低于大气压的气体洗涤器
阅读：136发布：2020-05-17
专利汇可以提供低于大气压的气体洗涤器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了使通过 泵 或允许在其中累积的污染物的量最小化，提供适用于 真空 泵上游的低于 大气压 的 气体洗涤器 (100)。该气体洗涤器包括：容器(12)和用于在容器内形成清洁 溶剂 喷射的机构(22)，容器包括用于在低于大气压的压 力 待清洁的气体的入口(14)和出口(18)，入口和出口布置成使待清洁的气体通过清洁溶剂的喷射，用于形成喷射的机构包括连接到至少一个喷射 喷嘴 (22)的清洁溶剂入口(24)和清洁溶剂出口(28)，可以使用泵将用过溶剂从容器泵送通过清洁溶剂出口，其中泵(102)布置成将用过的溶剂再循环回到清洁溶剂入口。，下面是低于大气压的气体洗涤器专利的具体信息内容。
1.一种适用于真空泵上游的低于大气压的气体洗涤器，所述气体洗涤器包括容器和用于在所述容器内形成清洁溶剂喷射的机构，所述容器包括用于在低于大气压的压力待清洁的气体的入口端口和出口端口，所述入口端口和出口端口布置成使所述待清洁的气体通过所述清洁溶剂的喷射，用于形成喷射的机构包括连接到至少一个喷射喷嘴的清洁溶剂入口、和清洁溶剂出口，使用泵将用过溶剂从容器泵送通过清洁溶剂出口，其中所述泵布置成将所述用过的溶剂再循环回到所述清洁溶剂入口；
所述气体洗涤器包括主喷射喷嘴和额外喷射喷嘴，所述主喷射喷嘴与所述容器基本上同轴地安装，所述额外喷射喷嘴相对于所述主喷射喷嘴在径向、在轴向或者既在径向也在轴向偏移，其中所述主喷射喷嘴适于形成覆盖所述容器的整个内径的完全圆形的喷射图案；所述额外喷射喷嘴适于提供清洁溶剂的基本上圆锥形的喷射，所述喷射在所述容器中高于所述主喷射喷嘴锥的点撞击所述容器的内侧壁；
从所述主喷射喷嘴（206）发出的所述圆锥形的喷射在轴向和径向行进以在所述主喷射喷嘴（206）的高度下方但在所述入口端口（14）的高度上方的点（208）撞击所述容器（12）的内侧壁，
其中所述气体洗涤器包括在所述容器（12）的内侧壁上的向内突出的环形凸缘（240），以提供位于所述容器（12）的侧壁内部的孔口，所述待清洁的气体（16）必须通过该孔口流动从而增加了所述待清洁的气体（16）在其向上移动通过所述容器时行进穿过溶剂喷雾或喷射的距离（222）。
2.根据权利要求1所述的气体洗涤器，其特征在于，所述泵包括再循环泵。
3.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，所述泵包括离心泵。
4.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，所述入口端口和出口端口相对于彼此偏移、倾斜、成角度、或者既倾斜也成角度。
5.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，所述待清洁的气体和溶剂喷射布置成逆流。
6.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括热交换器。
7.根据权利要求6所述的气体洗涤器，其特征在于，所述热交换器插置在所述清洁溶剂出口与所述清洁溶剂入口之间。
8.根据权利要求6所述的气体洗涤器，其特征在于，所述热交换器包括壳管式热交换器。
9.根据权利要求8所述的气体洗涤器，其特征在于，冷却剂在所述热交换器的壳侧上传递并且所述清洁溶剂通过所述管传递。
10.根据权利要求6所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括温度传感器，用来感测所述清洁溶剂的温度。
11.根据权利要求10所述的气体洗涤器，其特征在于，所述温度传感器连接到用来控制冷却剂通过所述热交换器的流量的机构。
12.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括用来启动所述泵或者向所述泵提供最小压头的机构。
13.根据权利要求12所述的气体洗涤器，其特征在于，所述泵位于所述容器下方的高度。
14.根据权利要求12所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括用来维持所述容器内的清洁流体的所希望的最小体积、所希望的最大体积或者所希望的最大体积和所希望的最小体积的机构。
15.根据权利要求14所述的气体洗涤器，其特征在于，用来维持所述容器中清洁流体的所希望的最小体积、最大体积或最大体积和最小体积的机构包括着包含下列的组中的任意一个或多个：上液位传感器；下液位传感器；用来从所述容器疏放清洁溶剂的控制机构；用来补给所述容器内的清洁溶剂的控制机构；所述泵的可调整的马达控制器。
16.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括溶剂品质传感器。
17.根据权利要求16所述的气体洗涤器，其特征在于，所述溶剂品质传感器包括着包含下列的组中的任意一个或多个：用来感测随着品质变化的所述清洁溶剂性质的传感器；比重传感器；电阻率传感器；电容传感器；黏度传感器；以及内嵌式流量传感器。
18.根据权利要求1或2所述的气体洗涤器，其特征在于，其还包括过滤器。
