CN106102854A - 用于使气体相与液态的介质接触的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提出用于使气体相与液态的介质接触的装置以及用于运行装置的方法。在此，所述液态的介质被导入到所述装置中并且部分地输送装置提升。被提升的液态的介质借助于分配机构在转动的刷子上分配。在此，通过至少一个气体入口和通风机产生从所述装置的下部的区段至所述装置的上部的区段的气体流。在所述刷子的上部的表面上分配的液态的介质通过所述刷子反向于所述气体流被引导返回到所述下部的区域中。

Description

用于使气体相与液态的介质接触的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于使气体相与液态的介质接触的装置以及用于运行所述装置的方法。

背景技术

在实际中，气体相与液态的介质的接触能够在很多领域中得到应用。例如，气体相与液体的接触能够被应用，用以从液体中分离挥发的物质。由此，一方面液体例如能够被清洁并且另一方面溶解在液体中的挥发的成分能够被收集并且例如在再处理之后能够又被应用。

挥发的成分从液体中的分离传统地能够例如通过蒸馏实现。在此，除了难以挥发的成分外还包含至少一种容易挥发的成分的液体被加热，从而容易挥发的成分的大多数被蒸发，而难以挥发的成分被保留。蒸发的、容易挥发的成分能够借助于冷却为液体由汽态被回收得到。这种蒸馏方法的缺点是必要的时间耗费和能量耗费。

备选地，挥发的成分也能够借助于固定床设备从液体中分离。在此，液体被引导通过固定床、例如填充塔。气体、例如空气以反向流通过所述固定床导入，用以实现所述挥发的成分的分离。这种布置的缺点是，在所述固定床设备处会发生由脱落的固体引起的结壳并且该设备必须耗费地消除所述结壳，用以维持设备的功能能力。

气体相与液态的介质的接触例如也能够被应用用于，以所述液态的介质湿润气体。具体地，空气例如由此能够以水来湿润，用以实现舒适的室内空调。为了在室内温度的情况下足够地湿润空气，需要较大的蒸发面，其通常不可供支配。

发明内容

为了避免所述缺点，在第一方面中提出根据权利要求1所述的装置。从属的权利要求涉及本发明的另外的有利的实施方式。根据本发明的用于使气体相与挥发的介质接触的装置包括：

-壳体，所述壳体具有下部的区域、中部的区域和上部的区域；

-至少一个气体入口；

-通风机；

-至少一个用于所述液态的介质的第一输入部；

-至少一个输出部，所述输出部布置在所述下部的区域中；

-输送装置，所述输送装置适合从所述下部的区域中提升所述液态的介质的一部分；以及

-刷子，所述刷子包括刚毛并且是能够转动的，

其中，所述至少一个气体入口和所述通风机适合于，产生从所述装置的下部的区段至所述装置的上部的区段的气体流；并且

在所述壳体的上部的区域中设置有分配机构，所述分配机构适合于，在所述刷子上分配通过所述输送装置提升的液态的介质。

在实施方式中，所述输送机构构造为阿基米德螺旋部，其中，所述刷子被安置在所述输送装置处并且利用其能够转动。备选地，所述输送装置能够包含其它泵装置。

在优选的实施方式中，所述壳体的中部的区域旋转对称地构造、特别优选地柱状地构造。

在有利的实施方式中，所述装置包括至少一个用于所述液态的介质的第二输入部。

此外，所述装置有利方式地包括至少一个驱动机构，所述驱动机构适合于驱动所述输送装置并且使所述刷子转动。

在优选的实施方式中，所述装置在中部的区域中具有至少一个朝着所述输送装置的方向凸出的部分，其如下地构造，使得其与所述刷子至少部分地发生接触。

所述刚毛优选由弹性的材料构成。在本发明的优选的实施方式中，所述刚毛具有多孔的表面。在另外的有利的实施方式中，所述装置具有空心的刚毛。所述刷子和所述输送装置在此特别有利地如下地构造，使得所述空心的刚毛至少部分地被供给有输送装置的液态的介质。

