CN102686967B - 处理气体的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于处理气体的装置和方法，该装置包括将所述气体引到起泡槽（21）的进气管道（2），以及气体缓冲鼓室（3），其经由在该鼓室（3）的板（3a）上形成的穿孔通向所述槽（21），以及浸没在位于所述槽（21）中的气体处理液体（7）中的抽吸管道（5），并且还具有连接到所述槽（21）的气室（3b）中的出气管道（8）。形成在所述鼓室（3）的板（3a）上的所述穿孔成形为喷嘴（4），该喷嘴具有相对于所述板（3a）倾斜一锐角的吹气方向（J）。该装置还包括用于排放液体（7）的阀（31）和由一板（27）分成两个腔室（22a，22b）的涡轮外壳（22），第一腔室（22a）容纳由液体涡轮（23）驱动的空气涡轮（43），该液体涡轮（23）容纳在第二腔室（22b）中并由液体射流喷嘴（26）操作。所述第一腔室（22a）通过所述出气管道（8）连接到所述槽（21），所述抽吸管道（5）经由泵（29a）连接到所述液体射流喷嘴（26），所述第二腔室（22b）连接到所述槽（21）。

Description

处理气体的方法和装置

技术领域

本发明涉及处理气体的装置和方法，所述装置包括将所述气体引到起泡槽的进气管道，以及气体缓冲鼓室（drum），其经由在该鼓室的板上形成的穿孔通向所述槽，以及浸没在位于所述槽中的气体处理液体中的抽吸管道，还具有连接到所述槽的气室中的出气管道。根据本发明的方法包括如下步骤：将气体引入所述起泡槽中，并且通过布置在通向所述气体处理槽的气体缓冲鼓室的所述板上的穿孔使所述气体在气体处理液体中起泡，排出所述气体处理液体，并且经由从所述起泡槽的气室导出的出口排出所述气体。

背景技术

在没有适当处理的情况下，来自加热系统的燃烧单元的废气具有大量的残余热量和污染环境的污染物，导致不希望发生的环境污染以及加热系统严重的热损失。已经提出了多个方案来减少这种损失。这样的一个解决方案是应用在天然气操作的加热系统中使用的冷凝单元，在该单元中，废气的蒸汽成分被冷凝并且通过冷凝回收的热量可以由热交换器重新利用。

包括引导并且实际上是使废气通过比气体具有更低温度的液体而起泡的技术方案也是公知的，其将气体的大部分热量和污染物成分留在液体中。

在专利申请JP57120087中获知了这样一种解决方案，其中由燃烧系统产生的废气被导入充满液体的槽的较低部分，从槽的较高部分连续地泵送气体，就是说气体将起泡穿过液体，同时气体的一部分热量留在液体中。在专利公报JP4244590A中披露的进一步的解决方案可以认为是上述方案的改进，其中通过喷嘴将液体喷射到液体上方的气室中，从而导致进一步的热量回收和气体净化效果，而专利申请GB1447711A披露了基于类似操作原理的一种以上液体的使用。在专利公报DE 10238229A1中披露了另一种类似的解决方案。这些方案使用多个但是至少两个电泵来建立一方面用于使气体起泡以及另一方面来循环热交换液体所需的压差。

但是，在上面提到的已知的废气起泡处理方案的实施中存在多个问题，最重要的问题是利用废气中含有的热量以及过滤由气体携带的固体、液体和气体污染物方面存在局限性，这两方面在环境保护方面变得越来越重要。

当使高温气体起泡通过一定质量的液体时，如果液体的温度达到大约40℃的温度，那么气体蒸汽的液体含量会显著增加（例如在水作为液体的情况下，气体的蒸汽含量）。这种过度的蒸汽形成率限制了热量接收液体的可用温度，一方面是因为由气体引入液体中的大部分热能作为蒸汽排出热交换器，另一方面一定质量液体的体积损失要求连续供应。通过串联多个起泡热交换器单元不能解决该问题，因为尽管后续的起泡单元会分离产生的蒸汽，但是由于蒸汽的大量热量，热交换器中的液体的温度短时间内变得和在前面的槽中一样高，从而也在所述槽中经历大量的蒸汽产生。

我们的实验显示，根据现有技术的以上方案不能显著提高热量重新利用的效率，因为这些装置在短时间内被加热到所述临界温度之上，烟气的大部分热量作为蒸汽离开。此外，它们的生产和操作成本较高，首要原因是使用了辅助装置（例如电泵）。