19.一种适用于真空泵上游的低于大气压的气体洗涤器，所述气体洗涤器包括容器和用于在所述容器内形成清洁溶剂喷射的机构，所述容器包括用于在低于大气压的压力待清洁的气体的入口端口和出口端口，所述入口端口和出口端口布置成使所述待清洁的气体通过所述清洁溶剂的喷射，用来形成喷射的机构包括多个喷射喷嘴，每个喷射喷嘴布置成在所述容器内形成清洁溶剂的喷射图案，其中所述喷射图案布置成在径向、轴向或既在径向也在轴向重叠；
所述的气体洗涤器包括主喷射喷嘴和额外喷射喷嘴，所述主喷射喷嘴与所述容器基本上同轴地安装，所述额外喷射喷嘴相对于所述主喷射喷嘴在径向、在轴向或者既在径向也在轴向偏移，其中所述主喷射喷嘴适于形成覆盖所述容器的整个内径的完全圆形的喷射图案；所述额外喷射喷嘴适于提供清洁溶剂的基本上圆锥形的喷射，所述喷射在所述容器中高于所述主喷射喷嘴锥的点撞击所述容器的内侧壁；
从所述主喷射喷嘴（206）发出的圆锥形的喷射在轴向和径向行进以在所述主喷射喷嘴（206）的高度下方但在所述入口端口（14）的高度上方的点（208）撞击所述容器（12）的内侧壁，
其中所述气体洗涤器包括在所述容器（12）的内侧壁上的向内突出的环形凸缘（240），以提供位于所述容器（12）的侧壁内部的孔口，所述待清洁的气体（16）必须通过该孔口流动从而增加了所述待清洁的气体（16）在其向上移动通过所述容器时行进穿过溶剂喷雾或喷射的距离（222）。
20.根据权利要求19所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷射喷嘴位于所述容器内在所述出口端口高度下方的高度。
21.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴适于产生基本上密实圆锥向下导向的清洁溶剂喷射。
22.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，源自每个喷嘴的喷射锥在轴向和在径向行进以在所述喷嘴高度下方和用于所述待清洁的气体的所述入口端口高度上方的点撞击所述容器的内侧壁。
23.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴为共面的。
24.根据权利要求23所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴产生不同的喷射图案以产生清洁溶剂的重叠喷射。
25.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴相对于所述容器的侧向平面为倾斜的。
26.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴具有6.4mm的开口。
27.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴为自清洁的。
28.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述喷嘴包括可移除或可调整的叶片。
29.根据权利要求19或20所述的气体洗涤器，其特征在于，所述容器还在其内侧壁上包括向内突出的环形凸缘。
30.根据权利要求29所述的气体洗涤器，其特征在于，所述环形凸缘的位置和尺寸是可调整的。
31.根据前述权利要求1-2、19-20中任一项所述的气体洗涤器，其中所述气体洗涤器是撬装气体洗涤器。
低于大气压的气体洗涤器
技术领域
背景技术
[0002] 许多工业过程需要真空来工作。例如在制造聚合物、食品、模制件等中，常常需要真空来起始或者维持化学反应、赶走过量水分、使材料脱气或者辅助制造的产品形成和成形。在许多情况下，结合湿化学过程来使用真空，这导致涉及化学品部分蒸发，而化学品部分蒸发意味着从过程抽吸的气体能包含污染物。
[0003] 工业泵送系统常常包括多个串联或并联的泵以从一个泵送级向下一个泵送级提供越来越高的真空压力。干式真空泵，即被设计成泵送气体但在真空泵扫掠体积中不使用密封液体的泵，通常包括一个或多个转子，转子被布置成与定子合作；转子的移动造成气体被抽吸到泵内并且朝向泵的排出口推送气体。为了使得泵送的气体并不回流并改进泵的泵送效率，在转子与定子之间的间隙被最小化，通常到数百微米内。
[0004] 因此，当被泵送的气体包含污染物时造成问题，污染物可能积聚在转子和定子的表面上从而闭合在它们之间的间隙。当在转子和定子的表面上积聚了特定厚度的污染物时，存在泵将堵塞的机会，在不采取补救维护的情况下，防止进一步操作或重启。
[0005] 在大多情形下，真空泵热运行，即，压缩被泵送的气体的行为造成气体被加热，这些热被转移到泵的转子和定子。在这样的情形下，在被泵送的气体内的大部分污染物将不会在转子和转子上冷凝并且将简单地通过泵。此外，由于泵部件较热，在使用中，为黏性液体的污染物将通常保持在低黏度状态，从而使得泵能继续运行。但是，当泵被关掉时，污染物可能在冷却时具有增稠或者增厚的趋势，从而防止泵被重启，尽管在热时其能运行。
[0006] 在替代情形中，即，在泵部件超过特定温度的情况下，存在泵送气体中的污染物起反应以形成可能积聚在转子和定子表面上的硬化合物的机会。在转子和定子表面上的硬化合物可能造成泵部件的过度或提早磨损，从而使得泵的效率降级或者甚至导致灾难性故障。
