CH292404A - Einrichtung zum Mischen eines Gases mit einer Flüssigkeit. - Google Patents

Description

  



  Einrichtung zum Mischen eines Gases mit einer   FIüssigkeit.   



   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mischen eines Gases mit einer Flüssigkeit. Die Einrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine von der Flüssigkeit   durehstlönlte,    in   Strömungsriehtung    zunächst sich verengende und   anschlie#end    sieh erwei  ternde    Düse, im Bereieh deren engsten Querschnittes das Gas durch eine oder mehrere Öffnungen in der Düsenwandung annähernd   senkreeht    zur   Stromungsrichtung    der   Flüssig-    keit in die Düse eintritt, sowie durch einen an die Düse ansehliessenden Steigkanal, dessen   Stromungsquerschnitt      grö#er    ist als der   Aus-      trittsquersehnitt    der Düse.



   Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sieh insbesondere zum Auswasehen aus einem Gasgemisch eines der Bestandteile mit IIilfe einer   Absorptionsflüssigkeit,    beispielsweise zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus s Synthesegas, oder umgekehrt zum   Imprägnie-    ren einer Flüssigkeit mit einem Gas, z.   B.    zum Belüften von Wasser bei der biologisehen Reinigung von Abwasser.



   Die Erfindung ermöglieht eine innige Vermischung eines Gases mit einer Flüssigkeit und, bei entsprechender Ausbildung des Steigkanals, die   Aufreehterhaltung    des   Gas-Flüssig      keits-Gemisches    auf einer gewählten Länge seines Stromungsweges, also während einer gewünschten Zeitspanne.



   Die erfindungsgemässe Einrichtung kann mehrere Düsen aufweisen. Über den Düsen kann ein gemeinsamer Steigkanal angeordnet sein, dessen Strömungsquerschnitt   grö#er    ist als die Summe der Austrittsquerschnitte der Düsen. Die Düsen können einen das Gas füh  renden    Doppelboden des Steigkanals   durch-    setzen, und die Wandungen der Düsen können Offnungen besitzen, durch welche das Gas aus dem Doppelboden in die Düsen eintreten kann. Die Düsen können rechteckige Quersehnitte aufweisen, und in den Düsenwänden können im Bereich des engsten Querschnittes Sehlitze für den Gaseintritt vorhanden sein.



  Die Düsen können aber auch kreisförmige Querschnitte aufweisen, und in den Düsenwandungen kann an der engsten Stelle ein Ringspalt für den Gaseintritt vorhanden sein.



  Damit das Gas mit geringem Widerstand in die. Düsen eingesaugt werden kann, empfiehlt es sich, diese so auszubilden, dass jeder   Düsen-    kanal in der Strömungsrichtung zwisehen dem untern und dem obern Rand der Schlitze bzw. des Ringspaltes eine Erweiterung aufweist.



  Vorzugsweise sollte der engste Strömungsquerschnitt der Flüssigkeit in der Düse mindestens 1, 5mal   grö#er      sein als der Eintritts-    querschnitt für das Gas in die Düse, und der Strömungsquerschnitt des Steigkanals sollte mindestens 20mal grösser sein als der engste Strömungsquerschnitt der Flüssigkeit in der Düse.   Zweckmä#ig    beträgt die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im engsten Querschnitt der Düse mindestens 5 m/Sek.



   Auf der Zeichnung ist ein   Ausführungs-    beispiel des Erfindungsgegenstandes im Längssehnitt perspektivisch dargestellt, und zwar zeigt : 
Fig.   1      einen Mischturm,    in welchem aus einem Gasgemisch, z. B. aus   Lenchtgas,    ein Bestandteil, z. B.   Kohlenmonoyd,    mit Hilfe einer geeigneten Absorptionsflüssigkeit, z. B. einer   kupfersalzhaltigen    Lösung, ausgewaschen werden kann, und
Fig. 2 eine Düse des in Fig.   1    gezeigten Mischturmes in grösserem Massstab.



   Der   gezeigte Mischturm besitzt    eine Kammer 1 für die Aufnahme der durch den Stutzen 2 eintretenden, von einer nicht gezeigten Pumpe geförderten   Absorptionsflüssigkeit,    ferner einen das Gas führenden Doppelboden 3, welcher durehsetzt ist von zahlreichen parallel angeordneten, von der Absorptionsflüssigkeit durehströmten, in der Strömungsrichtung zunächst sieh verengenden und anschliessend sich erweiternden Düsen   4,    im Bereich deren engsten Querschnittes das Gas durch   Öffnun-    gen 5 aus dem Doppelboden 3 etwa senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit in die Düsen eintritt, sowie einen über allen Düsen 4 angeordneten Steigkanal 6 für das aus den Düsen 4 austretende Gas-Flüssigkeits-Gemisch.



  Das Gas gelangt in den Doppelboden 3 aus einer nicht gezeigten Quelle, durch einen Stutzen 7 und einen Ringkanal 8, weleher mit dem Doppelboden 3 durch eine ringförmige Öffnung 9 verbunden ist.



   Die Absorptionsflüssigkeit strömt mit einer Geschwindigkeit von mindestens 5 m/Sek. durch den engsten Querselmitt der Düsen   4.   



