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。淋洗水洗时，甲醇气由带有筛孔的甲醇气管进入水浴水并从水浴水逸出向上流动、与带有筛孔的新鲜水管向下喷淋的新鲜水(淋洗水)逆流接触被吸收。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，与水浴水的接触状况较差；（3）当上述的含甲醇气从水浴水逸出向上流动、与带有筛孔的新鲜水管向下喷淋的淋洗水逆流接触进行淋洗水洗时，由于气体溢出的不均匀，与淋洗水的接触状况也比较差。这将影响到水对甲醇气的吸收，使水洗效果较差；(4)带有筛孔的新鲜水管向下喷淋的淋洗水很难将向上流动的含甲醇气一直完全有效地覆盖和高效接触，进行淋洗水洗时会有一些含甲醇气未经水洗即排出水洗罐，水洗效果难以得到可靠保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种甲醇气水洗罐，对来流甲醇气充分缓冲，利用浴洗与溢流相互结合的方式，促进甲醇气与水洗水的高效接触，使用本发明可解决现有技术气液接触不均匀、波动剧烈、水洗效果较差的问题。

本发明提供一种甲醇气水洗罐，具体技术方案如下：

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第一净化气出口，甲醇气进口在卧式罐体顶部正中心，卧式罐体底部设有水洗水进口和补水口，水洗水进口在卧式罐体底部正中心，第一净化气出口在甲醇气进口和一端封头之间，该端封头上设有溢流水出口，补水口在水洗水进口和另一端封头之间，该端封头上设有第二净化气出口，卧式罐体内腔中间位置设置溢流挡板，溢流挡板为水平设置的平板，边缘与卧式罐体的内壁相连，溢流挡板下方为水洗空间，水洗空间的液位位于卧式罐体长度方向上的中轴线以下，卧式罐体内腔中上部于溢流挡板上方设有甲醇气缓冲腔，甲醇气进口连通甲醇气缓冲腔，甲醇气缓冲腔为长方体形状的缓冲空间，甲醇气缓冲腔的底板之上开设甲醇气下降管的安装孔，用于安装甲醇气下降管，溢流挡板上设有矩形降液孔，在水洗水进口的两侧呈对称布置，甲醇气下降管穿过矩形降液孔向下伸入液位以下，每一个矩形降液孔与每一排甲醇气下降管相互配合，水洗水进口连接溢流水上升管，溢流水上升管竖直向上连通溢流挡板上方空间。

本发明进一步技术特征在于：所述矩形降液孔上表面高出溢流挡板上表面50～80mm，矩形降液孔下表面低出溢流挡板下表面50～80mm，矩形降液孔在水洗水进口的每一侧成一排均匀布置。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气下降管的外壁面与矩形降液孔内壁面之间的距离应在10～30mm。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气缓冲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：所述甲醇气缓冲腔底板上的安装孔为圆孔，安装孔的直径约为20～50mm，安装孔呈正方形排列布满装个甲醇气缓冲腔的底板，相邻两个安装孔之间的间距为2～5倍的安装孔直径。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气缓冲腔的长度与卧式罐体的卧式圆筒形筒体长度相当，在长度方向上甲醇气缓冲腔的两个端面和封头切线平齐，甲醇气缓冲腔的宽度为卧式罐体直径的0.6～0.8倍，甲醇气缓冲腔的底面距离溢流挡板上表面150～200mm。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气下降管为短直管结构，入口安装于甲醇气缓冲腔底板上呈正方形布置的安装孔，出口伸入水封水液位以下约50～100mm，甲醇气下降管设置几十至几百根，控制甲醇气下降管内的气流速度在0.2～0.5m/s的范围内。

本发明进一步技术特征在于：所述水洗空间的液位位于卧式罐体长度方向上的中轴线以下100～150mm。

本发明进一步技术特征在于：所述补水口和第一净化气出口距离邻近封头切线的距离为卧式罐体直径的0.2～0.5倍，溢流水出口竖向位置处于水封水液位以下50～100mm，第二净化气出口在竖向位置处于溢流挡板的下方。

本发明进一步技术特征在于：所述甲醇气缓冲腔上甲醇气进口管所占据的位置不进行甲醇气下降管的布置。

本发明一种甲醇气水洗罐对甲醇气进行水洗的方法为：

（1）甲醇气流量较小时仅使用浴洗，此时：首先甲醇气（含量在20%以下，其余为氮气等惰性气体）自甲醇气进口进入甲醇气缓冲空间；经过缓冲之后，甲醇气沿甲醇气下降管向下流动进入水洗水液面以下进行水洗作业；新鲜水经补水口进入水洗空间，含甲醇废水经溢流水出口流出水洗罐；经过水洗之后的净化气经甲醇气下降管的外壁面与矩形降液孔内壁面之间的空间上行进入溢流降液板上方空间并经第一净化气出口排入大气。

