專利名稱：用于連續(xù)多個(gè)區(qū)質(zhì)量傳遞的流動(dòng)控制方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使液體與多種不同的氣體相繼在具有多個(gè)氣液接觸區(qū)的氣液接觸設(shè)備中接觸的方法和設(shè)備，每一氣液接觸區(qū)與單一容器內(nèi)的至少一個(gè)其它氣液接觸區(qū)流體連通用于氣體與液體之間的質(zhì)量傳遞，以此方式通過氣液接觸區(qū)與中間充液降液管之間總是存在的密度差來產(chǎn)生溶液循環(huán)，而不使用溶液循環(huán)泵。更特定來說，本發(fā)明涉及用于從流體流連續(xù)去除硫化氫氣體(H2S)的方法和設(shè)備，其通過使流體流與催化性氧化還原多價(jià)金屬溶液反應(yīng)以去除H2S氣體，并通過使催化性溶液與含氧氣體反應(yīng)來連續(xù)地再生。此工·藝特定適合于在相對(duì)低的壓力(例如，小于I巴表壓)下處理具有相對(duì)高H2S濃度(例如，至少I體積％ )的工藝氣體流，而且可用于在任一壓力下的工藝氣體流。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的方法和設(shè)備改進(jìn)超過先前美國專利申請(qǐng)案第4，238，462號(hào)和第5，160，714號(hào)中所闡述的自動(dòng)循環(huán)方法和設(shè)備且可用于在分離的接觸區(qū)中液體接觸兩種不同氣體的情形下的氣液質(zhì)量傳遞。在使用鐵螯合物催化劑將硫污染物(例如硫化氫)催化氧化成元素硫中所涉及的一系列反應(yīng)可由以下反應(yīng)表示，其中L 一般地表示所選的用于調(diào)配金屬螯合物催化劑混合物的兩個(gè)或兩個(gè)以上特定配位體⑴H2S (氣體)+H2O (
液體)
—h2s(
水性)
+H2O
(液體)(2) H2S (水性)—H++HS(3) HS +2 (Fe3+L2) — S(固體)+2 (Fe2+L2)+H+通過將反應(yīng)式⑴到(3)組合，所得反應(yīng)式為(4)H2S(nft)+2(Fe3+L2) — 2H++2 (Fe2+L2)+S (固體)為了在使用多價(jià)金屬螯合物混合物以實(shí)現(xiàn)硫化氫的催化氧化時(shí)獲得從氣態(tài)流去除硫化氫的經(jīng)濟(jì)可行的工藝，必要的是使所形成的二價(jià)鐵螯合物(如上文所舉例證明)通過在同一或分離的接觸區(qū)中接觸具有溶解氧(優(yōu)選呈環(huán)境空氣形式)的反應(yīng)溶液氧化成三價(jià)鐵螯合物來連續(xù)再生。在再生金屬螯合物催化劑時(shí)，在本發(fā)明的氧化器中所發(fā)生的一系列反應(yīng)可由以下反應(yīng)式表示(5) O2 (氣體)+2H20 — 02(水性)+2H20(6) 02(水性)+2H20+4 (Fe2+L2) — 4 (OH ) +4 (Fe3+L2)通過將反應(yīng)式(5)到(6)組合，所得反應(yīng)式(J)為(7) 1/202+H20+2 (Fe2+L2) — 2 (OF) +2 (Fe3+L2)而且，當(dāng)將反應(yīng)式⑷和(7)組合時(shí)，整個(gè)過程可由以下反應(yīng)式表示(8)H2S(i#)+1/202(，#) — S( _)+H20(液體)
從上述反應(yīng)式將明顯看出，對(duì)于所處理的每摩爾硫化氫氣體來說，理論上必須將2摩爾三價(jià)鐵施加到反應(yīng)區(qū)，硫化氫氣體在反應(yīng)區(qū)中被氧化形成元素硫，且在實(shí)際應(yīng)用中使用大大超過理論量的鐵。在通過與催化性三價(jià)鐵溶液接觸來去除硫化氫的連續(xù)工藝中，使催化性溶液在吸收器區(qū)(其中H2S被催化性三價(jià)鐵螯合物溶液吸收且溶液被還原為二價(jià)鐵)與用于將經(jīng)還原二價(jià)鐵氧化回到三價(jià)鐵狀態(tài)的氧化器區(qū)之間連續(xù)循環(huán)。為避免在催化性溶液中使用高濃度鐵，循環(huán)速率將較高。在早期自動(dòng)循環(huán)參考文獻(xiàn)中所闡述的方法和設(shè)備在商業(yè)上已成功，但所述方法和設(shè)備的商業(yè)使用具有許多缺點(diǎn)，包括缺乏對(duì)每一反應(yīng)區(qū)中用于氣液接觸的停留時(shí)間的一定控制和差的液體流動(dòng)控制。