甲醇气水洗罐的制作方法

本发明属于气体净化技术领域中的甲醇气处理技术，特别涉及一种甲醇气水洗罐。

背景技术：

甲醇在石油化工行业具有广泛的应用，不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。随着煤化工的兴起，甲醇作为中间原料更突显其重要价值。甲醇具有毒性，甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具。

石油化工行业用于储存甲醇的储罐经常采用氮气密封，储罐在超压排放时会排放出有害的含甲醇气(甲醇气与氮气的混合气体)，必须经过净化处理才能排入大气。目前，常利用甲醇与水完全互溶的特点用水洗的方法来处理含甲醇气(以及甲醇气)。中国专利cn104275073a公开了一种甲醇气吸收方法及装置，所用的卧式水洗罐内水平设置了带有筛孔的甲醇气管和带有筛孔的新鲜水管。带有筛孔的甲醇气管位于水洗罐内水浴水的表面之下，带有筛孔的新鲜水管设置在水浴水表面上方。带有筛孔的新鲜水管长度大于带有筛孔的甲醇气管的长度，带有筛孔的新鲜水管筛孔喷淋的辐射区域包络甲醇气筛孔区域。正常情况下，甲醇气通过水浴吸收；当甲醇水溶液达到饱和状态需要置换时对甲醇气进行淋洗水洗。水浴吸收时，甲醇气由带有筛孔的甲醇气管进入水浴水中被吸收。但该技术存在如下问题：(1)含甲醇气进入带有筛孔的甲醇气管后没有足够的空间进行缓冲，管内各处的压力波动较大；（2）当含甲醇气从筛孔流出时气流不平稳、不均匀，容易从近处的筛孔处逃逸而远处的筛孔无气流，流动紊乱，与水洗水的接触状况较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种甲醇气水洗罐，以解决现有技术中气液接触不均匀、波动剧烈、水洗效果较差等问题。使用本发明的甲醇气水洗罐，可以对来流甲醇气充分缓冲，利用浴洗与淋洗相互结合的方式，促进甲醇气与水洗水的高效接触，使甲醇气的水洗达到流动平稳、吸收效果好。

本发明具体的技术方案如下：

一种甲醇气水洗罐，包括卧式罐体，卧式罐体由卧式圆筒形筒体和位于其两端的封头组成，其特征在于：所述卧式罐体顶部设有甲醇气进口和净化气出口，卧式罐体底部设有净化水进口，净化气出口邻近封头上设有溢流水出口，卧式罐体内腔正中部设有缓冲回流腔，卧式罐体内水封水液位上方为气相空间，下方为水洗空间，缓冲回流腔包括底板和顶板，底板和顶板均为水平设置的长方形平板结构，长边边缘与卧式罐体的侧壁相连，长边边缘的长度与卧式罐体的卧式圆筒形筒体长度相等，底板与顶板两端平齐并利用竖直平板密封从而形成缓冲回流腔的缓冲空间，缓冲回流腔的顶板和底板上均开设小管安装孔，用于安装净化气升气管和回流弯管，回流弯管连通缓冲回流腔和水洗空间。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气进口连接甲醇气进口管，甲醇气进口管底部伸入缓冲回流腔中，甲醇气进口位于卧式罐体顶部中心竖直向下。

本发明进一步技术特征在于：所述净化气出口位于卧式罐体顶部一侧竖直向上安装，净化水进口位于卧式罐体底部竖直向上安装，在卧式罐体长度方向上净化水进口与净化气出口位于甲醇气进口的两侧，溢流水出口水平安装，竖向位置处于水封水液位以下。

本发明进一步技术特征在于：所述净化水进口和净化气出口与邻近封头切线的距离均为0.2～0.5倍卧式罐体直径。

本发明进一步技术特征在于：所述溢流水出口竖向位置处于水封水液位以下50～100mm。

本发明进一步技术特征在于：所述缓冲回流腔的宽度为卧式罐体直径的0.6～0.8倍，缓冲回流腔通过固定肋板固定在卧式罐体内壁之上。

本发明进一步技术特征在于：所述小管安装孔的直径为20～50mm，小管安装孔呈正方形排列布满整个缓冲回流腔的底板与顶板，相邻小管安装孔之间的间距为小管安装孔直径的1～1.5倍。