（2）甲醇气流量加大时浴洗与溢流水洗相结合使用：首先甲醇气（含量在20%以下，其余为氮气等惰性气体）自甲醇气进口进入甲醇气缓冲空间；经过缓冲之后，甲醇气沿甲醇气下降管向下流动进入水洗水液面以下进行浴洗作业；溢流水自溢流水进口经溢流水进口管进入溢流挡板上方，然后自矩形降液孔沿甲醇气下降管的壁面下降至水封水液面和甲醇气下降管出口经过水洗之后上升的甲醇气相对接触进行甲醇吸收；新鲜水经补水口进入水洗空间，含甲醇废水经溢流水出口流出水洗罐；经过水洗之后的净化气经经第二净化气出口排入大气。

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

采用本发明具有以下有益效果：（1）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甲醇气下降管平稳、均匀地进入水洗空间内的水洗水中进行第一次水洗，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。第一次水洗后的含甲醇气也能够比较平稳地逸出到水洗水表面上方，和沿甲醇气下降管的壁面下降至水封水液水相对接触进行甲醇吸收，逆流对接吸收效果好。（2）甲醇气下降管呈正方型密集布满整个水洗水液面空间，是一种高效平稳的甲醇气入水方式，促进了甲醇气的吸收效率与吸收率。(3)含甲醇气在本发明的水洗罐内经过浴洗和淋洗两次水洗操作，效果较好。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，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的主向结构视图。

图2是本发明一种甲醇气水洗罐的甲醇气缓冲腔及甲醇气下降管三维视图。

图3是本发明一种甲醇气水洗罐的甲醇气缓冲腔及甲醇气下降管结构视图。

图4是本发明一种甲醇气水洗罐的溢流水上升管三维视图。

图5是本发明一种甲醇气水洗罐的溢流水上升管俯视图。

图6是本发明一种甲醇气水洗罐溢流水上升管矩形降液孔与甲醇气下降管局部配合视图。

图中所示附图标记为：

1-卧式罐体，2-甲醇气进口，3-甲醇气缓冲腔，4-水洗水进口，5-溢流水出口，6-补水口，7-第一净化气出口,8-矩形降液孔，9-溢流挡板，10-溢流水上升管，11-甲醇气进口管，12-甲醇气下降管，13-第二净化气出口，14-封头，15-水洗空间。

具体实施方式

参见图1～6。本发明一种甲醇气水洗罐，包括卧式罐体1，卧式罐体1由卧式圆筒形筒体和位于其两端的封头14组成，卧式罐体1顶部设有甲醇气进口2和第一净化气出口7，甲醇气进口2在卧式罐体1顶部正中心，卧式罐体1底部设有水洗水进口4和补水口6，水洗水进口4在卧式罐体1底部正中心，第一净化气出口7在甲醇气进口2和一端封头14之间，该端封头14上设有溢流水出口5，补水口6在水洗水进口4和另一端封头14之间，该端封头14上设有第二净化气出口13，卧式罐体1内腔中间位置设置溢流挡板9，溢流挡板9为水平设置的平板，边缘与卧式罐体1的内壁相连，溢流挡板9下方为水洗空间15，水洗空间15的液位16位于卧式罐体1长度方向上的中轴线以下，卧式罐体1内腔中上部于溢流挡板9上方设有甲醇气缓冲腔3，甲醇气进口2连通甲醇气缓冲腔3，甲醇气缓冲腔3为长方体形状的缓冲空间，甲醇气缓冲腔3通过固定肋板等方式固定在卧式罐体2内壁之上,甲醇气缓冲腔3的底板之上开设甲醇气下降管12的安装孔，用于安装甲醇气下降管12，溢流挡板9上设有矩形降液孔8，在水洗水进口4的两侧呈对称布置，甲醇气下降管12穿过矩形降液孔8向下伸入液位16以下，每一个矩形降液孔8与每一排甲醇气下降管12相互配合。

所述矩形降液孔8上表面高出溢流挡板9上表面50～80mm，矩形降液孔8下表面低出溢流挡板9下表面50～80mm。矩形降液孔8在水洗水进口4的每一侧成一排均匀布置，经矩形降液孔8上边沿进入的溢流水直接顺着甲醇气下降管12的外壁面与矩形降液孔8内壁面之间的空间向下流动。甲醇气下降管12的外壁面与矩形降液孔8内壁面之间的距离应保持在10～30mm，以形成稳定匀速的溢流水。