[0007] 因此，希望最小化通过泵或者允许累积于其中的污染物量。在许多情况下，可以通过向泵提供热套以加热或冷却泵使得防止在泵上积聚的污染物固化或硬化或反应或形成硬化合物而令人满意地控制在泵送气体中的污染物的不利效果。替代地，泵可以通过冲洗来清洁，但这有时是不可行的，并且通常认为更好的做法是防止污染物积聚，而不是依靠在后期清洁掉它。
[0008] 大部分干式泵需要冷却系统，但可以设置加热套来在泵不运行时保持泵温热。这安装起来不方便并且昂贵并且可能使用大量能量（尽管比重新安装无法转动的泵更廉价）。加热套可以包括例如热水回路，当泵不运行时或者甚至当其运行时，其充当冷却剂。但是，热套需要大量能量来操作并且可能并非总是可靠的。
[0009] 因此，需要一种保护真空泵避免污染的改进的方法。
[0010] 已知在泵的上游提供气体洗涤器并且在图1中示出了已知的气体洗涤器，并且将在下文中详细地描述。这样的已知的洗涤器包括容器，气体清洁溶剂被泵送到容器内以形成喷射或喷雾，喷射或喷雾与待清洁的过程气体逆流。溶剂与过程气体中的污染物相互作用以移除它们，并且溶剂和污染物作为废物排放。这种已知类型的气体洗涤器消费大量溶剂并且因此操作起来较为昂贵。此外，所产生的相对较大体积的污染的溶剂可能难以处理或者处理成本较高。此外，已知类型的气体洗涤器可以提供非均匀的气体洗涤，因为通过容器的不同部分的过程气体与清洁溶剂进行不同量的相互作用。
[0011] 最后，在已知的气体洗涤器中，用过的溶剂有效地疏放到敞开的排污槽并且确保维持过程气体真空，通常必须采用气压计腿。在适度或高真空系统中，气压计腿必须相对较大以便不打破过程真空，这显著地增加了所需的设备的总高度并且对于洗涤器的设计设置了其它构造约束。这能使气体洗涤器的室内安装不实用或不经济。
[0012] 另一类型的已知气体洗涤器利用填充柱或容器，其具有去雾器垫以过滤过程气体。但是，过滤器型洗涤器可以具有较高的压降，这在真空应用中是不当的，并且过滤器可能变得被污染物堵塞。
发明内容
[0013] 本发明的目的在于提供针对于上述问题中的一个或多个问题的解决方案，提供改进的或替代的气体洗涤器，其结合真空系统使用，或者用来保护干式真空泵、射流泵和级间冷凝器，其中的任一个也可能变得被过程气体污染物堵塞。
[0014] 根据本发明的第一方面，提供一种适用于干式真空泵上游的气体洗涤器，该气体洗涤器包括容器和用于在容器内形成清洁溶剂喷射的机构，容器包括用于待清洁气体的入口和出口，入口和出口被布置成使待清洁的气体通过清洁溶剂喷射，用于形成喷射的机构包括连接到至少一个喷射喷嘴的清洁溶剂入口和清洁溶剂出口，用过的溶剂可通过清洁溶剂出口离开该容器，其中
[0015] 气体洗涤器还包括用来维持在容器中所希望的清洁溶剂液位同时维持容器中所述溶剂液位上方的真空压力的机构。
[0016] 喷射喷嘴优选地为喷嘴，清洁溶剂能通过喷嘴进入容器。
[0017] 用来维持清洁溶剂在容器中所希望的液位同时维持在容器中的真空压力的机构可包括在溶剂入口与溶剂出口之间延伸的管道和与管道相关联并且插置于溶剂入口与溶剂出口之间的再循环泵。再循环泵，若设置，优选地被布置成再循环用过的溶剂从容器回到清洁溶剂入口。因此，恒定体积的溶剂能被再循环，从而在稳态操作条件下维持在容器内所希望的溶剂液位。此外，由于管道和再循环泵形成在任一端连接到容器的闭合再循环腿的部分，在容器内的真空压力并未显著地受到再循环腿的存在或操作影响。
[0018] 再循环泵可以例如为离心再循环泵，但也可使用其它泵类型。
[0019] 用来维持清洁溶剂在容器中所希望的液位同时维持在容器中的真空压力的机构可以以不同方式来实现。例如，可以设置重力疏放系统，其包括位于容器底部或者朝向容器底部定位的溶剂出口。这使得用过的溶剂能在重力的影响下从容器流出。管道可以从溶剂出口延伸到溶剂入口，由于在容器内在所述溶剂液位上方的真空条件造成的吸力，溶剂被抽吸通过管道。流量控制阀可以设置于管道上以控制溶剂从疏放口到入口的流量。
[0020] 重力疏放系统可额外地包括虹吸管，虹吸管适于控制在容器内的溶剂液位。虹吸管，若设置，可以包括U形弯曲，U形弯曲适于维持在在容器内在所述溶剂液位上方的真空压力。U形弯曲优选地为由鹅颈管互连的向上和向下倾斜的腿，鹅颈管的高度决定在容器内溶剂的最大填充液位。因此，当溶剂液位超过预定液位时，过量溶剂能经由虹吸管疏放掉。虹吸管的出口优选地连接到气压计腿或者另一装置以维持在容器内的真空压力。
[0022] 作为补充或作为替代，虹吸管可包括两个串联的U形弯曲。
[0023] 气体洗涤器最适用于低于大气压的条件，其在许多实际情形下将为约1-50 mbarA。对于洗涤器的工作压力的主要限制之一是溶剂的蒸气压力。换言之，洗涤器的工作压力必须高于清洁溶剂的蒸气压力以防止清洁溶剂沸腾或蒸发。但是，在其中需要较低操作压力的情形下，将需要选择具有相对应地较低蒸气压力的清洁溶剂。
[0024] 过程气体入口和出口端口优选地相对于彼此偏移、倾斜或成角度以使得过程气体在其通过容器时改变方向。
[0025] 过程气体和溶剂喷射优选地被布置成逆流。
[0027] 热交换器的一个功能是维持溶剂温度，或者更精确地，在储槽中的液体温度在所希望的温度范围以：避免影响系统压力；避免液体变得太黏；和/或保持其它部件的构造材料在其设计限度内。
[0028] 因此，调节溶剂温度可能是重要的，不仅是因为可能的黏度效果，而且可能需要调节来防止溶剂变得太热从而影响系统压力。而且，在辅助器械中的某些材料在其设计温度方面具有限制，例如，泵叶轮的聚丙烯零件。