在过滤技术领域，存在许多以过滤废气中的气体、固体和液体形式的污染物而被熟知的装置，这些装置一般使用固体过滤器，但是这些过滤器的效率由于其与污染物的快速浸渍而持续降低，并且清洁过滤器成本高，程序复杂。在许多情况下，过滤器只有完全更换才能导致合适清洁效果的恢复。

过滤领域中的其它主要解决方案是静电过滤。具有甚至极大效力的已知的静电过滤器不能过滤所有的物质并且建造和使用成本非常昂贵。

上文描述的起泡工艺也具有高价值的过滤可能性。但是，上文的现有技术的方法/装置仅能够过滤源于燃烧气体的烟气。在含有固体材料的任何烟气的情况下，应用根据现有技术的方案（如起泡）的这些装置短时间内会阻塞，因此变得没有用处，这些方案不能或几乎不能过滤包含在烟气中的固体。

吸收气体的装置（吸收器）的操作也具有缺点。在许多情况下，这些装置通过具有大功率需求的涡轮机或压缩机来应用起泡工艺，所述起泡工艺使要被竖直地吸入到吸收剂液体中的气体起泡，因此这些工艺是昂贵的并且由于竖直起泡所以效率很低。

考虑其它不同的过滤技术，例如雾化涤气器、封装吸收器、卷曲和旋转涤气器、板式塔、文氏管涤气器，可以说应用/安置这些装置是非常昂贵的和/或是受限的，这是因为过滤器的阻塞、由低效率和/或清洁而导致的大尺寸和/或这些工艺的功率需求。（来源：http://levegotisztasagvedelem.dunatec.com/hun）

因此，本发明的目的是克服上文提到的方案的缺点，提供这样的方法和装置，即，所述方法和装置适于以低成本和高效率通过蒸汽/气体/烟气与热交换液体之间的热交换来重新利用蒸汽/气体和烟气的可用热量，同时去除来自于燃烧设备的烟气的会污染环境的固体、液体和气体，所述方法和装置同时还避免了在起泡期间炭黑、焦油和其它污染物在所述装置的壁上的沉积。

本发明的又一个目的是增强气体在液体中的吸收效率。

此外，本发明的目的是通过具有低功率需求和低噪音水平的简单可靠的解决方案来提供起泡所需的抽吸作用。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种用于处理气体的装置和方法达到的，所述装置包括将气体引到起泡槽的进气管道，以及气体缓冲鼓室，该鼓室经由在该鼓室的板上形成的穿孔通向所述槽，以及浸没在位于所述槽中的气体处理液体中的抽吸管道，并且还具有连接到所述槽的气室中的出气管道。形成在所述鼓室的板上的所述穿孔成形为喷嘴，所述喷嘴具有相对于所述板倾斜一锐角的吹气方向，该装置还包括用于排放液体的阀，所述进气管道连接到气体缓冲鼓室，该装置包括由一板分成两个腔室的涡轮外壳，第一腔室容纳由液体涡轮驱动的空气涡轮，该液体涡轮容纳在第二腔室中并由液体射流喷嘴操作，所述第一腔室通过所述出气管道连接到所述槽，所述抽吸管道经由泵连接到所述液体射流喷嘴，所述第二腔室连接到所述槽。

有利地，沿着在所述鼓室的所述板上绘出的至少一个圆的外周布置多个喷嘴，所述喷嘴具有相对于所述板倾斜一锐角的吹气方向。

每个喷嘴的吹气方向向量基本在随后的喷嘴的方向上延伸，并且在与所述圆的局部切线交叉且垂直于所述鼓室的所述板的平面内，或者所述方向向量在随后的喷嘴与位于相邻圆上的喷嘴之间的方向上延伸。