美國專利第5，160，714號(hào)提供使液體在單一容器內(nèi)的分離的質(zhì)量傳遞區(qū)中相繼與不同氣體接觸的方法，由此通過在質(zhì)量傳遞區(qū)中的充氣液體密度與在前一液體降液管中的非充氣液體密度的差來促進(jìn)液體從一個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)流動(dòng)到另一個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)的速率。此密度差充當(dāng)“泵”來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。在此專利中，預(yù)期液體流動(dòng)速率將僅通過調(diào)整到一個(gè)或一個(gè)以上質(zhì)量傳遞區(qū)的氣體速率來控制；然而，由于氣體到各個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)的速率一般是由工藝要求而非液體流動(dòng)速率來管控，因此已證明其并不實(shí)用。進(jìn)入設(shè)備 的酸性氣體的量和組成通常由上游工藝控制且因此并不取決于設(shè)備的操作。設(shè)備的操作必須能夠調(diào)整入口酸性氣體條件。注入氧化區(qū)中的空氣的量取決于酸性氣體中所含有的H2S的量，且液體循環(huán)速率最低限度必須供應(yīng)足夠摩爾的鐵以滿足反應(yīng)區(qū)中的反應(yīng)式3。如果不加以控制，那么實(shí)際溶液循環(huán)速率將由設(shè)備的物理特性和反應(yīng)區(qū)與氧化器區(qū)的充氣密度決定。如果溶液循環(huán)速率太高，那么氧可被從氧化區(qū)轉(zhuǎn)移到反應(yīng)區(qū)中，導(dǎo)致產(chǎn)生不想要的副產(chǎn)物，例如硫酸鹽。如果溶液循環(huán)速率太低，那么供應(yīng)到反應(yīng)區(qū)的鐵將不足以滿足反應(yīng)3，導(dǎo)致形成硫化鐵并沉淀。為了彌補(bǔ)此控制不足，在使用過的試劑從吸收器再循環(huán)到氧化器的液體管道線中安裝各種物件(例如，蝶形閥、節(jié)流楔形件和滑動(dòng)閘門)。不幸地，由于液體中所夾帶的固體(即，元素硫)造成堵塞，因此已證明所有所提出的用以控制液體流動(dòng)穿過質(zhì)量傳遞區(qū)的解決方案均是不切實(shí)際的。本發(fā)明解決了此項(xiàng)技術(shù)中的這些需要且特別的提供減輕先前流動(dòng)控制裝置中的所有問題和困難的設(shè)備和工藝步驟。從以下本發(fā)明的更詳細(xì)描述中，這些和其它優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供使液體試劑相繼與工藝氣體和第二氣體接觸的連續(xù)工藝克服了先前已知工藝的缺點(diǎn)，所述連續(xù)工藝包含將工藝氣體引入到含有液體試劑的下游質(zhì)量傳遞區(qū)中的步驟，其中質(zhì)量傳遞區(qū)與第二降液管流體連通。工藝氣體優(yōu)選含有H2S且第二氣體優(yōu)選含有氧。來自下游質(zhì)量傳遞區(qū)的液體試劑可任選地流入浪涌降液管中，在其中將其去除并再循環(huán)到與第一降液管流體連通的上游質(zhì)量傳遞區(qū)。將第二氣體以第一流動(dòng)速率引入到上游質(zhì)量傳遞區(qū)中，在其中其在流入到第一降液管中之前與液體試劑混合。將第三氣體引入到第一降液管中，其中所述第三氣體與從上游質(zhì)量傳遞區(qū)流動(dòng)而來的液體試劑混合。第三氣體可(但非必需)與第二氣體為相同氣體。使來自第一降液管的液體試劑流入與第二降液管流體連通的中間質(zhì)量傳遞區(qū)中。第二氣體可也引入到此中間質(zhì)量傳遞區(qū)中。