[0029] 热交换器可以为任何合适类型，但优选水冷壳管式热交换器。冷却水优选地在热交换器的壳侧上传递，而清洁溶剂通过管传递。
[0030] 由于溶剂在内管表面上的污垢效果，这种布置帮助清洁管。但是若需要，流动布置可以是反向。
[0031] 可以设置温度传感器用来感测清洁溶剂的温度。温度传感器，若设置，优选地连接到特定机构，例如由于温差所造成的气压而促动的机械阀或电动阀，以控制通过热交换器的冷却水的流量，并且因此调节清洁溶剂的温度。
[0032] 机构优选地被设置为启动泵和/或向泵提供最小压头。为了实现这个目的，泵优选地位于在容器下方的高度。作为补充或作为替代，可以维持所希望的最小体积的清洁流体在容器内。作为补充或作为替代，可以维持所希望的最大体积的清洁流体在容器内。容器因此可具备上液位传感器和下液位传感器中的任一者或二者用来感测在容器内的清洁溶剂的体积是否在所希望的最大值与最小值之间。上液位传感器和下液位传感器，若设置，优选地连接到用来分别向容器内疏放和补给清洁溶剂体积的控制机构。
[0033] 下液位传感器，若设置，可以连接到泵的马达控制器以在容器内的清洁溶剂的体积（或液位）降低到低于所希望的最小值的情况下使泵减慢或停止。此外，下液位传感器，若设置，可以连接到补给管线的伺服操作阀，补给管线在一端连接到新鲜溶剂的供应并且在其另一端连接到位于容器内上溶剂液位线上方的出口。
[0034] 上液位传感器，若设置，可以连接到泵的马达控制器，当容器内的清洁溶剂体积超过所希望的最大值时，泵的马达控制器加速泵从而疏放该容器。上液位传感器也可连接到疏放阀。
[0035] 可设置溶剂品质传感器以分析溶剂的条件。溶剂品质传感器，若设置，能为感测随着品质变化的溶剂的任何性质的任何传感器，例如：比重传感器、电阻率传感器、电容传感器、黏度传感器、以及内嵌式流量传感器等。作为补充或替代，与溶剂黏度有关的泵的功率消耗可以作为溶剂品质或纯度的指标来监视。
[0036] 作为替代或作为补充，溶剂可以在特定时间后更换。这种方案是可能的，但并非优选的，因为必需在溶剂变得污染太严重之前更换溶剂，并且因为可能这种方案将总体上使用更多溶剂。
[0037] 优选地设置一个或多个内嵌式过滤器，例如在泵上游或热交换器上游。隔离阀可以设置于过滤器的任一侧，若设置，在过滤器变得阻塞的情况下，能更换或清洁它们。
[0038] 气体洗涤器优选地安装于撬座上。
[0039] 根据本发明的第二方面，提供一种适用于真空泵上游的气体洗涤器，气体洗涤器包括容器和用于在容器内形成清洁溶剂喷射的机构，容器包括用于待清洁气体的入口和出口，入口和出口被布置成使待清洁的气体通过清洁溶剂的喷射，用来形成喷射的机构包括多个喷射喷嘴，每个喷射喷嘴被布置成在容器内形成清洁溶剂的喷射图案，其中喷射图案被布置成在径向、轴向或既在径向也在轴向重叠。
[0040] 气体洗涤器优选地可位于干式真空泵上游。
[0041] 优选地，待清洁的气体以至少所希望的最小距离通过清洁溶剂的至少一个喷射图案。
[0042] 优选地，设置可与容器基本上同轴安装的主喷射喷嘴。额外喷射喷嘴可以相对于主喷射喷嘴在径向、轴向或者既在径向也在轴向偏移。最优选地，设有一个主喷射喷嘴和三个额外喷射喷嘴。
[0043] 喷射喷嘴优选地位于容器上部在过程气体出口端口18的高度下方的高度。
[0044] 喷嘴优选地适于产生基本上密实圆锥形向下导向的清洁溶剂喷射。自每个喷嘴的喷射锥优选地从喷嘴发出并且在轴向和在径向行进以在喷嘴高度下方但是用于过程气体的入口端口高度上方的点撞击容器的内侧壁。
[0045] 主喷嘴优选地适于形成覆盖容器的整个内径的完全圆形的喷射图案。
[0046] 喷嘴可以是共面的，但具有不同喷射图案以产生清洁溶剂的重叠喷射。额外喷嘴可以位于主喷嘴的径向外部，但适于提供清洁溶剂的基本上圆锥形喷射，喷射在容器中高于主喷嘴锥的点撞击容器的内侧壁。
[0047] 喷射可以相对于容器的侧向平面倾斜以产生成角度的清洁溶剂喷射，例如清洁溶剂喷射的螺旋流动。
[0048] 喷嘴，若设置，优选地具有例如约6.4 mm的开口。喷嘴优选地为自行清洁的，例如使用再循环泵的压力使溶剂以高压再循环以保持喷嘴孔打开并且可具有也可调整的可移除叶片。当设施停止用于手动维护或者注意到洗涤器任何降低的性能时，叶片可以被移除以清洁长期累积的任何溶剂。
[0050] 现将参考附图仅以举例说明的方式描述本发明的优选实施例，在附图中：
[0051] 图1为已知气体洗涤器的示意系统图；
[0052] 图2为根据本发明的气体洗涤器的示意系统图；
[0053] 图2A为过滤器的截面图；
[0054] 图3为根据本发明的气体洗涤器撬座的第一实施例的透视图；
[0055] 图4为用于根据本发明的气体洗涤器的容器的第二实施例的示意侧向截面图；
[0056] 图5为沿着V-V穿过图4的容器的示意横截面图；
[0057] 图6为用于根据本发明的气体洗涤器的容器的第三实施例的示意侧向截面图；
[0058] 图7为沿着VII-VII穿过图6的容器的示意横截面图；
[0059] 图8为示出图2所示的再循环系统的第一替代实施例的示意图；以及[0060] 图9为示出图2所示的再循环系统的第二替代实施例的示意图。
具体实施方式