所述喷嘴在所述板上沿着同心圆布置并且彼此间隔开相等的距离。

所述空气涡轮和所述液体操作涡轮通过支承轴连接。

所述空气涡轮和所述液体涡轮通过滑动支承轴连接，其滑动支承是通过在所述液体涡轮与一壳体之间流动的高压的气体处理液体形成的。

所述板和所述鼓室是由隔热材料制成的，和/或通过优选地包括沥青和/或硅树脂的隔热涂层提供。

所述装置设有热量使用单元。

所述出气管道被引导通过由来自外部源的冷却剂供应的至少一个冷却块，所述冷却块流体连接到冷却剂缓冲容器，所述缓冲容器通过控制阀连接到所述槽。

所述第二腔室包括所述槽的内部气室，所述板是所述槽的壁，以及

所述气体处理液体包括水。

为了达到本发明的目的，提供了一种处理气体的方法，包括以下步骤：将所述气体引到起泡槽，通过形成在气体缓冲鼓室的板上的穿孔使所述气体到气体处理液体中起泡，排出所述气体处理液体，以及通过连接到所述槽的气室中的出气管道抽吸所述气体，使所述气体在所述处理液体中起泡，然后通过形成在所述鼓室的所述板上的具有相对于所述板倾斜一锐角的吹气方向的喷嘴进入所述槽的气室，通过容纳在涡轮外壳的第一腔室中的由液体涡轮驱动的空气涡轮从所述槽的气室抽吸所述气体，所述液体涡轮容纳在通过一板分成两个腔室的所述涡轮外壳的第二腔室中，同时通过所述液体涡轮操作所述空气涡轮，以便将从所述槽排出的所述气体处理液体泵送到驱动所述液体涡轮的射流喷嘴上，然后引导所述气体处理液体回到所述槽。

根据本发明的所述方法包括以下步骤：使所述气体在所述处理液体中起泡，然后通过多个喷嘴进入所述槽的气室，所述多个喷嘴具有相对于所述板倾斜一锐角的吹气方向，并且沿着在所述鼓室的所述板上绘出的至少一个圆的外周布置。

每个喷嘴的吹气方向向量优选地基本在随后的喷嘴的方向上延伸，并且在与所述圆的局部切线交叉且垂直于所述鼓室的所述板的平面内，或者所述吹气方向向量在所述随后的喷嘴与位于相邻圆上的喷嘴之间的方向上延伸，并且在所述板上沿着同心圆彼此间隔开相等的距离来布置所述喷嘴。

根据该方法，使用由隔热材料制成的和/或由优选地包括沥青和/或硅树脂的隔热涂层提供的板和鼓室。

优选地，所述出气管道被引导通过由来自外部源的冷却剂供应的至少一个冷却块，将所述冷却块流体连接到通过控制阀通向所述槽的冷却剂缓冲容器，以及使所述气体处理液体循环通过热量使用单元或热交换器。

附图说明

现将参照附图通过优选实施方式来详细描述本发明。在这些图中：

图1示意性示出了根据本发明的装置的优选实施方式，

图2是根据本发明的所述装置的起泡板的顶视图，其中喷嘴沿着六个同心圆布置，

图3是沿着图2的线A-A的喷嘴的截面视图，

图4是沿着图3的线B-B的喷嘴的截面视图，

图5是由用在根据本发明的装置中的液体涡轮和射流喷嘴驱动的空气涡轮的侧视图，

图6是图5中示出的由液体涡轮和射流喷嘴驱动的空气涡轮的顶视图，

图7是图3和4中示出的起泡喷嘴的透视图，

图8是根据本发明的装置的另一种优选实施方式，其中第二腔室包括所述槽的内部气室，热量使用单元包括热交换器，并且所述装置由冷凝热交换器提供，

图9是根据本发明的装置的另一种优选实施方式，其中热量使用单元包括散热器，涡轮外壳的第二腔室包括起泡槽，

图10示出了根据本发明的装置的另一种优选实施方式，其中在涡轮外壳中，两个分隔板在它们之间限定了第一腔室，在这些板的上方和下方限定了第二腔室，

图11示出了根据本发明的装置的另一种优选实施方式，其适于在不重新利用气体的热量的情况下，从气体中去除气态/固态/液态污染物，以及

图12是根据本发明的装置的优选实施方式，其适于空气加热。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的用于处理气体的装置的一个优选实施方式。装置38适于去除气体中的气体、固体和液体形式的污染物，有效和可靠地重新利用气体（在此实施方式中例如为烟气）的热量，并且利用从伴随着气体的产生和/或吸收而进行的放热过程中获得的热量。可以在图1中看出，在此实施方式中，气体处理装置通过包含热量使用单元34（例如散热器）的热量使用环路来提供。但是，根据本发明的装置甚至被用于增加所有类型的热系统和/或通过液体过滤的和/或吸收设备的操作效率，其处理气体、废气和/或液流或者这些物质被产生（图11）。根据本发明的装置包括将所述气体38引到起泡槽21的进气管道2，还包括出口管道25。（在此实施方式中从下方）通向所述槽21的气体缓冲鼓室3具有优选地构成所述槽21的底部的板3a，但是全部鼓室3可以位于所述槽21的内部，如可以在图8和9中看出的。在所述鼓室3的所述板3a上，穿孔成形为至少一个但是优选地是多个喷嘴4，这些喷嘴4具有相对于所述板3a倾斜一个锐角α的吹气方向J。每个喷嘴4的吹气方向J向量基本在随后的喷嘴4的方向上延伸，并且在与所述圆的局部切线交叉且垂直于所述鼓室3的所述板3a的平面上。优选的是，所述向量在随后的喷嘴4与位于邻近的圆上的喷嘴4之间的方向上延伸。通过这种布置，从喷嘴4流出并分裂成气泡的废气38在位于槽21中的气体处理液体7中形成涡流，所述气体处理液体的液面在所述板3a上方。向上到达处于涡流中的液体7的表面的气体38的气泡的卷曲路径比直线长，因此增加了热交换和/或过滤/吸收的时间周期。与形成竖直上升的气泡线的气体界面（gas sphere）相比，以这种方式分散的气泡通过更大的表面与气体处理液体7接触。