本发明进一步技术特征在于：缓冲回流腔上甲醇气进口所占据的对应位置不进行净化气升气管和回流弯管的布置。

本发明进一步技术特征在于：所述回流弯管由180°弯管、短直管和长直管组成，短直管底端设置在缓冲回流腔顶板上，顶端连接180°弯管的一端，弯管的另一端连接长直管顶端，长直管底端向下穿过缓冲回流腔伸入水洗水液位以下。

本发明进一步技术特征在于：所述回流弯管的直径为20～50mm，每2～5个回流弯管形成一组排成一列,回流弯管出口一般伸入液位以下50～100mm，净化气升气管为短直管结构，竖直设置，净化气升气管的直径为20～50mm，每4～10支净化气升气管作为一组形成一列,每一组回流弯管和每一组净化气升气管交替排列布满整个缓冲回流腔。

本发明主要用于对石油化工等行业的含甲醇气进行水洗，同样适用于液氨储罐排放气（氨气含量在20%以下）等的水洗处理。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：甲醇气在专门设置的缓冲空间有足够的空间和停留时间进行缓冲，经过缓冲之后甲醇气流动平稳、分布均匀、各处的压力波动不大，能够以一定的速度从回流弯管平稳、均匀地进入水洗水中进行水洗，与水洗水的接触状况较好，不会使水洗水出现较大的不规则波动，达到提高水洗效果的目的。水洗后的净化气也能够比较平稳地逸出到水洗水液面上方。

下面用附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。

附图说明

图1是本发明一种甲醇气水洗罐主向结构示意图。

图2是本发明一种甲醇气水洗罐的内部构件三维视图。

图3是本发明一种甲醇气水洗罐缓冲腔三维视图。

图4是本发明一种甲醇气水洗罐净化气升气管结构示意图。

图5是图1中a-a向截面视图。

图6是本发明一种甲醇气水洗罐回流弯管主视图。

图7是图1中b-b向截面视图。

图1～7中相同附图标记表示相同的技术特征。

其中，图1～7中：1-甲醇气进口，2-卧式罐体，3-净化气出口，4-净化水进口，5-溢流水出口，6-缓冲回流腔，7-甲醇气进口管，8-回流弯管；9-净化气升气管，10-小管安装孔，11-封头，12-液位，13-水洗空间，14-气相空间，15-短直管，16-弯管，17-长直管。

具体实施方式

参见图1～5，本发明一种甲醇气水洗罐，包括卧式罐体2，卧式罐体2由卧式圆筒形筒体和位于其两端的封头11组成。卧式罐体2顶部设有甲醇气进口1和净化气出口3，卧式罐体2底部设有净化水进口4，净化气出口3邻近封头上设有溢流水出口5，卧式罐体2内腔正中部设有缓冲回流腔6，卧式罐体2内水封水液位12上方为气相空间14，下方为水洗空间13，缓冲回流腔6包括底板和顶板，底板和顶板均为水平设置的长方形平板结构，长边边缘与卧式罐体2的侧壁相连，长边边缘的长度与卧式罐体2的卧式圆筒形筒体长度相等，底板与顶板两端平齐并利用竖直平板密封从而形成缓冲回流腔6的缓冲空间，缓冲回流腔6的顶板和底板上均开设小管安装孔10，用于安装净化气升气管9和回流弯管8，回流弯管8连通缓冲回流腔6和水洗空间13。