[0061] 在图1中，示出了适用于图示真空泵送系统中的已知的内嵌式气体洗涤器10。气体洗涤器10包括中空容器12，中空容器12具有入口端口14和出口端口18，过程气体106通过入口端口14进入洗涤器10，出口端口18通往真空泵送系统（未图示）的第一级。
[0062] 入口端口14位于满足允许形成喷射、提供分离空间、最佳蒸气速度和所希望的滞留体积的要求的位置。出口端口18朝向容器12的顶部定位。应当指出的是入口端口14基本上水平对准，而出口端口18相对于水平倾斜。其目的是为了过程气体16在其通过容器时至少一次和可能几次改变方向，从而在其被真空泵送系统提取之前增加其在容器12内侧花费的时间量。
[0063] 一个或多个向下导向的喷嘴22定位于容器12的上部内，其适于向容器12内部喷射溶剂喷雾。溶剂从溶剂储槽（未图示）经由供应管线24进给到喷嘴22内。使用在供应管线24上内嵌式阀26来控制溶剂到喷嘴22的递送。因此，溶剂经由供应管线24进入到容器12并且由喷嘴22向下喷射以在容器12内形成喷雾。同时，通过入口端口14进入容器的过程气体16向上移动，即逆流，通过溶剂喷雾，使得过程气体16内的污染物能通过溶解到溶剂液滴内而从气体移除。受污染的溶剂在重力的影响下降落到容器12的底部并且经由疏放管线28而移除。
[0064] 疏放管线28可选地具有内嵌式阀30以控制污染的溶剂从容器12进入。如果溶剂到容器12内的流率高于溶剂从容器12出来的流率，那么一定量的溶剂将汇集32在容器12底部。为了避免容器12过度填充，溶剂液位传感器34设置于容器12底部用来感测溶剂32池的液位36。如果液位36上升到高于溶剂液位传感器34的液位，那么控制管线38和40操作入口阀26和出口阀32疏放容器并且维持液位36低于液位传感器34的高度。
[0065] 为了维持过程气体16的较低压力，在出口管线38与排污槽44之间需要气压计腿，受污染的溶剂疏放到排污槽44内。气压计腿必需相当高，通常大约10m长，因此使得系统难以在室内安装。此外，应当指出的是需要持续地供应溶剂并且需要处置相对应量的污染的溶剂。因此，已知的气体洗涤器10占据较大体积，消耗大量溶剂并且产生较大体积的污染溶剂，需要以环保的方式来处置这些污染溶剂。
[0066] 图2示出了根据本发明的气体洗涤器100，其在许多方面类似于在图1中示出的已知的气体洗涤器。因此，在图2中相同的特点使用与图1中相对应的特点的相同的附图标记来标注以易于理解。
[0067] 在图2中，甘醇或丁二醇（BDO）气体洗涤器系统100安装于连接到聚合物制造设施（在此情况下PBT过程）的真空泵（未图示）上游。洗涤器可以用于其它应用中，例如脂肪酸除臭中并且其在PBT过程中的使用只是举例说明。洗涤器100被设计成移除低聚物，低聚物在被泵送的过程气体16中存在， 其在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)聚合过程中形成。洗涤器系统100也被设计成俘获过程化学品的液滴，其有助于保护在洗涤器100下游的真空泵。洗涤器也可充当喷射冷凝器，在许多情形下，喷射冷凝器可以减少真空泵的容量。
[0068] 洗涤器100包括中空容器12，中空容器12安装于在其辅助器械和控制系统旁边的撬座（对此，特别地参考图3）上。洗涤器100使用甘醇、丁二醇（BDO）或其它合适溶剂喷射来移除低聚物，并且特别适合于用作用于干式真空泵系统的真空气体洗涤器。合适溶剂通常具有低于真空系统中该点（即，在泵入口处）的系统压力的蒸气压力。
[0069] 洗涤器具有装配于容器12主体中心的主要喷射喷嘴22并且具有装配于相同水平面中主要喷嘴周围170mm的节距圆直径上以120°间隔的三个额外次要喷射喷嘴220。
[0070] 洗涤器系统100包括再循环泵102，再循环泵102能够在所需的压力和温度递送溶剂（甘醇或BDO）。叶轮的构造材料可以是PTFE、PVDF或任何其它合适材料，但由于聚丙烯成本低，常常选择聚丙烯，不锈钢材料用于各种零件。溶剂冷却器104安装于再循环回路中以移除过程蒸气16的冷凝热和余热。
[0071] 在图2中，过程气体16经由入口端口16穿过清洁容器12并且出口端口16在先前描述。过程气体16向上行进穿过容器12内部，遵循弯曲路径，相对于由朝向容器12顶部定位的多个喷射喷嘴22释放的向下导向的溶剂喷射或喷雾为逆流。显然，看出存在位于容器内的不同径向位置的多个喷射喷嘴22，其配置的功能将在下文中更详细地解释。
[0072] 在本发明的气体洗涤器100与现有技术的气体洗涤器10之间的主要差异在于溶剂再循环并且为此，需要额外的控件和回路。溶剂经由入口管线24和喷嘴22以与先前所描述的方式类似的方式进入容器12。但是，并非简单地将污染的溶剂32疏放到排污槽，使用离心再循环泵102使之再循环。换言之，溶剂经由入口管线24进入容器12并且经由疏放管线28从容器12疏放。泵102插置于输送管线28与入口管线24之间，使得溶剂能再循环通过容器12。
[0073] 过程气体16包含污染物，由喷雾溶剂通过溶解或冷凝过程来移除污染物。污染物冷凝的潜热（和来自增压泵的热气体，在设备位于增压泵与干式真空泵之间的情况下）造成溶剂32被加热，如果溶剂要维持在所希望的操作温度，必须移除这种热。在某些情形下，可能需要或希望提供额外的加热器，例如，在管道和容器周围的伴热加热，以在溶剂变得太冷的情况下加热溶剂，特别是在溶剂在低温具有相对较高黏度的情况下。
