3、4)。最下面的 腔室( 用于导入热的合成气体(5)。在该腔室中具有包括冷凝物的储蓄体(加)，在其中 经由气体导入接管(6)导入热的合成气体。气体在流过该冷凝物储蓄体以后流入冷凝腔室 Ob)。在冷凝出液体以后经由排气接管(7a)从第一腔室中输出气体(7)。在从第一腔室 中流出以后冷却气体并且经由气体导入接管(8)输入(8a)第二腔室(3)。在那里它释放 另一部分的冷凝物，从而在第二腔室的底部上聚积另外的冷凝物(3a)。在第一与第二腔室 之间设有管道(9)，其构成流体静力的液柱。由此液体能流回第一腔室，而不导致气体从第 一向第二腔室的溢流。该管道包括用于填充、净化和排空的孔(9a)。在第二腔室中的液位 的高度(％)能通过管道(9)的流入接管的高度来确定。在另外的液体在第二腔室中冷凝 以后通过腔室盖从侧面输出气体(10)。此后将其导过另一冷却装置(未示出)。接着气体 (Ila)经由另一气体导入接管(11)流入第三腔室G)。在那里通过冷凝也形成冷凝物的储 蓄体Ga)。通过水的冷凝，气体释放其最后的残余水( )，如其符合在该腔室中的冷凝条 件。在第二与第三腔室之间也设有管道(12)，其构成流体静力的液柱。由此液体能流回第 一腔室，而不导致气体从第二向第三腔室的溢流。该管道同样包括用于填充、净化和排空的 孔(1 )。在第三腔室中的液位的高度能通过管道(1 的流入接管的高度来确定。在剩余 的液体冷凝以后经由接管(13a)输出干燥的气体(1 并且先流过液滴分离器(14)。人们 得到干燥的合成气体(巧)。能在下面的接管上示例性经由阀接管(16a)输出冷凝物(16)。
图2示例性示意示出塔包括承压的外壳(1)和三个冷凝腔室(2、3、4)。最下面的 腔室(2)用于热的合成气体的第一干燥。管道(9、12)用作为流体静力的液柱，它们在这里 在外部设置在塔的各腔室之间，从而它们是易于接近的。此外这样必要时各液柱的加热或 冷却是可能的，经由进入最下面的腔室O)中的流入接管( 实现原气体的进气口。经由 上面的排气口(1 实现干燥的合成气体(1 的提取。能在下面的接管上例如经由阀接管 (16a)输出冷凝物(16)。
图3示例性示意示出塔包括承压的外壳(1)和三个冷凝腔室(2、3、4)。最下面的 腔室(2)用于热的合成气体的第一干燥。管道(9、12)用作为流体静力的液柱，它们在这里 在外部设置在塔的各腔室之间，从而它们是易于接近的。最上面的冷凝腔室(4)具有底部， 其构成为池槽。由此在该腔室中没有形成液体储蓄体。冷凝物经由管道(1 直接流入最 下面的腔室O)。经由进入最下面的腔室O)中的流入接管(5)实现原气体的进气口。经 由上面的排气口(1 实现干燥的合成气体(1 的提取。能在下面的接管上示例性经由阀 接管(16a)输出冷凝物(16)。
图4示例性示意示出简单的塔包括承压的外壳(1)和两个冷凝腔室(2、3)。最下 面的腔室( 用于热的合成气体的第一干燥。在两腔室之间具有简单的连接(9)。在上面的腔室(3)中的储蓄体(3b)的高度能通过管道(9)的流入接管的高度来确定。由于管道 (9)不构成为虹吸管，在下面的腔室O)的液体储蓄体中必须实现足够的浸入，以便避免气 体从下面的腔室O)向上面的腔室(3)的溢流。经由进入最下面的腔室O)中的流入接管 (5)实现原气体的进气口。经由上面的排气口(13)实现干燥的合成气体(15)的提取。能 在下面的接管上示例性经由阀接管(16a)输出冷凝物(16)。