浸没在气体处理液体7中的抽气管道5位于所述槽21中，如图1中所示。与喷嘴4的吹气方向J相比优选地具有相反方向的孔6形成在抽气管道5上，因此还增强了通过这些孔6排到抽气管道5中的液体7的回旋。抽气管道5连接到排出气体处理液体的循环泵29，可以在热量使用单元34中使用液体7的热量，然后将所述液体供应到容纳在涡轮外壳22的第二腔室22b中的液体射流喷嘴26中，所述涡轮外壳22由板27分成第一腔室22a和第二腔室22b。涡轮外壳22的第一腔室容纳空气涡轮43，所述空气涡轮43由容纳在第二腔室22b中的液体涡轮23驱动，所述液体涡轮23由也容纳在第二腔室22b中的所述液体射流喷嘴26操作。所述空气涡轮43和所述液体涡轮23例如通过被支承（journaled）在所述板27中的支承轴T彼此连接，或者涡轮外壳22由包括两个板27的壳体44分成两个腔室22a、22b，以便在这些板27之间形成腔室22a，并且在包括这些板27的壳体的上方和下方形成腔室22b（图10）。在一个优选的实施方式中，当气室3b包括腔室22b并且所述槽21本身包括涡轮外壳22时，涡轮外壳22可以完全布置在所述槽21的气室3b中。在腔室22b中，液体涡轮23布置在轴T的两端，空气涡轮43布置在腔室22a中，它们由穿过所述板27的轴T彼此连接。在图10中示出的此实施方式中，穿过界限板27的轴T没有在板27中被支承，而是液体涡轮23被接纳在壳体27a中。在壳体27a上形成分别用于射流喷嘴26、26a和轴T的开口。射流喷嘴26a放置在液体涡轮的与轴T相对的一侧并且与轴T对准。在操作期间，从射流喷嘴26、26a流出的液体7在所述壳体27a与液体涡轮23之间的间隙27b中形成高压液体7薄膜，其作为滑动支承将液体涡轮23支承在轴T上，同时从射流喷嘴26流出的气体处理液体7驱动液体涡轮23。液体7通过例如轴T旁边的开口45离开所述壳体27a。

通过泵29循环并从射流喷嘴26出来的气体处理液体7驱动液体涡轮23，液体涡轮23通过轴T驱动空气涡轮43。空气涡轮43通过连接到槽21的管道8形成抽吸作用，该抽吸作用对于沿着管道8传送气体38以及抽吸气体38通过液体7是必要的，因为第一腔室22a连接到经由开口40离开槽21的管道8。如在图中可以很好地观察到的，可以省去用于传送和抽吸气体38的昂贵并且噪音大的电动马达，因为该目的可以通过泵29和空气涡轮43容易地达到。

管道8中的气体38的湿气被部分冷凝，并且优选地经由管道20和存水坑（trap）19回到槽21。气体处理液体7从腔室22b经由管道24进入槽21。在其最低点处，管道8由虹吸管30的排放管31提供，如果通过操作性抽吸作用在气体缓冲鼓室3与槽21之间形成的压差得到释放，则可以通过该排放管31移除由冷却块11中溢出的液体移动的受污染的水以及聚集的冷凝物。在利用废气的情况下，受污染液体中的废气不会不可控地污染环境，而是可以通过本领域技术人员公知的合适的工艺对它们进行处理。