[0074] 为了实现这个目的，热交换器104设置于泵102下游和入口管线24上游。热交换器104确保了冷却剂并不受到污染并且流体通过管的速度较高以避免堵塞。热交换器104包括壳管式表面热交换器，其适用于甘醇或BDO冷却并且能使用 2 m3/h的冷却水流率以 6kW的~ ~
速率移除热。热交换器具有22巴的压力设计（但也可允许更低设计压力）和120℃的设计温度。在此示例中，冷却水在壳侧上传递，而甘醇通过管传递，管材料为铜镍合金(Cupro-Nickel)(90/10等级)。
速率移除热。热交换器具有22巴的压力设计（但也可允许更低设计压力）和120℃的设计温度。在此示例中，冷却水在壳侧上传递，而甘醇通过管传递，管材料为铜镍合金(Cupro-Nickel)(90/10等级)。
[0075] 热交换器104大体上具有常规设计并且包括冷却剂（例如，冷水、煤油、乙二醇等）入口106和冷却剂出口108。使用泵（未图示）将冷却剂从储槽（未图示）经由冷却剂入口106进给到热交换器104。冷却剂通过在热交换器104内的内部管路（未图示）以冷却溶剂。冷却剂经由出口108离开热交换器104并且反馈到储槽（未图示）内。倘若储槽（未图示）足够大，并非总是需要设置致冷器来冷却来冷却剂。冷却剂入口106具备流量控制阀110，其连接到温度感测头112，温度感测头112监视在入口管线24中的溶剂温度。如果在入口管线24中的溶剂温度超过预定温度，那么温度控制头112打开入口阀（未图示），增加了热交换器的冷却能力，并且反之亦然。另一阀114设置于冷却剂出口108上以限制冷却剂通过热交换器104流动并且使得热交换器104能（若需要）与储槽（未图示）隔离。因此，使用热交换器104和其相关联的控件110、112、114自动地调节溶剂的温度。
[0076] 再循环泵102能够递送最大（并且在图示示例性实施例中）22 m3/hr的液体。最大压头可以被实现为多达22 m（在减少的流量）。泵102被设计成在1.5 barg排放压头递送最大大约9.2 m3/hr甘醇。
[0077] 为了实现这个目的，再循环泵102必须在所有时间启动并且具备最小压头。这通过将再循环泵102定位于容器2的高度下方并且维持溶剂32在容器12内的液位36在上液位116与下液位118之间而实现。为了实现这个目的，容器12具有上液位传感器120和下液位传感器122，它们在容器内的位置基本上分别对应于上液位116和下液位118。
[0078] 再循环泵102由电动马达124驱动，电动马达124的速度和方向使用一体式马达控制器来控制。下液位感测控制回路包括控制管线126，控制管线126将下液位传感器122连接到马达控制器124。下液位感测控制回路被配置成在容器12内的溶剂32液位36降低到低于下液位118的情况下使再循环泵102减速或停止。此外，下液位感测控制回路包括阀控制管线130，阀控制管线130连接到补给管线134的伺服操作阀132。补给管线134在一端136连接到新鲜溶剂供应（未图示）并且在另一端连接到位于容器12内在上溶剂液位线116上方的出口138。在容器内溶剂32的液位36降低到下液位118下方的情况下，这将由下液位传感器112检测到，其造成顶部阀132打开，从而允许补给在容器12内的溶剂13液位36。
[0079] 同样，上液位感测回路包括连接到马达控制器124的控制管线128和用来控制仪再循环泵102的速度的上液位传感器120。在此情况下，如果在容器12内的溶剂32液位36超过上液位116，控制管线128可以发出使马达控制器124加速泵12从而疏放容器12的信号。替代地，泵102可以被配置成并不加速，而是具有调节的流量，调节的流量被设置为最小化喷嘴堵塞，确保通过热交换器的所希望的冷却量。此外，在在容器12内的溶剂32的液位36保持高于上限116的情况下，上液位传感器120也经由另一控制管线142连接到补给管线34的阀132以减少或关断新鲜溶剂到容器12内的流动。此外，上液位传感器120经由第三控制线142连接到疏放管线28的伺服促动阀144。可调整的流量控制阀146位于伺服促动阀144的下游，其限制污染的溶剂到排污槽44内的流率。可调整的流量控制阀146的目的是为了限制或防止容器12太快排空并且设置可能是在调试期间预设的。
[0080] 使用这种系统，容器可以再循环而不是简单地使用一次并丢弃，并且在容器内的溶剂32的液位36可以维持在确保再循环泵12持续地并且正确地启动的液位。
[0081] 应意识到随着污染物从过程气体16移除，溶剂32随着时间越来越多地被污染。污染的溶剂32的黏度通常高于新鲜溶剂的黏度并且因此，将需要不时地净化该系统。在此方面，溶剂品质传感器148设置于容器12下部并且连接到计算机150，计算机150实时地分析溶剂的条件。溶剂品质传感器可以是感测随着品质变化的溶剂的任何性质的任何传感器，例如比重传感器、电阻率传感器、电容传感器、黏度传感器、泵功率或电流传感器等。在图示示例中，设置内嵌式流量传感器152，其监视在进给管线24内的溶剂流率。在溶剂黏度增加的情况下，预期相对应地产生溶剂流率，并且在此情况下设置控制管线154以使得再循环泵102的马达124的工作更难。控制管线154可以连接到计算机150以提供系统内溶剂黏度的实时指示。
[0082] 在计算机150检测到系统内的溶剂品质降低到低于预定阈值的情况下，其可以发出完全或部分净化溶剂32的信号。