  I) abei wird infolge der Saugwirkung im engsten Querschnitt der Düsen 4 das Gas aus dem Doppelboden 3 durch die Sehlitze 5 in die Düsen 4 eingesaugt und gelangt bei der   verhältnismä#ig    hohen   Strömungsgesehwin-    digkeit der Flüssigkeit fein verteilt in dieselbe. Damit dieses Ansaugen des Gases mit möglichst geringem Widerstand vor sich gehen kann, weist, wie Fig. 2 zeigt, jeder Düsenkanal in der Strömungsrichtung zwischen den   untern    Rändern 10 und den obern Rändern 11 der Sehlitze 5 eine Erweiterung auf.

   Eine   solche durch Rückversetzung    der obern Ränder 11 der Schlitze 5 zustande kommende plötzliche Erweiterung der Düsen 4 bewirkt, dass die Flüssigkeit an den Schlitzen 5 vorbeistromt, ohne in diese einzudringen, so dass auf diese Weise eine Verminderung der Saugwirkung durch Rückstau vermieden wird.



  Um eine   mogliehst geringe Leistung für    die Förderung der Flüssigkeit aufwenden zu müssen, weist der   Austrittsdiffusor    der Düsen 4 ein Flächenverhältnis von 4 :   1    zwischen dem grössten und dem kleinsten   Quersehnitt    auf, was etwa 50% der kinetischen Energie der Flüssigkeit zurückzugewinnen erlaubt.



   Beim Austritt aus den Düsen 4 gerät das aus zahlreichen kleinen, von der Flüssigkeit umgebenen Gasblasen bestehende Gemisch, infolge der plötzlichen   Erweiterung des Stro-      mungskanals,    in starke Turbulenz, welche eine gute Durchmischung des Gases mit der Flüs  sigkeit      gewahrleistet    und das Entstehen von grösseren Gasblasen mit unerwünscht kleiner Gesamtoberfläche verhindert. Das ganze Ge  miseh    strömt im Steigkanal 6 aufwärts, wobei zwar in einiger Entfernung von den Düsen 4 die Turbulenz der Strömung allmählich abklingt.

   Sofern jedoeh die mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Steigkanal mindestens 5   cm.'Sek. beträgt, verhindern die Schub-    spannungen zwisehen der Flüssigkeit und dem Gas das Entstehen von grösseren Gasblasen, so dass das   Gas-Flüssigkeits-Gemiseh    im Steigkanal 6 stabil bleibt, das   hei#t    eine Entmischung nicht stattfindet. Dank der innigen Vermischung des Gases mit der Flüssigkeit und der   verhältnismässig grossen Gesamtober-    fläche der Gasblasen, auf die die Absorptionsflüssigkeit während längerer Zeit einwirken kann, ist es möglich, mit gutem Wirkungsgrad einen Bestandteil des Gasgemisches aus diesem abzutrennen und in die Absorptionsflüssigkeit überzuführen.

   Das von diesem Bestandteil befreite   Gasgemiseh    entweicht dann im obersten Teil des Mischturmes durch den Stutzen 12, während die nunmehr diesen Bestandteil enthaltende Absorptionsfliissigkeit durch den Stutzen 13   abflie#t.   



   Sollte die Saugwirkung im engsten Querschnitt der Düsen 4 nicht genügen, um das Gas in gewünschter Weise selbsttätig in die   Düsen 4 einzusaugen,    so kann zusätzlich noch ein Gebläse für das durch den Stutzen 7 eintretende Gas benützt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einrichtung zum Mischen eines Gases mit einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine von der Flüssigkeit durchströmte, in Strö mungsriehtung zunäehst sieh verengende lmd anschliessend sich erweiternde Düse, im Bereich deren engsten Querschnittes das Gas durch eine oder mehrere Öffnungen in der Düsenwandung annähernd senkrecht zur Stromungsrichtung der Flüssigkeit in die Düse eintritt, sowie durch einen an die Düse anschliessenden Steigkanal, dessen Strömungsquerschnitt grosser ist als der Austrittsquerschnitt der Düse.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Einrichtung naeh Patentanspruch, mit mehreren Düsen, dadurch gekennzeichnet, dass über den Düsen ein gemeinsamer Steigkanal angeordnet ist, dessen Strömungsquersehnitt grosser ist als die Summe der Austrittsquer- schnitte der Düsen.

   2. Einrichtung nach Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen einen das Gas führenden Doppelboden des Steigkanals durchsetzen und dass die Wandimgen- der Düsen Öffnungen besitzen, durch welche das Gas aus dem Doppelboden in die Düsen eintritt.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen rechteckige Querschnitte aufweisen und in den Düsenwänden im Bereich des engsten Querschnittes Schlitze fiir den Gaseint. ritt vorhanden sind.

   4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da# die Düsen kreisförmige Querschnitte aufweisen und in den Düsenwandungen im Bereich des engsten Querschnittes ein Ringspalt für den Gaseintritt vorhanden ist.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düsenkanal in Stromungsrichtung zwischen dem untern und dem obern Rand der öffnungen eine Erweiterung aufweist.

   6. Einrichtung nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der engste e Strömungsquerschnitt der Flüssigkeit in der Düse mindestens 1, 5mal grosser ist als der Eintrittsquerschnitt für das Gas in die Düse.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromungsquerschnitt des Steigkanals mindestens 20mal grosser ist als der engste Stromungsquerschnitt t der Flüssigkeit in der Düse.