在本发明的第二方面中，提出用于利用之前说明的装置的一个使气体相与液态的介质接触的方法，所述方法包括以下的步骤：

-将所述液态的介质导入到所述装置中；

-提升聚集在所述下部的区域中的液态的介质的一部分；

-在所述刷子上分配被提升的液态的介质，其中，所述刷子旋转；

通过所述至少一个气体入口和所述通风机产生从所述装置的下部的区段至所述装置的上部的区段的气体流；以及

在所述刷子的上部的表面上分配的液态的介质通过刷子反向于所述气体流被引导返回到所述下部的区域中。

所述液态的介质通过所述输送装置到达到所述装置的上部的区域中并且借助于所述分配机构在所述刷子上缓流。利用用于所述输送装置的旋转驱动机构，所述刷子优选同时地被置于转动。缓流的液体基于重力运动返回到所述装置的下部的区域中并且在此润湿所述刷子的刚毛。所述刚毛在此用作为用于所述液态的介质的蒸发表面。

上述的输送装置以简单的方式允许挥发的成分从所述液态的介质中分离，因为所述刷子的各个刚毛由液态的介质润湿并且由此用作为用于所述液态的介质的蒸发表面。由此，非常大的表面供支配用于将挥发的成分从所述液态的介质中分离。

相比于传统的固定床设备，通过所述刚毛的弹性不发生或者仅仅很小程度地发生由脱落的固体在所述刚毛上的结壳（Inkrustierung）。通过在所述壳体的中部的区域中设置至少一个朝着所述轴的方向凸出的部分，所述刚毛能够额外地被置于运动中并且所述刷子的结壳能够进一步减少，其中，所述凸出的部分如下地构造，使得其与所述刷子至少部分地发生接触。

通过设置所述刷子以及其转动运动，被引入到所述装置中的液态的介质能够具有比例如在传统的固定床设备中高的停留时间。由此，能够实现挥发的成分从所述液态的介质中更彻底的分离。此外通过设置至少一个朝着所述输送装置的方向凸出的部分，能够由所述刚毛的运动产生来源于所述液态的介质的细微的雾，其形成了用于溶解在所述液态的介质中的挥发的成分的额外的蒸发表面。由此，挥发的成分从所述液态的介质中的分离能够被进一步改善。

同样，气体流能够借助于上述的装置有效地被湿润，因为所述刷子的各个刚毛提供较大的蒸发表面并且通过所述刷子引导的空气流能够连同自身引导蒸发的液态的介质。所述装置能够有利地应用用于以水湿润空气，用以例如产生舒适的室内空调。

通过设置所述刷子和其转动运动，引入到所述装置中的液态的介质具有长的停留时间并且被引入的气体流能够由此有效地被湿润。此外，通过设置至少一个朝着所述输送装置的方向凸出的部分能够由所述刚毛的运动产生来源于所述液态的介质的细微的雾，其形成了用于所述液态的介质的额外的蒸发表面并且由此实现所述气体具有液态的介质的更高的饱和度。

附图说明

根据本发明的装置的以及根据本发明的方法的另外的特性和优点根据接下来对具体的实施方式的说明阐述，在所述具体的实施方式中对附图进行参考。在此，附图示出根据本发明的装置的实施方式的示意性的图示。

具体实施方式

在此，在附图中示出的装置包括壳体4，所述壳体4具有下部的区域4a、中部的区域4b以及上部的区域4c。在此，所述中部的区域4b关于所述下部的区域4a和所述上部的区域4c倾斜。此外，所述壳体具有气体入口5并且在上部的端部处是敞开的，从而能够布置通风机1，用以产生从所述装置的气体入口5至上部的区域4c的气体流。例如空气、然而还有每种另外的气体或者说气体混合物能够被用作为气体。