[0083] 通过打开在疏放管线28上的服务器促动的阀144，实现净化，二者部分地排空容器12。随着容器12内的溶剂32被疏放掉，其液位将最后降低到低于下液位线118，这将自动地触发补给阀132打开，从而向溶剂32补充来自新鲜溶剂供应136的新鲜溶剂。应意识到因为溶剂32仅在从过程气体提取了大量污染物时或者在净化期间疏放，操作所需的溶剂体积显著地低于持续进给的系统。其主要优点之一在于减少了溶剂使用和减少了废溶剂的输出。
此外，由于废溶剂分批输出，更佳地便于废溶剂管理。
此外，由于废溶剂分批输出，更佳地便于废溶剂管理。
[0084] 通过在再循环溶剂回路中设置一个或多个内嵌式过滤器来减少净化频率。在图示示例中，内嵌式过滤器156设置于再循环泵12上游和热交换器104上游。隔离阀158设置于过滤器156的任一侧以在过滤器变得阻塞的情况下能更换或清洁它们。可选地设置旁通管线（未图示）以使得洗涤器100在无过滤器156存在的情况下继续操作，但应了解在某些情况下，洗涤器短时间不操作，不会造成严重损害。
[0085] 一个或多个过滤器156（如在图2A的截面图中更详细地示出）具有优选地但并非排他性地40mm的过滤器入口大小并且由315级不锈钢制成。过滤器的穿孔筛孔尺寸优选地为400微米，已知在0.05巴与0.2巴之间的额定压降。过滤器156为内嵌式过滤器，其中，溶剂通过可移除地固持的篮型过滤平纹棉麻织物的端部进入，并且通过其侧壁离开到出口。
[0086] 在图3中，示出了根据本发明的气体洗涤器100的实施例，并且其包括容器12，容器12具有先前描述的入口端口14和出口端口18，过程气体16分别通过入口端口14和出口端口
18进出容器12。在图示实施例中，清洁溶剂为甘醇与丁二醇（BDO）的混合物并且通过入口管路24进入容器12。使用温度表112来监视在入口管24中的甘醇温度并且使用流量表152来监视溶剂流率。温度表112经由先导管线(pilot line)200连接到伺服促动的控制阀110，伺服促动的控制阀110用来控制冷却水到热交换器104内的流动。因此通过响应于感测到溶剂温度变化而调整到热交换器104内的冷却水供应来调节在管路24内的溶剂温度。
18进出容器12。在图示实施例中，清洁溶剂为甘醇与丁二醇（BDO）的混合物并且通过入口管路24进入容器12。使用温度表112来监视在入口管24中的甘醇温度并且使用流量表152来监视溶剂流率。温度表112经由先导管线(pilot line)200连接到伺服促动的控制阀110，伺服促动的控制阀110用来控制冷却水到热交换器104内的流动。因此通过响应于感测到溶剂温度变化而调整到热交换器104内的冷却水供应来调节在管路24内的溶剂温度。
[0087] 如先前所提到的那样，溶剂通过入口管路24进入腔室12并且通过疏放管路28从那里疏放。由电动马达124所驱动的再循环泵102来再循环溶剂通过该系统。以先前所描述的方式使用下液位传感器122和上液位传感器120来监视在容器12内的溶剂液位。而且，在容器12内的溶剂液位可以使用补给管线134来补给。
[0088] 应当指出的是图示实施例的气体洗涤器安装于撬座202上以易于运输和安装。还应当指出的是由于没有气压计腿，气体洗涤器100的总大小是紧凑的，气压计腿原本需要存在于并不再循环清洁溶剂的洗涤器100中。
[0089] 图4更详细地示出了在容器12内的喷嘴22的布置。在图4中的相同的特点由与先前所描述的相同附图标记来标注，以易于理解。在图4中，设有位于腔室12上部内在出口端口18的液位下方的四个喷射喷嘴。特别地，设有中心喷嘴206，其基本上位于容器12的中心线上并且其提供基本上密实圆锥形向下导向的清洁溶剂喷射205。喷射“锥”从喷嘴206发出并且在轴向和径向行进以在喷嘴206的高度下方但在入口端口14的高度上方的点20撞击容器
12的内侧壁。因此，经由入口端口14进入容器12的过程气体16必须通过由中心喷嘴206所形成的圆锥形205喷射。
12的内侧壁。因此，经由入口端口14进入容器12的过程气体16必须通过由中心喷嘴206所形成的圆锥形205喷射。
[0090] 应当指出的是在容器12的中心线处或附近向上行进穿过容器12的过程气体210将以比更靠近其侧壁向上移动穿过容器过程气体216行进的距离214显著更大的距离212行进穿过圆锥205。
[0091] 为了从过程气体16高效移除污染物，过程气体16必须行进通过清洁溶剂喷射特定最小距离。为了确保这种情况发生，可以简单地拉长容器12以增加过程气体16在其通过出口端口18离开之前必须行进通过喷射的距离。但是，在本发明的撬基实施例中，诸如图3所示的实施例，需要使得容器12尽可能紧凑。因此，为了确保过程气体16总是行进穿过清洁溶剂喷射大于所希望的最小距离，设置补充喷嘴220。应当指出的是，补充喷嘴220、222位于主喷嘴206径向外部并且被布置成提供在容器12中略微高于中心喷嘴206的圆锥205的点209撞击容器12的内侧壁的基本上圆锥形的清洁溶剂喷射207。通过提供溶剂喷射的多个轴向间隔开并且重叠的圆锥205、209，甚至邻近容器内侧壁向上移动穿过容器12的过程气体16必须通过喷射的最小距离222，如由容器12的内侧壁上中心锥205和外锥209的交点208、209的高度差所限定。