图5示例性示意示出塔没有承压的外壳(1)、但包括三个冷凝腔室(2、3、4)。最下 面的腔室( 用于热的合成气体的第一干燥。各腔室不处在塔中，而是分开构造。经由进 入最下面的腔室O)中的流入接管(5)实现原气体的进气口。经由上面的排气口(13)实 现干燥的合成气体的提取。能在下面的接管上示例性经由阀接管(16a)输出冷凝物(16)。
图6示例性示意示出塔包括承压的外壳(1)和三个冷凝腔室(2、3、4)。最下面的 腔室(2)用于热的合成气体的第一干燥。管道(9、12)用作为流体静力的液柱，它们在这里 在外部安装在塔的各腔室之间，从而它们是易于接近的。最下面的腔室通过侧面的外凸部 (2c)构成为罐，从而能收集较大量的冷凝物。也能经由侧面的排出口(16b)流出冷凝物。 经由罩形的分配器(9c)实现下面的管道(9)的排出口，以便在下面的腔室中达到与气体的 强烈的接触。经由进入最下面的腔室O)中的流入接管( 实现原气体的进气口。经由上 面的排气口(1 实现干燥的合成气体(1 的提取。能在下面的接管上示例性经由阀接管 (16a)输出冷凝物(16)。
图7示例性示意示出塔包括承压的外壳(1)和三个冷凝腔室(2、3、4)。最下面的 腔室(2)用于热的合成气体的第一干燥。管道(9、12)用作为流体静力的液柱，它们在这里 在外部安装在塔的各腔室之间，从而它们是易于接近的。最下面的腔室通过侧面的外凸部 (2c)构成，从而改善液滴的分离并且总体上能降低塔高度。经由罩形的分配器(9c)实现下 面的管道(9)的排出口，以便在下面的腔室中达到与气体的强烈的接触。经由在最下面的 腔室O)中侧面外凸部的下面的区域内的流入接管实现原气体的进气口。因此提供多个冷 凝室。经由上面的排气口(1 实现干燥的合成气体(1 的提取。能在下面的接管上示例 性经由阀接管(16a)输出冷凝物(16)。
附图标记列表
1包括承压的外壳的塔
2第--腔室或冷凝腔室
2a第--冷凝腔室中的冷凝物的储蓄体
2b第--冷凝腔室中的气体室
2c第--冷凝腔室的罐形的外凸部
3第二二冷凝腔室
3a第二二冷凝腔室中的冷凝物的储蓄体
3b第二二冷凝腔室的气体室
4第三三冷凝腔室
4a第三三冷凝腔室中的冷凝物的储蓄体
4b第三三冷凝腔室的气体室
5第--冷凝腔室的进气口
5a进入第一冷凝腔室中的进气流
6原气体的进气接管
7第一冷凝腔室的排气口
7a离开第一冷凝腔室的气体流
8第二冷凝腔室的进气口
8a进入第二冷凝腔室中的进气流
9在第一与第二冷凝腔室之间的流体静力的液柱
9a用于在第一与第二冷凝腔室之间的流体静力的液柱的填充、净化和排空的孔
9b第二冷凝腔室中的液柱高度
9c作为具有多个点状的进口的罩的流体静力的液柱的进气口
10第二冷凝腔室的排气口
IOa离开第二冷凝腔室的气体流
11第三冷凝腔室中的进气口
Ila进入第三冷凝腔室中的进气流
12在第二与第三冷凝腔室之间的流体静力的液柱
12a用于在第二与第三冷凝腔室之间的流体静力的液柱的填充、净化和排空的孔
12b第三冷凝腔室中的液柱高度
13用于干燥的气体的排气口
13a阀
14除雾器或液滴分离器
15流出的干燥的气体
16用于冷凝物的排出口
16a阀
16b冷凝物的排出口或其他的介质的进口
权利要求