图2是从顶部限定根据本发明的装置的气体缓冲鼓室的起泡板3a的顶视图，其上布置有喷嘴4。气体38以足够高的速度在由箭头N绘出的方向上通过具有喷嘴4的板3a流入布置在鼓室3周围以及板3a上方的气体处理液体7中，从而通过气泡在液体7中产生卷绕运动。在大约20m³/h的烟气流并且总横截面积为2000-3000mm²的喷嘴4（即具有1.87-2.8m/s的流动速度（见实例））的情况下，流动条件是足够的。对于小于1.87m/s的流动速度，涡流太慢，即效率降低，但是在2.8m/s以上的流动速度的情况下，气泡聚集并且因此形成的巨大气泡会冲撞气体处理液体7。在穿孔板3a上方实现流动期间，在喷嘴4后面将形成另外的真空，从而降低了对于建立起泡过程必要的压差的生产成本，此外，作用到气泡上的剪切效果减小了其尺寸，从而增加了在起泡期间发生的物理/化学过程的效率。在图2示出的优选实施方式中，喷嘴4沿着在鼓室3的板3a上画出的同心圆布置。箭头N绘出了涡流运动的方向。根据气体缓冲鼓室3的实际形状，板3a可以形成为除了圆以外的形式，如正方形、长方形或多边形，喷嘴4可以沿着除了圆之外的曲线布置或者任意布置。

图3是沿着图2的线A-A的喷嘴的截面视图。喷嘴4优选地以这样的方式成形，即，在其上壁4a与下壁4b之间形成管道，该管道相对于板3a的表面倾斜一个锐角α，因此，喷嘴4的吹气方向J相对于板3a也倾斜该锐角α。

图4是沿着图3的线B-B的喷嘴的截面视图。喷嘴4具有圆滑的（round）形状，例如圆形，如也可以在图7中看出的。已经发现，此形状使得更少的气泡生成并且气泡更快速破裂，这样增加了气体38与液体7之间的热交换/过滤/吸收表面，并且防止了喷嘴4阻塞。

在现有装置中对燃烧非气态燃烧物产生的烟气38气泡的情况下，由于在具有数百℃的烟气与放置在起泡板3a的另一侧上并且具有低得多的温度的热交换液体7之间存在巨大的温度差，所以在所述板3a的两（热和冷）侧上均发生炭黑、焦油和其它污染物的过度沉积。由于这些沉积，用于起泡的开口被堵塞，热交换停止。因此，根据本发明，必要的话气体缓冲鼓室3和上部板3a的表面应由隔热涂层提供，该涂层有利地包含基于沥青的染料或者优选地硅橡胶涂层。焦油和炭黑从这些类型的涂层上合适地剥落或者甚至不会沉积。因此，槽21中的热交换唯一发生在气体38的气泡与液体7之间。烟气38（蒸汽/气体）通过连接到起泡槽21的气室3b的出口管道8出来。

在图5和6中可以看出，通过泵29a循环并进入射流喷嘴26的气体处理液体7驱动液体涡轮23，液体涡轮23继而通过轴T致动空气涡轮43。因此，空气涡轮43产生在管道8中引导气体/蒸汽/烟气38以及抽吸该气体38通过气体处理液体7所需的抽吸作用，因为第一腔室22a连接到从槽21出来的管道8中。如可以在图中很好地看出的，不再需要有噪音的并且昂贵的电动马达来传送和抽吸气体38，因为该目的可以通过上文披露的泵29a和空气涡轮43解决。

从涡轮外壳22出来的气体处理液体7经由第二腔室24a的管道24排回到所述槽21。如果有必要可以移除和稀释一部分受污染的液体7。

如上所述，根据本发明提供了起泡喷嘴4并且在图7中示出，起泡的气体38通过该起泡喷嘴使气体处理液体7形成涡流，从而导致在延长的时间周期内发生的直接接触期间的有效的热交换/过滤/吸收，此外，起泡板3a和鼓室3的表面由具有增加的隔热和抗沉淀性能的涂层提供或者由具有这些性能的材料制成，从而在起泡和阻止形成沉淀的情况下增加了效率。

在图8中示出的适于利用热烟气38的热量的优选实施方式中，经由管道8从槽21出来的烟气和蒸汽的混合物不直接进入涡轮外壳22，而是首先进入冷却块11，冷却块11优选地是在涡轮外壳22的上部并且布置在槽21与涡轮外壳22之间并且沿着管道8布置，在冷却块中，残留在混合物中的大部分热量将传递到冷却剂10中，该冷却剂优选地是水，其在冷却块11中循环。包含在烟气38中的大部分蒸汽将被冷凝并经由虹吸管19和管道20返回到槽21，同时在冷却块11的次级回路中循环的冷却剂10（例如水）的温度增加到蒸汽的温度。具有增加的温度的冷却剂10经由溢流管13排入缓冲器14中，同时其体积优选地通过水供应连接机构18用水补充。缓冲槽14经由阀16连接到起泡槽21，该阀16将具有高温的冷却剂10以受控方式排到所述槽21中。相应地，通过控制阀17进入冷却块11的次级回路的水量足以补充气体处理液体7的损失。以这样的方式可以通过本领域技术人员公知的控制设备（在图中未示出）控制/保持槽21中的液体7的液面，条件是该控制设备根据气体处理液体7的液面的变化控制在阀17处进入的水的体积。此外，缓冲槽14的另一个作用是，在周期性操作的燃烧设备42以及根据本发明的装置的操作性暂停到其重新启动的时间周期内，存放通过烟气/蒸汽混合物在冷却块11中加热的冷却剂10。