[0092] 从图5可以看出，存在四个喷嘴，包括中心喷嘴206和三个以120°间隔的径向向外隔开的喷嘴220。
[0093] 而且，重要的是，在操作期间喷嘴并不变得堵塞并且对此，喷嘴的自由通路足够大( 6.4mm)以维持溶剂自由流动。喷嘴也被设计成自行清洁，但也可以通过移除容器12的上~部来手动清洁或维修它们。
[0094] 在本示例中，喷嘴为由Spraying Systems Co.,供应的类型，型号：具有凹型NPT连接件的1-¼ H-SS6 FullJet喷嘴。喷嘴由不锈钢制成并且具有可移除的聚丙烯叶片和60℃的最高额定温度。喷嘴各在1.5巴的操作压力递送38升/分，最佳压力在0.5巴与1.5巴之间。
[0095] 现转至图6和图7，其示出了图4所示的布置的变型，应当指出的是通过在容器12的内侧壁上设置向内突出的环形凸缘240可以增加最小距离222。环形凸缘240的目的是为了提供位于容器12侧壁内部的孔口，过程气体16必须通过该孔口流动从而增加了过程气体在其向上移动通过容器时行进穿过溶剂喷雾或喷射的距离。环形凸缘240的另一作用是干扰溶剂喷射的向下流动，在凸缘240的下游形成涡流241从而使用从容器12的此内侧壁向下运行的溶剂在凸缘240下方形成二次喷射喷嘴。
[0096] 环形凸缘240阻止液体直接疏放到容器底部12并且帮助形成围绕主喷嘴喷射的环形区，阻挡任何气体16不经主喷射喷嘴夹带而逸出。参考主喷射喷嘴的特征来优化凸缘240的位置和大小。滴流环的次要功能是通过从壁收集的液体的重力降落而形成另一喷射，从而促进了从过程夹带液体粒子。
[0097] 在图6和图7中，应当指出的是全部次要射流207撞击在容器壁上高于环形凸缘240高度的高度。因此，图7示出的在次要射流之间的较小间隙243是不相关的，因为到任何气体到达此点时，气体已经被覆盖容器的总内径的完全圆形喷射夹带并且也因为用于所需的次要喷射的有效内径是环形凸缘240的内径，其小于容器12的内径。
[0098] 喷嘴206、222设计中具有孔口，其足够大以不被可能变得夹带于清洁溶剂中的微粒污染物阻塞并且可以在洗涤器100调试期间调整以能允许调整形状，即喷射部件的伸展和长度来适应特定应用。而且，环形凸缘240在调试期间是可移除或可替换的使得洗涤器100可以设置为使用具有不同黏度或流动性质的一定范围的溶剂来操作。
[0099] 图8和图9示出了如图2所示的本发明的替代实施例，其中，再循环腿包括自动虹吸疏放系统。在图8中，容器12被部分地填充溶剂32直到所希望的填充液位36并且包括出口管路28，过量溶剂32可通过出口管路28疏放。出口管路28包括虹吸布置500，其用来维持溶剂填充液位36在上液位502与下液位504之间。出口管路28包括鹅颈管，其具有高达所希望的上填充液位502的第一管部506和由U形弯曲部510连接到第一管部506的第二管部508。第二管部止于对应于下填充液位504的液位并且被布置成将溶剂32排放到第二容器512内。先导管线514使第一容器12和第二容器512内的抽空空间互连使得在溶剂上方的真空压力使两个容器变得均衡，这种布置使得虹吸布置能正确地起作用。
[0100] 在第一容器12被填充溶剂32时，液位36将增加直到其到达上填充液位502，于是过量溶剂将开始在U形弯曲部510上流动并且虹吸到第二容器512内。当填充液位36到达下填充液位504时，并不存在高于第二管部508的终止液位的溶剂压头，这打破虹吸并且防止进一步从第一容器12排空溶剂32。因此过量溶剂在第二容器中收集并且储存，从那里，使用如先前所描述的泵，其可以经由进给管路516抽回到溶剂入口，进给管路516在第二容器512中的溶剂32的填充液位下方延伸。应当指出的是泵102经由管路连接到在主容器12和第二容器512中的溶剂32，确保了其保持被启动并且能将溶剂再循环回到溶剂入口24和（多个）喷嘴222。
[0101] 新鲜溶剂可以使用先前所描述的系统（未图示）被引入到第一容器12内并且污染的溶剂可以从任一容器12、512取走，以先前所描述的方式。
[0102] 图9示出了在图8中示出的布置的变型，其中，先导管线514具备阀520（图9无阀标记），其使得能维持在在第一容器12与第二容器512的空的空间内真空压力之间的压差。此外，图9的虹吸布置额外地包括在出口管路28的U形弯曲部510中的净化气体注射端口522以使得通过向虹吸管500内引入净化空气来人为地打破虹吸效果。净化气体524经由净化气体管路526引入并且使用流量控制阀528进行控制，流量控制阀528由安装于主容器12内侧的液位传感器530来促动。随着在主容器12内的填充液位36超过上填充液位502，液位传感器530触发净化气体控制阀528以打开，允许净化气体进入U形弯曲部510，从而打破虹吸（siphon）并且防止从主容器进一步疏放溶剂32。
[0103] 图8和图9所示的实施例在功能上类似于图1所示的布置，除了移除了可能造成在有限空间中的安装问题的气压计腿。此外，图8和图9的实施例受益于图2的实施例的优点，具有机械/物理填充液位调节的附加益处，这减少了用于该装置有效操作所需的传感器和控制阀的数量。然而，在所有情况下，在主容器12内的溶剂32的填充液位36维持在预设上限和下限内，同时维持在主容器12中在溶剂32上方的真空。
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