改變第三氣體引入到第一降液管中的流動(dòng)速率控制液體試劑從上游質(zhì)量傳遞區(qū)到中間質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)。此可能是由于充氣溶液的密度隨溶液的非充氣密度成正比地變化且隨穿過溶液的氣體速度成反比地變化，即，氣體速度越高，充氣密度越低。因此，第一降液管中液體的密度(或比重)越低，液體從上游質(zhì)量傳遞區(qū)到中間質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)越慢。調(diào)整第三氣體添加到第一降液管的速度允許增加或降低液體的流動(dòng)以獲得最佳硫去除。如先前所闡述，理想的溶液循環(huán)速率是供應(yīng)足夠摩爾的三價(jià)鐵以氧化硫離子且同時(shí)供應(yīng)足夠摩爾的氧來氧化二價(jià)鐵離子。如果溶液循環(huán)速率太高，那么可將硫離子輸送到氧化器區(qū)中，導(dǎo)致形成副產(chǎn)物，例如硫代硫酸鹽和硫酸鹽。如果溶液循環(huán)速率太低，那么將不會(huì)有足夠的三價(jià)鐵離子來氧化硫離子。在此情形中，鐵將被過度還原，導(dǎo)致形成對(duì)工藝極為有害的硫化鐵。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可將第二氣體的流動(dòng)引入到中間質(zhì)量傳遞區(qū)中的液體試劑中，且可將第三氣體的流動(dòng)引入到第二降液管中，以控制液體試劑從中間質(zhì)量傳遞區(qū)到下游質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)。再次，第二氣體和第三氣體可相同。第二氣體和第三氣體的流動(dòng)速率可使用此項(xiàng)技術(shù)中已知的控制器來控制和改變。一般不會(huì)精確控制含有氧的第二氣體的流動(dòng)速率。系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)有2或3個(gè)“空氣鼓風(fēng) 機(jī)”，且通過打開或關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)來控制到單元的空氣流動(dòng)。此通過分析溶液的“氧化還原(REDOX) ”電位(一種所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的常規(guī)分析程序)來測(cè)定。如果氧化還原電位太低，此意味著鐵離子氧化不充分，那么可增加含氧氣體的流動(dòng)速率。如果“氧化還原”電位太高，此意味著鐵離子被過度氧化，那么應(yīng)降低含氧氣體的流動(dòng)速率。低氧化還原電位的另一個(gè)原因在于未充分氧化的鐵(Fe+++)被供應(yīng)到反應(yīng)區(qū)來滿足反應(yīng)式3。如果發(fā)生此種情形，那么可增加溶液的鐵含量；然而，此由于來自系統(tǒng)的與溶液損失相關(guān)聯(lián)的較高鐵損失而將導(dǎo)致較高的操作成本。滿足反應(yīng)區(qū)的鐵需求的另一種方法是通過增加第三氣體的流動(dòng)速率增加溶液循環(huán)速率。此將增加反應(yīng)區(qū)和/或氧化區(qū)與對(duì)應(yīng)降液管之間的密度差。再次，通過溶液的氧化還原電位的變化測(cè)定調(diào)整量。如果增加溶液循環(huán)速率以滿足反應(yīng)區(qū)的鐵需求而且由于攜帶氧進(jìn)入反應(yīng)區(qū)中而使得副產(chǎn)物形成增加，那么應(yīng)通過增加進(jìn)入降液管的第三氣體的流動(dòng)與相應(yīng)增加溶液鐵含量相結(jié)合來降低循環(huán)速率。質(zhì)量傳遞區(qū)或室中的每一者可分成兩個(gè)或兩個(gè)以上分離的接觸區(qū)段用于連續(xù)的氣液接觸。每一氣液質(zhì)量傳遞區(qū)的分離的區(qū)段彼此通過中間降液管按順序流體連通，中間降液管是由從一個(gè)區(qū)段下游端的上部部分向下延伸的倒堰和從隨后區(qū)段的上游端向上延伸的潛堰形成，所述堰水平隔開且在液體內(nèi)垂直重疊。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，含有氣體分布器的至少一個(gè)降液管將一個(gè)氣液質(zhì)量傳遞區(qū)與另一個(gè)氣液質(zhì)量傳遞區(qū)分離，以提供在兩個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)之間的受控的停留時(shí)間和受控的溶液循環(huán)，優(yōu)選用于按順序在每一區(qū)中接觸不同氣體。