所述甲醇气进口1连接甲醇气进口管7，甲醇气进口管7底部伸入缓冲回流腔6中，甲醇气进口1一般位于卧式罐体2顶部中心竖直向下直达缓冲回流腔6。

所述净化气出口3位于卧式罐体顶部一侧竖直向上安装，净化水进口4位于卧式罐体2底部竖直向上安装，在卧式罐体2长度方向上净化水进口4与净化气出口3位于甲醇气进口1的两侧，且靠近封头，距离邻近封头11切线0.2～0.5倍的卧式罐体2直径。溢流水出口5位于卧式罐体2远离净化水进口4的一侧封头11之上水平安装，竖向位置处于水封水液位12以下50～100mm，溢流水出口安装控制水洗罐液位的小水封。如图所示，净化水进口4位于卧式罐体2左侧，左侧封头11切线的距离为0.2～0.5倍卧式罐体2直径；净化气出口3位于卧式罐体2右侧，右侧封头11切线的距离为0.2～0.5倍卧式罐体2直径。

所述缓冲回流腔6为长方体形状的缓冲空间，缓冲回流腔6的长度与卧式罐体2的卧式圆筒形筒体长度，在长度方向上的两个端面和封头11切线平齐，缓冲回流腔6的宽度为卧式罐体2直径的0.6～0.8倍，缓冲回流腔6的几何中心和卧式罐体2的几何中心一般重合，缓冲回流腔6通过固定肋板等方式固定在卧式罐体2内壁之上。

所述小管安装孔10的直径约为20～50mm，小管安装孔呈正方形排列布满整个缓冲回流腔6的底板与顶板，相邻小管安装孔10之间的间距约为小管安装孔10直径的1～1.5倍。

甲醇气进口1位于缓冲回流腔6的顶板中心，缓冲回流腔6上甲醇气进口1所占据的对应位置不进行净化气升气管9和回流弯管8的布置。

回流弯管8由180°弯管16、短直管15和长直管17组成，短直管15底端设置在缓冲回流腔6顶板上，顶端连接180°弯管16的一端，弯管16的另一端连接长直管17顶端，长直管17底端向下穿过缓冲回流腔6伸入水洗水液位12以下，即回流弯管8入口位于缓冲回流腔6顶板，出口穿过缓冲回流腔6底板伸入水洗水液位12以下。回流弯管8为连接缓冲回流腔6腔体和水洗水的通道，回流弯管8的直径约为20～50mm。每2～5个回流弯管形成一组排成一列,回流弯管8出口一般伸入液位12以下50～100mm。回流弯管8内的气流速度一般为0.2～0.5m/s。回流弯管使得甲醇气冲击在缓冲回流腔6底板之上后折流向上自缓冲回流腔6顶板流出，整个缓冲回流腔6底板都作为甲醇气的冲击挡板，甲醇气顶板处的气流较之甲醇气底板处的流场更加平稳，因此在很大程度上提高了甲醇气的缓冲效果。

净化气升气管9为短直管结构，竖直设置，净化气升气管9的直径约为20～50mm。净化气升气管9入口位于缓冲回流腔6底板，出口位于缓冲回流腔6顶板，净化气升气管9是净化气经过水洗之后由水洗空间13上升进入气相空间14的上升通道，每4～10支净化气升气管9作为一组形成一列。

每一组回流弯管8和每一组净化气升气管9交替排列布满整个缓冲回流腔6。

本发明各部件的材料一般为不锈钢(例如304不锈钢)，部件之间的连接一般采用焊接。

采用上述的甲醇气水洗罐对甲醇气进行水洗的工作过程如下：首先甲醇气（含量在20%以下，其余为氮气等惰性气体）自甲醇气进口1进入缓冲回流腔6进行缓冲平稳流场；经过缓冲回流腔6缓冲之后，甲醇气由甲醇气回流弯管8自缓冲回流腔6顶板流出转向180度后向下流动进入水洗水水洗空间13进行水洗作业；经过水洗之后的净化气经过净化气升气管9以及缓冲回流腔6与卧式壳体2内壁之间的空隙上升进入气相空间14，净化气经净化气出口3排入大气，水洗水经净化水进口4进入水洗空间13进行补水形成长流水，水洗废水经溢流水出口5流出卧式罐体2，溢流水出口5处安装小水封用于控制水洗水液位12（图中未示出）。