在示出的有利的实施方式中，所述装置具有多个第一输入部9b，所述第一输入部布置在刷子8上方。由此，所述壳体4也在所述中部的区域4b中以导入的液态的介质润湿并且对于所述导入的液态的介质作为蒸发表面。此外，所述装置在所述下部的区域4a中具有用于液态的介质、例如水或者吸收剂的第二输入部9a以及输出部7。

所述刷子8安置在构造为阿基米德螺旋部的输送装置6的管6c处并且包括刚毛8a。所述刚毛8a在此优选由弹性的材料构成并且特别优选地具有多孔的表面。所述刚毛8a在此也能够是空心的。

所述阿基米德螺旋部6平行于所述装置的中部的区域4b伸延并且除了所述管6c之外包括螺杆6a和驱动轴6b，所述驱动轴能够由马达2驱动并且借助于支承件3能够转动地支承。不仅所述螺杆6a而且还有所述管6c能够由轴6b转动。通过以下方法，即所述刷子8安置在所述阿基米德螺旋部6的管6c处，所述刷子也能够转动。然而，所述输送装置没有必须构造为阿基米德螺杆。例如也能够应用包含其它泵装置的输送装置。

在所述装置根据本发明运行时，液态的介质通过所述输入部9b并且可选择地通过另外的第二输入部9a被导入到所述装置的下部的区域4a中。在第二步骤中，聚集在所述下部的区域4a中的液态的介质借助于所述阿基米德螺旋部6被提升并且供应给布置在所述壳体4的上部的区域4c中的分配机构10。所述分配机构10在此在所述刷子8的上部的表面上分配被提升的液态的介质，从而所述液态的介质基于重力通过所述刷子8被引导返回到所述下部的区域4a中。

通过所述阿基米德螺旋部6的转动运动，所述刷子8也同时被置于转动运动。此外，通过所述通风机1和所述气体入口5产生从所述装置的气体入口5至上部的区域4c的气体流。

所述刷子8的各个刚毛8a的表面由被分配在所述刷子8的上部的表面上的液态的介质润湿并且用作为用于所述液态的介质的蒸发表面。由此，在所述装置的紧凑的结构方式的情况下，所述蒸发表面相比于聚集在所述装置的下部的区域4a中的液态的介质的表面能够提高许多倍。由此，例如实现挥发的物质从所述液态的介质中更加彻底的分离。同样，所述气体流由此能够有效地以所述液态的介质湿润并且所述装置能够被应用用于湿润例如空气。

在所述刷子8转动时，所述刚毛8a在所述壳体4的中部的区域4b的表面上扫过。通过所述刚毛8a的弹性以及所述刚毛8a的连续的运动，不发生或者仅仅很小程度地发生由所述液态的介质的脱落的固体引起的、刚毛的结壳（Inkrustierung），由此用于所述装置的维护耗费相比于例如固定床设备被降低到最小。结壳能够额外地通过在所述壳体4的中部的区域4b中设置至少一个朝着所述轴6b的方向凸出的部分11而减少，因为所述凸出的部分11至少部分地与所述刷子8的刚毛8a发生接触并且额外地激励所述刚毛振动运动。通过所述刚毛8a的振动运动额外地产生所述液态的介质的细微的小雾滴，其形成用于所述液态的介质的额外的蒸发表面。

通过设置所述至少一个凸出的部分11由此实现挥发的物质从所述液态的介质中还更彻底的分离。消除挥发的物质的液态的介质基于重力运动返回到所述装置的下部的区域4a中并且能够通过所述输出部7导出。

在对湿润气体或者气体混合物的应用情况下，气体具有液态的介质的饱和度能够以该方式进一步提高。为了提高所述饱和度，加热导入到所述装置中的气体也是进一步可行的。同样，所述液态的介质能够被加热，用以有利于所述液态的介质的蒸发。