在優(yōu)選布置中，上游質(zhì)量傳遞區(qū)為第一區(qū)，中間質(zhì)量傳遞區(qū)為第二區(qū)，且下游質(zhì)量傳遞區(qū)為第三區(qū)。然而，具有超過三個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)且每一者由一個(gè)或一個(gè)以上降液管分離也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特別地，本發(fā)明提供用于以下的自動(dòng)循環(huán)方法和設(shè)備通過在一個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)中緊密接觸催化性多價(jià)金屬氧化還原溶液從工藝氣體流連續(xù)去除硫化氫(H2S)氣體，且通過在分離的質(zhì)量傳遞區(qū)中與氧化性氣體緊密接觸以在相同容器中連續(xù)再生催化性溶液。在此將H2S氧化成硫和水的液體氧化還原過程中，液體試劑與第二氣體接觸導(dǎo)致發(fā)生氧化反應(yīng)而形成元素硫。特定地，在優(yōu)選實(shí)施例中，工藝氣體包括硫化氫氣體且液體試劑為氧化-還原溶液，由此實(shí)現(xiàn)硫化氫氣體的氧化和氧化-還原溶液的還原以在第三質(zhì)量傳遞區(qū)形成經(jīng)還原的氧化-還原溶液和元素硫。第二氣體能夠氧化經(jīng)還原溶液以在第一質(zhì)量傳遞區(qū)和第二質(zhì)量傳遞區(qū)中形成經(jīng)氧化的溶液，以使經(jīng)氧化的溶液能夠在第三質(zhì)量傳遞區(qū)中進(jìn)一步吸收工藝氣體。為執(zhí)行本發(fā)明工藝， 闡述用于使液體試劑相繼與工藝氣體和第二氣體連續(xù)接觸的設(shè)備，其包含與第一降液管流體連通的第一質(zhì)量傳遞區(qū)和與第一降液管和第二降液管流體連通的第二質(zhì)量傳遞區(qū)。第三質(zhì)量傳遞區(qū)與第二降液管流體連通且在第一質(zhì)量傳遞區(qū)和第二質(zhì)量傳遞區(qū)的下游。在第三質(zhì)量傳遞區(qū)中引入工藝氣體。浪涌降液管可在第三質(zhì)量傳遞區(qū)的下游，且可使用連接浪涌降液管與第一質(zhì)量傳遞區(qū)的液體試劑再循環(huán)導(dǎo)管以使用過的液體試劑再循環(huán)到質(zhì)量傳遞區(qū)用于再生。個(gè)別氣體分布器可提供于每一質(zhì)量傳遞區(qū)中，但必須納入至少一個(gè)降液管中。或者，氣體分布器可提供于其它降液管中以控制其它質(zhì)量傳遞區(qū)之間的液體流動(dòng)?？墒褂萌我活愋偷臋C(jī)械或電控制器來改變進(jìn)給到質(zhì)量傳遞區(qū)和降液管中的分布器的氣體的流動(dòng)速率。同樣，可使用此項(xiàng)技術(shù)已知的任一氣體分布器設(shè)計(jì)來將氣體注入到充液降液管中。本發(fā)明到目前為止已特定以使用鐵作為所選多價(jià)金屬作為重點(diǎn)進(jìn)行闡述；然而，也可使用與以上所闡述的配位體形成螯合物的多價(jià)金屬。此等額外多價(jià)金屬包括銅、鈷、釩、錳、鉬、鎢、鎳、汞、錫和鉛。螯合劑一般為氨基多羧酸家族(例如EDTA、HEDTA, MGDA和NTA)或可結(jié)合本發(fā)明使用的其它任一種螯合劑。這些和其它實(shí)施例從下文所包含的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明將變得更顯而易見。


本發(fā)明的以上和其它方面和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合附圖根據(jù)本發(fā)明的以下詳細(xì)說明將變得更顯而易見，其中圖I是本發(fā)明的氣液質(zhì)量傳遞氧化器/吸收器容器的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的氣液質(zhì)量傳遞容器呈圓形設(shè)計(jì)的另一實(shí)施例的俯視圖；圖3是展示4種具有不同比重的非充氣溶液的充氣密度與氣體速度的關(guān)系的曲線圖；且圖4是展示有效摩擦壓降與降液管中的氣體速度的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖且首先到圖1，圖解說明展示氣體分布器10插入到一個(gè)或一個(gè)以上連接兩個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)13的降液管12中的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。