1.用于冷却气体的装置，该装置通过由压力外壳包围的塔构成，其特征在于 塔包括至少两个不同的腔室，并且下面的第一腔室向下通过能用阀关闭的排出口封闭，从而在该腔室中能建立液体池，并且该腔室具有用于还原性的气体的侧面的进口 ； 下面的第一腔室向上通过腔室盖封闭并包括排气口；下面的第二腔室向下通过第一腔室的腔室盖封闭，并且该第二腔室具有侧面的另一进 气口，而且该第二腔室向上由用于合成气体的排出口封闭；这些腔室能被加热，使得这些腔室能处在不同的温度水平，并且这些腔室能被施加压 力或真空，使得这些腔室能被调节到不同的压力水平；以及在腔室之间安装流体静力的液柱或虹吸管式的物理连接，所述液柱或物理连接能用液 体填充。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于塔的第二腔室向上通过另一腔室盖封闭， 并且经由该另一腔室盖连接一个另外的第三腔室，并且第二腔室包括用于还原性的气体 的、从第二腔室中输出气体的排气口，以及第三腔室向上由用于合成气体的排出口封闭，在 第二腔室与第三腔室之间安装能用液体填充的流体静力的液柱或能用液体填充的虹吸管 式的物理连接。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于在第一腔室与第三腔室之间安装能用液 体填充的流体静力的液柱或能用液体填充的物理连接。
4.按照权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于塔的第三腔室向上通过又一 腔室盖封闭，并且经由该又一腔室盖连接一个另外的腔室或任意多个腔室，并且该另外的 腔室包括用于还原性的气体的、从该另外的腔室中输出气体的排气口，并且最上面的腔室 向上由用于合成气体的排出口封闭，在第三腔室与所述一个另外的腔室或所述多个另外的 腔室之间安装能用液体填充的流体静力的液柱或能用液体填充的虹吸管式的物理连接。
5.按照权利要求1至4之一项所述的装置，其特征在于在至少两个腔室之间的管道 中设有冷却装置。
6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于冷却装置是间接的空气冷却器或水冷却ο
7.按照权利要求1至6之一项所述的装置，其特征在于在一个或多个腔室中设有冷却装置。
8.按照权利要求6或7之一项所述的装置，其特征在于冷却装置是制冷机或制冷机 支持气体的冷却过程。
9.按照权利要求1至8之一项所述的装置，其特征在于最上面的腔室在向上定向的 排气口之前具有除雾器或液滴分离器。
10.按照权利要求1至9之一项所述的装置，其特征在于流体静力的液柱或虹吸管式 的物理连接在塔内连接分开的彼此相继的腔室或再下个腔室。
11.按照权利要求1至9之一项所述的装置，其特征在于流体静力的液柱或虹吸管式 的物理连接在塔之外连接分开的彼此相继的腔室或再下个腔室。
12.按照权利要求10和11之一项所述的装置，其特征在于至少一个虹吸管式装置设 有填充和排空孔。
13.按照权利要求10至12之一项所述的装置，其特征在于虹吸管式装置的进气接管构成为具有多个点状进口的罩。
14.按照权利要求1至13之一项所述的装置，其特征在于至少一个腔室盖以钟形罩 的形状向上拱曲。
15.按照权利要求1至14之一项所述的装置，其特征在于至少一个钟形底部向下以 池槽的形状拱曲。
16.按照权利要求1所述的装置，其特征在于至少一个腔室处在包围塔的压力外壳之外。
17.按照权利要求1至16之一项所述的装置，其特征在于至少一个进气管道是向下 弯曲的，从而能用作为浸入液位之下的浸入管并且输送气体流到液位之下。
18.按照权利要求1至17之一项所述的装置，其特征在于在一个腔室的进气口与排 气口之间设有另外的除雾器或液滴分离器。
19.按照权利要求1至18之一项所述的装置，其特征在于塔的最下面的腔室构成为 侧向外凸的罐。
20.按照权利要求1至19之一项所述的装置，其特征在于所述装置在内部空间中包 括静力混合器。
21.按照权利要求1至20之一项所述的装置，其特征在于在腔室之间的底部和/或 管道是完全或部分绝热的。