在所述装置的进一步的有利的实施方式中，所述刷子8的刷子体和所述管6c能够一件式地实施。在此，所述管6c用作为用于所述刷子8的刷子体并且所述刚毛8a直接地安置在所述管6c处。在此特别有利的是，所述刚毛8a是空心的并且所述管6c如下地构造，使得所述刚毛8a能够直接地被供给有在所述阿基米德螺旋部6中运送的液态的介质。由此，一方面在中部的区域4b中的液态的介质能够额外地被施加到壳体壁4上，由此其变成用于所述液态的介质的蒸发表面，并且另一方面，在设置所述凸出的部分11时能够产生额外的细微的小雾滴。由此，例如实现挥发的成分从所述挥发的介质中特别彻底的分离。同样，由此能够进一步提高气体或者气体混合物具有所述液态的介质的饱和度。

由所述装置的上侧面处的通风机1吹出的气体例如能够含有挥发的成分，所述挥发的成分从所述液态的介质中分离，其中，其能够被收集并且紧接着例如被处理、再应用或者清除。

同样，由所述装置的上侧面处的通风机1吹出的气体或者气体混合物能够与蒸发的液态的介质混合并且，在空气以水湿润的情况下，例如被应用用于产生舒适的室内空调。

Claims (12)

1.用于使气体相与液态的介质接触的装置，包括以下：

壳体（4），所述壳体具有下部的区域（4a）、中部的区域（4b）和上部的区域（4c）；

至少一个气体入口（5）；

通风机（1）；

至少一个用于所述液态的介质的第一输入部（9b）；

至少一个输出部（7），所述输出部布置在所述下部的区域（4a）中；

输送装置（6），所述输送装置适合从所述下部的区域（4a）中提升所述液态的介质的一部分；以及

能够转动的刷子（8），所述刷子包括刚毛（8a）；

其中，所述至少一个气体入口（5）和所述通风机（1）适合于，产生从所述装置的下部的区段至所述装置的上部的区段的气体流；并且在所述壳体（4）的上部的区域（4c）中设置有分配机构（10），所述分配机构适合于，在所述刷子（8）上分配通过所述输送装置（6）提升的液态的介质。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输送装置（6）构造为阿基米德螺旋部并且所述刷子（8）被安置在所述输送装置（6）处并且能够利用所述输送装置（6）转动。

3.根据前述权利要求任一项所述的装置，其中，所述壳体的中部的区域（4b）基本上是旋转对称的、优选地是柱状的并且所述刷子（8）能够转动地装配到所述壳体的中部的区域（4b）中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置包括至少一个用于所述液态的介质的第二输入部（9a）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述装置此外包括至少一个驱动机构（2、3、6b），所述驱动机构适合于驱动所述输送装置（6）并且/或者使所述刷子（8）转动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述装置在所述中部的区域（4b）中具有至少一个朝着所述输送装置（6）的方向凸出的部分（11），所述凸出的部分如下地构造，使得所述凸出的部分与所述刷子（8）至少部分地发生接触。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述刚毛（8a）由弹性的材料构成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述刚毛（8a）具有多孔的表面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述刚毛（8a）是空心的。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述刷子（8）和所述输送装置（6）如下地构造，使得所述刚毛（8a）至少部分地被供给有来自所述输送装置（6）中的液态的介质。

11.用于使根据权利要求1至10中任一项所述的装置使气体相与液态的介质接触的方法，所述方法包括以下的步骤：

将所述液态的介质导入到所述装置中；

提升聚集在所述下部的区域（4a）中的液态的介质的一部分；以及

在所述刷子（8）上分配被提升的液态的介质，

其中，所述刷子（8）旋转；

通过所述至少一个气体入口（5）和所述通风机（1）产生从所述装置的下部的区段至所述装置的上部的区段的气体流；以及在所述刷子（8）上分配的液态的介质通过所述刷子（8）反向于所述气体流被引导返回到所述下部的区域（4a）中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述刷子（8）与所述输送装置（6）共同地旋转。