分布器10位于倒堰11底部的上方。接著將氣體注入分布器10中。當(dāng)注入氣體的量增加時(shí)，降液管12中液體的充氣密度將接近質(zhì)量傳遞區(qū)13中液體的充氣密度。分布器10可插入到降液管12中，所述降液管分離兩個(gè)或兩個(gè)以上氧化質(zhì)量傳遞區(qū)和/或兩個(gè)或兩個(gè)以上工藝氣體質(zhì)量傳遞區(qū)。以下是關(guān)于裝置如何控制溶液流動(dòng)的解釋。如上文所提及，充氣溶液的密度隨溶液的非充氣密度成正比地變化且隨穿過溶液的氣體速度成反比地變化。換句話說，氣體速度越高，充氣密度越低且驅(qū)動(dòng)力越低，由此流動(dòng)速率越低。圖3中圖解說明含有各種量的無機(jī)鹽(其改變?nèi)芤旱谋戎?的水溶液的此種關(guān)系。圖I中點(diǎn)A附近的壓力平衡產(chǎn)生以下等式( P d) (H2) + ( P J (H1-H2) - (Fd) = ( P J (HI) - (Ftz)或者(Fd-Ftz) = (Pd) (H2) + Pna (H1-H2) - ( P tz) (HI)其中P d =降液管中的溶液密度，磅/立方英尺
·
Pna =非充氣溶液密度，磅/立方英尺P tz =質(zhì)量傳遞區(qū)中的溶液密度，磅/立方英尺Hl =質(zhì)量傳遞區(qū)中超過分布器的溶液高度，英尺H2 =降液管中超過分布器的溶液高度，英尺Fd =降液管中由于溶液流動(dòng)造成的摩擦壓降，磅/平方英尺Ftz =質(zhì)量傳遞區(qū)中由于溶液流動(dòng)造成的摩擦壓降，磅/平方英尺術(shù)語(Fd-Ftz)是溶液流動(dòng)通過降液管和質(zhì)量傳遞區(qū)所產(chǎn)生的摩擦壓降的差。其與兩種溶液速度的平方差有關(guān)。舉例來說，假設(shè)在質(zhì)量傳遞區(qū)中溶液速度為5英尺/分鐘，對(duì)于Hl溶液高度為8英尺且對(duì)于H2為6英尺，那么增加降液管中氣體速度的效應(yīng)在圖4中圖解說明。隨著有效摩擦壓降增加，系統(tǒng)壓力平衡所需的通過降液管的溶液流動(dòng)速率增加。與此相反，隨著更多的氣體被注入到降液管分布器中，有效摩擦壓降或驅(qū)動(dòng)力降低，導(dǎo)致溶液流動(dòng)較小。當(dāng)使用圖I的設(shè)備用于硫去除工藝時(shí)，吸收器室32通過浪涌降液管4并經(jīng)由導(dǎo)管5流體連通式連接到氧化器34的第一質(zhì)量傳遞區(qū)13。通過由充氣所引起的液體密度差(如上文所闡述)、具體地通過由控制閥6控制氣體到位于一個(gè)或一個(gè)以上降液管12中的一個(gè)或一個(gè)以上分布器10的流動(dòng)來驅(qū)動(dòng)循環(huán)。富含H2S的氣體通過管線I引入到吸收器的底部，通過吸收器室32中的分布器9以與液體三價(jià)鐵螯合物催化劑溶液14緊密接觸。H2S連同經(jīng)氧化的催化劑溶液從氧化器區(qū)的第三區(qū)段(stage)或最后一個(gè)區(qū)段上升到吸收區(qū)，且在經(jīng)氧化的催化劑溶液在吸收區(qū)中從工藝氣體中吸收H2S并將其轉(zhuǎn)化成硫之后，載有硫的液體催化劑溶液在將吸收器室32與浪涌降液管4分開的擋板50上方流動(dòng)，并通過導(dǎo)管5流到第一氧化器區(qū)段34。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，傾斜板(未展示)形成浪涌降液管4的底板以將任何沉降的硫引導(dǎo)到出口(未展示)。最終通過過濾將硫從系統(tǒng)中去除。第一氧化器區(qū)段中載有H2S的液體催化劑被通過管線2和泵3遞送接著流動(dòng)通過分布器15的含氧氣體氧化，并在擋板8上方且在擋板11下方流到中間氧化器。中間氧化器中的經(jīng)部分氧化的溶液進(jìn)一步被流動(dòng)通過分布器的含氧氣體氧化最后流到吸收器32中。