Способ смешивания газов с жидкостью

 

Изобретение относится к способам смешивания газов с жидкостью и может быть использовано для очистки газовых потоков в любой отрасли промышленности и энергетики. Способ состоит в двухступенчатой системе смешивания газов с жидкостью. Струйный аппарат применен в качестве первичной камеры смешения. Газовый поток смешивают с пульсирующим потоком насыщенного пара с последующей его конденсацией. Затем процесс смешивания осуществляют в диффузоре струйного аппарата на перфорированных вибрированных поверхностях, охлаждаемых тепловыми трубами. После этого поток газа подают под пористый фильтр, смоченный жидкостью и вибрирующий. Технический результат состоит в полном растворении газовых компонентов в жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к способам смешивания газов с жидкостью и может быть использовано для очистки газовых потоков в любой отрасли промышленности и энергетики.

Известен способ смешивания газа с жидкостью, который реализуется в устройстве /патент РФ N 1780821/. Способ осуществляется на вибрирующих перфорированных дисках в слое жидкости. Однако при реализации этого способа поглощение оксидов, составляющих газовые потоки от энергоустановок, недостаточно из-за малых поверхностей контакта газа с жидкостью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ смешения газа с жидкостью, осуществляемый в устройстве /патент РФ N 2002494/, в котором смешивание происходит в смачиваемом пористом фильтре, подверженном вибровоздействию. Этому способу присущи следующие недостатки, снижающие его эффективность: неполное растворение газовых компонентов в жидкости вследствие кратковременности контакта двух фаз; вскипание жидкости вследствие высокой температуры газовых потоков.

Указанные недостатки исключаются предлагаемым изобретением, которое представляет собой двухступенчатое смешивание газа с жидкостью. На первой ступени процесс осуществляется в струйном аппарате посредством пульсационной подачи для увеличения коэффициента смешения насыщенного пара, то есть пара жидкости с параметрами линии насыщения, который в процессе инжекции загрязненного потока с более низкой температурой конденсируется и поглощает в процессе конденсации отдельные компоненты газового потока. Поглощение газов конденсатом пара происходит также на перфорированных поверхностях, размещенных в диффузоре струйного аппарата коаксиально, подверженных вибровоздействию и дополнительно охлаждаемых посредством тепловых труб, оребрением одного конца которых являются указанные перфорированные поверхности. Вторая ступень служит для растворения непоглотившихся компонентов газового потока в жидкости посредством пористого фильтра - вибрирующего и смоченного жидкостью. Процесс поглощения газа жидкостью происходит в порах смачиваемого фильтра при его вибрации.

Смешивание газа с жидкостью в процессе конденсации насыщенного пара при его пульсационной подаче, последующем поглощении газа конденсатом на вибрирующих и принудительно охлаждаемых тепловыми трубами поверхностях, а также дополнительное поглощение газового потока жидкостью в пористом фильтре - эти признаки определяют новизну технического решения.

Сравнение заявленного решения с другими показывает, что использование вибровоздействия для смешивания газа с жидкостью известно.

Однако применение двухступенчатой системы и совмещение вибровоздействия с конденсацией насыщенного пара являются признаками отличия предлагаемого способа.

На чертеже схематично изображена установка, на которой реализован способ. Установка представляет собой два устройства, соединенных последовательно.

На чертеже изображен струйный аппарат 1 с рабочим соплом 2, патрубком подачи насыщенного пара 3 и патрубком подсоса (инжекции) потока газа 4, камерой смешения 5 и диффузором 6. Объем диффузора 6 заполнен коаксикально расположенными перфорированными поверхностями 7 и снабжен тепловыми трубами 8, оребрением которых на конце испарения являются перфорированные поверхности. Патрубок подачи пара 3 и диффузор 6 соединены с виброприводом 9. Во избежании передачи вибрации на подводящие трубопроводы для компенсации вибрации предназначены сильфоны 10. Отводящий трубопровод 11 предназначен для подачи непоглощенных конденсатом газов в сосуд 12 под пористый фильтр 13, соединенный с виброприводом штоком 14. Пористый фильтр 13 смачивается жидкостью посредством разбрызгивателя 15. Патрубок 16 служит для отвода остаточных газов. Трубопроводы 17 служат для сброса конденсата через вентиль 18, подачи жидкости на разбрызгиватель 15 и на химическую обработку через вентиль 19. Подпитка жидкостью осуществляется через вентиль 20.

Способ осуществляют на описанной установке следующим образом. В струйном аппарате 1 по подверженному вибровоздействию патрубку 3 подают насыщенный пар. Через патрубок 4 инжектируют растворяемый газовый поток, например отработавший газ энергоустановок с температурой ниже температуры насыщения пара. При перемешивании потоков в камере смешения 5 происходит конденсация насыщенного пара с поглощением /растворением/ компонентов газового потока образующимся конденсатом. Газожидкостный поток направляют в диффузор 6, где происходит полная конденсация пара за счет дополнительных перфорированных поверхностей 7, охлаждаемых тепловыми трубами 8, а также за счет увеличения давления потока по ходу диффузора по сравнению с давлением, соответствующим температуре насыщения. Одновременно с этим процессом происходит процесс смешения нерастворившегося газа с жидкостью, то есть на пленке конденсата, образующегося на перфорированных поверхностях 7, подверженных вибровоздействию от вибропривода 9. Вибровоздействие на тепловые трубы также интенсифицирует их работу. Конденсат с растворившимися в нем газами отводят во вторую ступень установки, а нерастворившиеся газы по трубопроводу 11 направляют в сосуд 12 под пористый фильтр 13, который смачивают жидкостью через разбрызгиватель 15. Поглощение газа жидкостью происходит в порах фильтра 13, подверженного вибровоздействию. Непоглотившийся газ отводят по патрубку 16, а жидкость при полном насыщении ее газом /контролируется по величине водородного показателя/ направляют на химическую обработку-нейтрализацию.

Формула изобретения

Способ смешивания газа с жидкостью, при котором поток газа подается под пористый фильтр, смачиваемый жидкостью и подверженный вибровоздействию, отличающийся тем, что газовый поток предварительно смешивают с пульсирующим потоком насыщенного пара в камере смешения струйного аппарата с последующей конденсацией пара, затем газожидкостный поток направляют в диффузор, где располагают перфорированные охлаждаемые тепловыми трубами и подверженные вибрации поверхности, при этом давление потока по ходу диффузора увеличивают.

РИСУНКИ

Рисунок 1