22.按照权利要求1至21之一项所述的装置，其特征在于通过腔室的构造方式能有 利地选择各个腔室的高度。
23.用于干燥气体的方法，其特征在于首先将气体从侧面输入塔中，该塔由承压的容器包围并且包括多个腔室，并且气体首 先进入最下面的腔室中，气体冷却下来地到达那里或在那里被冷却下来，而且通过冷凝放 出一部分在气体中包含的湿气；最下面的腔室用液体池填充，在液体池中能导入还原性的气体，并且通过下面的液体 出口的阀位置调节该液体池的液位，然后干燥的气体能经由排气口输出；气体从该排气口进入另一装置，在该另一装置中气体被继续冷却下来，并且气体进入 在第一腔室上方的第二腔室，在第二腔室中气体通过冷凝放出另外的湿气，而且接着通过 处在第二腔室的腔室盖中的排气接管供给至后续使用；第二腔室或更高设置的腔室的液体经由流体静力的液柱或虹吸管式的能用液体填充 的物理连接而能流入较低的腔室中。
24.按照权利要求23所述的方法，其特征在于将气体在第二腔室中干燥以后经由排 气接管输出，之后气体被冷却并且流入第三腔室，在第三腔室中气体通过冷凝放出另外的 湿气，并且接着通过处在第三腔室中的排气接管输出，在任意的腔室之间安装能用液体填 充的流体静力的液柱或能用液体填充的虹吸管式的物理连接。
25.按照权利要求M所述的方法，其特征在于将气体在第三腔室中干燥以后经由排 气接管输出，之后气体被冷却并且流入一个另外的或任意多个另外的腔室中，在所述另外 的腔室中气体通过冷凝放出另外的湿气，并且接着通过处在第三腔室或所述另外的腔室中 的排气接管输出，同样经由流体静力的液柱或虹吸管式的物理连接来连接第三腔室或所述 另外的腔室。
26.按照权利要求23至25之一项所述的方法，其特征在于气体是通过蒸汽重整过程 制造的合成气体。
27.按照权利要求23至沈之一项所述的方法，其特征在于在该方法中产生的冷凝水 返回到合成气体生产的过程中。
28.按照权利要求23至27之一项所述的方法，其特征在于在各个腔室之间冷却气体。
29.按照权利要求23至观之一项所述的方法，其特征在于在干燥装置的各个腔室中 的压力和温度是不同的。
30.按照权利要求23至四之一项所述的方法，其特征在于将原气体在100 200°C 的温度中导入用于干燥的装置中。
31.按照权利要求23至30之一项所述的方法，其特征在于从用于干燥的装置中取出 在30 70°C的温度中的干燥的气体。
32.按照权利要求23至31之一项所述的方法，其特征在于将原气体在10 50巴的 压力中导入用于干燥的装置中。
全文摘要
本发明涉及一种用于干燥气体的装置，在塔(1)的不同的腔室(2、3、4)中通过逐步的减压和湿气的冷凝实现气体的干燥，从而在塔的各腔室中具有不同的压力和不同的温度，将要被干燥的气体(5、5a)首先输入最下面的腔室(2)中，在那里冷凝在气体中包含的水的绝大部分，并且接着从最下面的腔室中通过接管(7a)输出气体(7)，之后气体被冷却并且送入至少一个在其上方的另外的腔室(3、4)，在那里冷凝另外的湿气，并且将产生的冷凝物经由优选构成为虹吸管的管道(9、12)输入下面的储蓄体(2a)，从而不可能导致气体从下面的腔室向在上面的腔室的流动。本发明还涉及一种用于实施气体的干燥的方法。
文档编号B01D53/26GK102036737SQ200980118578
公开日2011年4月27日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年4月4日
发明者E·西希特曼, J·拉布, T·冯特罗塔 申请人:犹德有限公司