用過的氧化氣體從每個(gè)氧化器質(zhì)量傳遞區(qū)的頂部通過出口導(dǎo)管(未展示)排放。所有排放的氣體在釋放到大氣中之前可經(jīng)處理。圖2中所展示的工藝和設(shè)備的圓形設(shè)計(jì)(一般指定為30)包括吸收器室32和分成三個(gè)由氣體分離的區(qū)段34、36和38的氧化器室。安置在吸收器室32與第一氧化區(qū)段34之間的水平且垂直隔開的擋板或堰40和42界定其間的降液管44，用于在氧化載有H2S的多價(jià)金屬螯合物溶液之前容納所述螯合物溶液。類似的降液管展示為45、47和48，各自由水平且垂直隔開的擋板界定，以使得46和48安置在第一氧化器區(qū)段34和第二氧化器區(qū)段36之間；水平且垂直隔開的擋板41和43安置在第二氧化器區(qū)段36和第三氧化器區(qū)段38之間；且水平且垂直隔開的擋板49和50安置在第三氧化器區(qū)段38與吸收器室32之間。隔開的擋板或堰(weir)如同圖I中所展示進(jìn)行構(gòu)造，以使得來自吸收器的液體在擋板40上方且在擋板42下方流動(dòng)，且來自每個(gè)接連氧化器區(qū)段的液體在其鄰近的擋板46、41和49上方且在鄰近下一個(gè)接連區(qū)的擋板48、43或50下方流動(dòng)。盡管圖2中未展示，但氣體分布器安置在氧化器質(zhì)量傳遞區(qū)中、吸收器質(zhì)量傳遞區(qū)中和一個(gè)或一個(gè)以上降液管中。優(yōu)選地，圖2中所展示的圓柱形吸收器/氧化器容器具有平面的水平安置的底板。
特定實(shí)施例的上述說明將如此充分地揭示本發(fā)明的一般特性，以使得其他人可通過運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)在不背離一般概念的情況下容易地修改和/或調(diào)適這些特定實(shí)施例以用于各種應(yīng)用，且因此這些調(diào)適和修改打算包含在所揭示實(shí)施例的等效物的含義和范圍內(nèi)。應(yīng)了解，本文中的用語或術(shù)語是出于說明而非限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種使液體試劑相繼與工藝氣體和第二氣體接觸的連續(xù)方法，其包含以下步驟 (a)將工藝氣體引入到含有液體試劑的下游質(zhì)量傳遞區(qū)中，其中所述下游質(zhì)量傳遞區(qū)與第二降液管和下游降液管流體連通； (b)將液體試劑從所述下游降液管中移出并使所述經(jīng)移出的液體試劑循環(huán)到與第一降液管流體連通的上游質(zhì)量傳遞區(qū)，其中將第一流動(dòng)速率的第二氣體引入到所述上游質(zhì)量傳遞區(qū)中的所述液體試劑中并與其混合； (c)以第二流動(dòng)速率將第三氣體引入到所述第一降液管中，在所述第一降液管中所述第三氣體與從所述上游質(zhì)量傳遞區(qū)流動(dòng)而來的所述液體試劑混合；和 (d)使來自所述第一降液管的所述液體試劑流到與所述第二降液管流體連通的中間質(zhì)量傳遞區(qū)中， 其中所述液體試劑從所述上游質(zhì)量傳遞區(qū)到所述中間質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)是通過改變引入到所述第一降液管中的所述第三氣體的所述第二流動(dòng)速率來控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第二氣體和所述第三氣體是相同的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中使用第三流動(dòng)速率將所述第二氣體引入到所述中間質(zhì)量傳遞區(qū)中的所述液體試劑中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中使用第四流動(dòng)速率將所述第三氣體引入到所述第二降液管中的所述液體試劑中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述液體試劑從所述中間質(zhì)量傳遞區(qū)到所述下游質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)是通過改變所述第三氣