在图12示出的优选实施方式中，在燃烧空气进入燃烧设备42的燃烧室36之前，冷却块的次级回路由燃烧设备42的燃烧空气而不是冷却剂10供应。在该实施方式中，冷却块是气体-气体热交换器46，进入的空气由标号46a表示，出来的空气由46b表示。具有这种形式的装置适于作为直接加热要被加热的室的空气的热空气加热器操作或者预加热燃烧空气。在该实施方式中，水供应连接机构18和控制阀17布置在槽21的底部。

在第一次启动该装置之前，缓冲槽14是空的。通过同时打开阀16和17，冷却剂10进入起泡槽21，从冷却块11溢出的冷却剂10流过缓冲槽14，或者通过打开阀17可以填充缓冲槽，然后将阀17关闭，通过打开阀16，冷却剂10进入所述槽21。然后可以通过阀17使冷的冷却剂10流入冷却块11中，冷却剂溢入缓冲槽14中，再次启动所述装置所需的预加热的温的冷却剂10被存放在缓冲器14中。在冷却块11中几乎完美冷凝的烟气/蒸汽混合物的液体成分经由虹吸管19和管道20返回到起泡槽21。因此，在所述装置中起泡/循环例如3-4升的气体处理液体7的情况下，液体7的量每小时增加1升，其在与新鲜水混合之后稀释了可能排到下水道的受污染的液体7。受污染的气体处理液体7的排放可以经由连接到虹吸管30的排放管道31进行。在根据本发明的气体处理装置停止时，空气涡轮43也停止，在槽21中建立的真空消失，从而液体7经由喷嘴4和气体缓冲鼓室排回到烟气抽吸管道2，并且经由布置在管道2的最低点处的虹吸管30的排放管道31进一步排放到下水道网络。

因此，如果需要的话，存储在冷却块11的次级回路中的加热的冷却剂10可以在装置随后启动时回到槽21中。这样，可以解决保持气体处理液体7的污染物水平所必需的新鲜液体的几乎没有热量损失的供应。尽管在图中仅示出了一个冷却块11，但是在本发明的优选实施方式中可以沿着烟气出口管道8相继应用多个块11。

在图8中还示出，在本发明的一个优选实施方式中，涡轮外壳22与起泡槽21成一体，即，槽21的内部气室包括涡轮外壳的第二腔室22b，即，第二腔室22b与槽21相同，板27是槽21的壁21a。该解决方案具有的优点是，根据本发明的装置更紧凑并且具有进一步减小的噪音水平和热量损失。

图8中示出的装置的实施方式与图1中的实施方式的区别在于，热量使用单元34是中间热交换器32。在图中示出了燃烧设备42由包括另外的热量使用单元的热量使用回路提供，所述另外的热量使用单元例如为散热器，如锅炉操作的传统加热系统。因此，通过泵29a在所述散热器中循环的介质在预热状态下进入燃烧设备。

在通过根据本发明的装置实现的方法期间，将来自燃烧设备42的大量的烟气38经由在槽21的底部形成的烟气入口和抽气管道2被引导到起泡槽21，直接到达布置在槽21的下部的气体缓冲鼓室3。气体缓冲鼓室3优选地浸没在放置在槽21中的气体处理液体7中，气体38进入气体处理液体7中，然后通过在鼓室3的板3a上形成的具有相对于所述板3a倾斜锐角α的吹气方向J的喷嘴4进入槽21的气室3b，然后气体38向上在气体处理液体7的表面的方向上分裂成气泡流，从而将其大部分热量传递给气体处理液体7。由于所述的倾斜的吹气方向J，形成在板3a上的喷嘴4在气体处理液体7中产生涡流。涡流延长了上升的气泡在液体7中的驻留时间，从而气泡的大部分热量/固体/液体/气体污染物成分传递到气体处理液体7中，然后从液体7的表面出来，通过抽气管道8抽出冷却的烟气和蒸汽混合物。