所述甲醇气缓冲腔3底板上的安装孔为圆孔，安装孔的直径约为20～50mm，安装孔呈正方形排列布满装个甲醇气缓冲腔3的底板，相邻安装孔之间的间距约为2～5倍的安装孔直径。

所述甲醇气缓冲腔3的长度与卧式罐体1的卧式圆筒形筒体长度相当，在长度方向上甲醇气缓冲腔3的两个端面和封头15切线平齐，甲醇气缓冲腔3的宽度约为卧式罐体1直径的0.6～0.8倍，甲醇气缓冲腔3的底面距离溢流挡板9上表面约150～200mm。

甲醇气下降管12为短直管结构，入口安装于甲醇气缓冲腔3底板上呈正方形布置的安装孔，出口伸入水封水液位16以下约50～100mm。一般应控制甲醇气下降管12内的气流速度在0.2～0.5m/s的范围内，以免对水洗水造成大的冲击且保证甲醇气与水洗水的接触时间。甲醇气下降管12根据需要可以设置几十至几百根。

所述水洗空间15的液位16位于卧式罐体1长度方向上的中轴线以下100～150mm。

甲醇气进口2连接甲醇气进口管11，一般位于卧式罐体1顶部中心，甲醇气进口管11竖直向下穿过卧式罐体1的顶部中心直达甲醇气缓冲腔3的顶面中心。第一净化气出口3位于卧式罐体1顶部一侧竖直向上安装，补水口6位于卧式罐体1底部竖直向上安装，在卧式罐体1长度方向上补水口6与第一净化气出口7位于甲醇气进口2的两侧，且靠近封头14，距离邻近封头14切线约0.2～0.5左右的卧式罐体1直径。溢流水出口5位于远离补水口6的封头之上水平安装，竖向位置处于水封水液位16以下50～100mm，溢流水出口安装控制水洗罐液位的小水封。水洗水进口4连接溢流水上升管10，溢流水上升管10竖直向上连通溢流挡板9上方空间。第二净化气出口13安装于卧式罐体2的一侧封头之上，在竖向上位于溢流挡板9的下方。

甲醇气缓冲腔3上甲醇气进口管11所占据的位置不进行甲醇气下降管12的布置。甲醇气缓冲腔3要有足够大的容积，经过缓冲后，应当流动平稳、分布均匀、各处的压力波动不大，能够平稳地经甲醇气下降管12平稳地进入水洗液面以下，不使液面出现较大的不规则波动，达到提高水洗效果的目的。

甲醇气经过甲醇气缓冲腔3缓冲之后经甲醇气下降管进入水洗空间15的液位16以下进行水洗，这一过程为浴洗；新鲜水经水洗水进口4进入溢流挡板9上方空间并顺着甲醇气下降管12的外壁面与矩形降液孔8内壁面之间的空间向下流动形成溢流效应，溢流水沿着甲醇气下降管12的外壁向下流动与经过水洗之后在浮力作用下上升的气相直接逆流接触进行水洗，这一过程即为溢流水洗，溢流水洗过程气液直接逆流接触可以增大水、气接触时间和接触面积，提高对甲醇气的吸收效率。

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。

采用本发明一种甲醇气水洗罐对甲醇气进行水洗的简单过程如下：

（1）甲醇气流量较小（在用甲醇储罐总容积在20000立方米以下）时使用浴洗，此时第二净化气出口13封堵，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2和甲醇气进口管11进入甲醇气缓冲腔3的空间；经过缓冲之后，甲醇气沿甲醇气下降管12向下流动进入水洗水液面以下进行水洗作业；新鲜水经补水口6进入水洗空间，含甲醇废水经溢流水出口5流出水洗罐；经过水洗之后的净化气经甲醇气下降管12的外壁面与矩形降液孔8内壁面之间的空间上行进入溢流降液板9上方空间并经第一净化气出口7排入大气。

（2）甲醇气流量加大时（在用甲醇储罐总容积在20000立方米以上），浴洗与溢流水洗相结合使用，此时第一净化气出口7封堵，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2进入甲醇气缓冲空间3；经过缓冲之后，甲醇气沿甲醇气下降管12向下流动进入水洗水液面以下进行浴洗作业；溢流水自溢流水进口4经溢流水进口管10进入溢流挡板9上方，然后自矩形降液孔8沿甲醇气下降管12的壁面下降至水封水液面和甲醇气下降管12出口经过水洗之后上升的甲醇气相对接触进行甲醇吸收；新鲜水经补水口6进入水洗空间，含甲醇废水经溢流水出口5流出水洗罐；经过水洗之后的净化气经经第二净化气出口13排入大气。