體的所述第四流動(dòng)速率來控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二氣體和所述第三氣體是相同的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一流動(dòng)速率與所述第二流動(dòng)速率不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第三流動(dòng)速率與第四流動(dòng)速率不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二氣體的所述第一流動(dòng)速率與第三流動(dòng)速率不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述液體試劑與所述第二氣體的接觸引起氧化反應(yīng)發(fā)生。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述液體試劑與所述第二氣體的接觸引起氧化反應(yīng)發(fā)生從而形成元素硫。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述工藝氣體包括硫化氫氣體且所述液體試劑是氧化-還原溶液，從而實(shí)現(xiàn)所述硫化氫氣體的氧化和所述氧化-還原溶液的還原并在所述第三質(zhì)量傳遞區(qū)中形成經(jīng)還原的氧化-還原溶液并形成元素硫；且其中所述第二氣體能夠氧化所述經(jīng)還原的溶液以在所述第一質(zhì)量傳遞區(qū)和所述第二質(zhì)量傳遞區(qū)中形成經(jīng)氧化的溶液，以使得所述經(jīng)氧化的溶液能夠在所述第三質(zhì)量傳遞區(qū)中進(jìn)一步吸收所述工藝氣體。
13.一種用于使液體試劑相繼與工藝氣體和第二氣體接觸的連續(xù)方法的設(shè)備，其包含以下各項(xiàng)的組合 (a)與第一降液管流體連通的第一質(zhì)量傳遞區(qū)； (b)與所述第一降液管和第二降液管流體連通的第二質(zhì)量傳遞區(qū)； (C)與所述第二降液管流體連通的第三質(zhì)量傳遞區(qū)；和(d)位于每個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)中且位于所述第一降液管或所述第二降液管中的至少一者中的個(gè)別氣體分布器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含可操作地連接到至少位于所述第一降液管或所述第二降液管中的所述氣體分布器的控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含將與所述第三質(zhì)量傳遞區(qū)流體連通的浪涌降液管連接到所述第一質(zhì)量傳遞區(qū)的液體試劑再循環(huán)導(dǎo)管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使液體在單一容器內(nèi)的分離的質(zhì)量傳遞區(qū)中相繼與不同氣體接觸的設(shè)備和方法，所述質(zhì)量傳遞區(qū)可操作地彼此流體連通，所述設(shè)備和方法包括使所述液體與工藝氣體以同向流方式在下游質(zhì)量傳遞區(qū)中緊密接觸以實(shí)現(xiàn)所述液體與所述工藝氣體之間的質(zhì)量傳遞，和將所述液體與不同于所述工藝氣體的第二氣體引入到上游質(zhì)量傳遞區(qū)中，從而實(shí)現(xiàn)所述液體與所述第二氣體之間的質(zhì)量傳遞。所述液體從所述上游質(zhì)量傳遞區(qū)到下游質(zhì)量傳遞區(qū)的流動(dòng)速率是通過將第三氣體控制式添加到一個(gè)或一個(gè)以上分離每個(gè)質(zhì)量傳遞區(qū)的降液管中來控制，以使得所述降液管中所述液體的比密度提供控制流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。
文檔編號(hào)C01B17/05GK102917772SQ201180026442
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者大衛(wèi)·阿蘭·霍布森 申請(qǐng)人:摩瑞奇曼公司