对于根据本发明的方法，气体38必须借助于足够的压力差通过根据本发明的装置，以便减少其热量和污染物含量。该压力差是通过上文披露的空气涡轮43建立的。

在将烟气/蒸汽混合物的大量残余热量排出之后，混合物从冷却块11的主要回路出来，通过布置在涡轮外壳22中的空气涡轮43的抽吸作用经由管道12进入涡轮外壳22，然后经由出口管道25通过烟囱1排放。

因此，根据本发明的方法和装置优选地使用图5和6中示出的由自由射流液体涡轮23操作的空气涡轮43，从而导致转子质量的显著下降并且省略了冷却的需要。为了操作该自由射流液体涡轮23，可以应用以每分钟比电驱动部件显著更少的转数转动的泵29a，其功率消耗和操作噪音水平比适于驱动空气涡轮的以高转速操作的电动马达低的多。该解决方案还可以应用于通过产生高压力的设备来循环液体的装置。

在图9中示出了本发明的又一个优选的实施方式，其通过结合图1和图8的实施方式实现了根据本发明的最紧凑的装置。

在图12示出的优选实施方式中，在燃烧空气进入燃烧设备42的燃烧室36之前，冷却块的次级回路由燃烧设备42的燃烧空气而不是冷却剂10供应。在该实施方式中，冷却块是气体-气体热交换器46，进入的空气由标号46a表示，出来的空气由46b表示。具有这种形式的装置适于作为直接加热要被加热的室的空气的热空气加热器操作或者预加热燃烧空气。在该实施方式中，水供应连接机构18和控制阀17布置在槽21的底部。

在根据本发明的装置的一个优选实施方式（图中未示出）中，气体-气体热交换器在涡轮外壳22与冷却块11之间插入。进入燃烧设备42的燃烧空气可以通过进一步冷却气体38并冷凝其残余蒸汽成分的该热交换器，并且进入燃烧设备42的燃烧空气可以被进一步加热。自然地，来自该热交换器的冷凝物还可以排回到槽21中，但是其排放是必须的、不可避免的。

可以在冷却块11之前和之间建立类似的气体-气体热交换器，其关于进入燃烧设备42的燃烧空气串联连接，从而使得冷却空气从更冷的单元到更热的单元循环，然后进入燃烧设备42。

根据本发明的装置可以实现几乎完美的热量重新利用，并且清洁了烟气/蒸汽/气体中的对环境有害的材料，将气体高效吸收到液体中，并且有效减少了气体中的液体成分。

实例

执行30分钟的测试，以20m³/h的体积流量将烟气导入起泡槽21中，该烟气然后在气体处理液体7的温度（即大约75℃）下进入冷却块11，然后以22-25℃的温度流入涡轮外壳22中，然后排放。总的喷嘴4横截面积是2000-3000mm²，即，可接受流速为1.87-2.8m/s的流动形式。

因此，本发明的主要优点是克服了上文提到的方案的缺点，提供了适于以低成本和高效率通过蒸汽/气体/烟气与热交换液体之间的热交换来重新利用蒸汽/气体和烟气的可用热量的方法和装置，同时从燃烧设备的烟气中移除了污染环境的固体、液体和气体，同时在起泡期间避免炭黑、焦油和其它污染物在装置的壁上沉积，并且增强气体在液体中的吸收效率，并通过具有低功率需求和低噪音水平的简单可靠的解决方案提供了起泡所必需的抽吸作用，减小了因故障和维修导致的成本，提供了低成本的有效的过滤/吸收工艺。

Claims (18)

1.一种用于处理气体的装置，该装置包括将所述气体(38)引到起泡槽(21)的进气管道，以及气体缓冲鼓室(3)，该鼓室(3)经由在该鼓室(3)的板(3a)上形成的穿孔通向所述槽(21)，以及浸没在位于所述槽(21)中的气体处理液体(7)中的抽吸管道(5)，并且还具有连接到所述槽(21)的气室(3b)中的出气管道(8)，其特征在于，形成在所述鼓室(3)的板(3a)上的所述穿孔成形为喷嘴(4)，所述喷嘴(4)具有相对于所述板(3a)倾斜一锐角(α)的吹气方向(J)，该装置还包括用于排放液体(7)的阀(31)，所述进气管道(2)连接到气体缓冲鼓室(3)，并且，

该装置包括由一板(27)分成两个腔室(22a，22b)的涡轮外壳(22)，第一腔室(22a)容纳由液体涡轮(23)驱动的空气涡轮(43)，该液体涡轮(23)容纳在第二腔室(22b)中并由液体射流喷嘴(26)操作，所述第一腔室(22a)通过所述出气管道(8)连接到所述槽(21)，所述抽吸管道(5)经由泵(29a)连接到所述液体射流喷嘴(26)，所述第二腔室(22b)连接到所述槽(21)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，沿着在所述鼓室(3)的所述板(3a)上绘出的至少一个圆的外周布置有多个喷嘴(4)，所述喷嘴(4)具有相对于所述鼓室(3)的所述板(3a)倾斜一锐角(α)的吹气方向(J)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个喷嘴(4)的吹气方向(J)的向量基本朝着随后的喷嘴(4)的方向延伸，并且在与所述圆的局部切线交叉且垂直于所述鼓室(3)的所述板(3a)的平面内，或者在随后的喷嘴(4)与位于相邻圆上的喷嘴(4)之间的方向上延伸。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述喷嘴(4)在所述鼓室(3)的所述板(3a)上沿着同心圆布置并且彼此间隔开相等的距离。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述空气涡轮(43)和所述液体涡轮(23)通过支承轴(T)连接。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述空气涡轮(43)和所述液体涡轮(23)通过滑动支承轴(T)连接，所述滑动支承轴(T)的滑动支承是通过在所述液体涡轮(23)与一壳体(27a)之间流动的高压的气体处理液体(7)形成的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述鼓室(3)的所述板(3a)和所述鼓室(3)是由隔热材料制成的，和/或通过包括沥青和/或硅树脂的隔热涂层提供。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，设有热量使用单元(34)。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述出气管道(8)被引导通过由来自外部源的冷却剂(10)供应的至少一个冷却块(11)，所述冷却块(11)流体连接到冷却剂(10)的缓冲容器(14)，所述缓冲容器(14)通过控制阀(16)通向所述槽(21)。

10.根据权利要求中1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述槽(21)的内部气室包括所述第二腔室(22b)，用于将涡轮外壳(22)分成两个腔室(22a，22b)的所述板(27)是所述槽(21)的壁(21a)。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述气体处理液体(7)包括水。

12.一种用于处理气体(38)的方法，包括以下步骤：将所述气体(38)引到起泡槽(21)，通过形成在气体缓冲鼓室(3)的板(3a)上的穿孔使所述气体(38)在气体处理液体(7)中起泡，排出所述气体处理液体(7)，以及通过连接到所述槽(21)的气室(3b)中的出气管道(8)抽吸所述气体(38)，其特征在于，使所述气体(38)在所述处理液体(7)中起泡，然后通过形成在所述鼓室(3)的所述板(3a)上的具有相对于所述板(3a)倾斜一锐角(α)的吹气方向(J)的喷嘴(4)进入所述槽(21)的气室(3b)，并且，

通过容纳在涡轮外壳(22)的第一腔室(22a)中的由液体涡轮(23)驱动的空气涡轮(43)从所述槽(21)的气室(3b)抽吸所述气体(38)，所述液体涡轮(23)容纳在通过一板(27)分成两个腔室(22a，22b)的所述涡轮外壳(22)的第二腔室(22b)中，同时通过所述液体涡轮(23)操作所述空气涡轮(43)，以便将从所述槽(21)排出的所述气体处理液体(7)泵送到驱动所述液体涡轮(23)的射流喷嘴(26)上，然后引导所述气体处理液体(7)回到所述槽(21)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使所述气体(38)在所述处理液体(7)中起泡，然后通过多个喷嘴(4)进入所述槽(21)的气室(3b)，所述多个喷嘴(4)具有相对于所述鼓室(3)的所述板(3a)倾斜一锐角(α)的吹气方向(J)，并且沿着在所述鼓室(3)的所述板(3a)上绘出的至少一个圆的外周布置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将每个喷嘴(4)的吹气方向(J)的向量布置成基本在随后的喷嘴(4)的方向上延伸，并且在与所述圆的局部切线交叉且垂直于所述鼓室(3)的所述板(3a)的平面内，或者所述吹气方向(J)的向量在随后的喷嘴(4)与位于相邻圆上的喷嘴(4)之间的方向上延伸。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述鼓室(3)的所述板(3a)上沿着同心圆并彼此间隔开相等的距离来布置所述喷嘴(4)。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于，使用由隔热材料制成的和/或由包括沥青和/或硅树脂的隔热涂层提供的鼓室(3)和该鼓室(3)的板(3a)。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，引导所述出气管道(8)通过由来自外部源的冷却剂(10)供应的至少一个冷却块(11)，并将所述冷却块(11)流体连接到冷却剂(10)的缓冲容器(14)，所述缓冲容器(14)通过控制阀(16)通向所述槽(21)。

18.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于，使所述气体处理液体(7)循环通过热量使用单元(34)或热交换器(32)。