DE1425879A1

DE1425879A1 - Method and device for atomizing a liquid and for intimately mixing the same with a gas

Info

Publication number: DE1425879A1
Application number: DE19651425879
Authority: DE
Inventors: Giovanni Imbergamo; Paola Tavoletti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-02
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1968-11-28
Also published as: CH436222A; FR1461788A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben einer FlUssigkeit und zum innigen Mischen derselben mit einem Gas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerstäuben einer Flüssigkeit und zum innigen Mischen derselben mit einem Gas, und zwar unter Verwendung einer speziell zu diesem Zweck konstruierten Vorrichtung, mit der sowohl die Zerstäubung der Flüssigkeit in unendlich viele Teilchen als auch die gleichmäßige Verteilung dieser Teilchen in dem Gas erzielt wird. Method and device for atomizing a liquid and for intimate mixing of the same with a gas The invention relates to a method for Atomizing a liquid and mixing it intimately with a gas, and using a device specially designed for this purpose, with which both the atomization of the liquid into an infinite number of particles as well the uniform distribution of these particles in the gas is achieved.

Je grdßer die Anzahl der Teilchen ist, in die die FlUssigkeit aufgeteilt wird, desto größer wird auch die Gesamtoberfläche der Flüssigkeit, die im Arbeitsraum der Vorrichtung mit dem Gas in Berührung gebracht werden kann. Für das Verfahren gemäß der Erfindung sowie für die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gibt es insbesondere in der Industrie zahlreiche verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Nur einige davon sollen im folgenden beispielsweise erwähnt werden. The greater the number of particles into which the liquid is divided the larger the total surface of the liquid that is in the working area the device can be brought into contact with the gas. For the procedure according to the invention and for the device for carrying out this method there are numerous different possible uses, particularly in industry. Only a few of these will be mentioned in the following as an example.

Das neue Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo zwischen der Masse eines Gases und der einer Flüssigkeit ein unmittelbarer (Wärme-und/oder Stoff-)Austausch durch deren Trennoberfläche hindurch stattfinden soll, wie es beispielsweise in Adsorptionssäulen oder Destillationskolonnen mit Raschigringen oder Platten der chemischen Industrie beim Wärmeaustausch u.dgl. der Fall ist. The new process can be used anywhere between the mass of a gas and that of a liquid an immediate (heat and / or Substance) exchange should take place through the separation surface, as it is for example in adsorption columns or distillation columns with Raschig rings or plates of the chemical industry in the case of heat exchange and the like.

Zwei Anwendungsgebiete, denen besondere Bedeutung zukommt, sind die Eliminierung schädlicher Gase und die industrielle Entstaubung. Two areas of application that are of particular importance are Elimination of harmful gases and industrial dedusting.

Im letzteren Fall enthält das zu entstaubende Gas Feststoffteilchen in Suspension, die im Innern des Arbeitsraums der Vorrichtung auf die Flüssigkeitsteilchen (im allgemeinen Wasserteilchen) prallen, von denen sie aufgenommen werden. Anschließend kommt das Gas in einen Tropfenabscheider (gewöhnlich eine Trennschleuder), aus dem es von der Flüssigkeit getrennt und damit gleichzeitig von dem Staub befreit als sauberes Gas herauskommt, während der Staub mit den Flüssigkeitsteilchen vereinigt bleibt. In the latter case, the gas to be dedusted contains solid particles in suspension, inside the working space of the device on the liquid particles (generally water particles), by which they are ingested. Afterward the gas enters a mist eliminator (usually a centrifugal separator) from which it is separated from the liquid and thus freed from the dust at the same time as clean gas comes out while the dust combines with the liquid particles remain.

In der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, ist: Fig. 1 der wesentliche Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung; Fig. 3, 4 und 5 eine Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht der an einer grennschleuder angebrachten Vorrichtung, und Fig. 6 eine schematische Darstellung, aus der hervorgeht, in welcher Weise nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Reinigung von Gasen erzielt werden kann, die Verbrennungsprodukte des Rohöls enthalten. In the drawing, which shows an embodiment of the device for Implementation of the method according to the invention shows: Fig. 1 shows the essential Part of the device according to the invention; Fig. 2 is a vertical section through the device; 3, 4 and 5 show a front view, side view and top view of the on a grennschleuder attached Device, and FIG. 6 is a schematic representation, which shows in what way according to the method and with the device according to the invention the purification of gases can be achieved, the products of combustion of crude oil.

Die Fig 1 und 2 zeigen den wesentlichen Teil der Vorrichtung, der aus einem Arbeitsraum besteht, der von vier Wänden 1, 2, 3 und 4 gebildet wird. Die beiden sich gegenüberliegenden Wände 1 und 3 bestehen aus zwei parallelen Plächen, während die beiden anderen sich gegenüberliegenden Wände 2 und 4 aus zwei gewellten Flächen von im wesentlichen sinusförmigem Verlauf bestehen, so daß der Arbeitsraum die Form eines Wellenkanals aufweist. Die Querschnitte senkrecht zu den beiden Parallelflächen sind rechtwinklig. Figures 1 and 2 show the essential part of the device, the consists of a work space that is formed by four walls 1, 2, 3 and 4. The two opposite walls 1 and 3 consist of two parallel planes, while the other two opposing walls 2 and 4 consist of two corrugated Areas of essentially sinusoidal shape exist, so that the working space has the shape of a wave channel. The cross-sections perpendicular to the two parallel surfaces are right angled.

Der oben beschriebene Hauptteil der Vorrichtung enthält den schon erwähnten Arbeitsraum sowie eine Gaseinlaßöffnung 5 und eine Gasauslaßöffnung 6, deren Ausbildung nicht von besonderer Bedeutung ist. The main part of the device described above already contains this mentioned working space as well as a gas inlet opening 5 and a gas outlet opening 6, whose training is not of particular importance.

Die Flüssigkeit tritt von derselben Seite wie das Gas in die Vorrichtung ein, und zwar durch einen oder mehrere Einlaßstutzen 7, an deren Mündungen keine Zerstäuber vorgesehen sind. The liquid enters the device from the same side as the gas one, through one or more inlet ports 7, none at their mouths Atomizers are provided.

In der Zone a-a anekomren, erfährt das Gas eine Ablenkung durch die erste IXurve, in der Zone b-b erfolgt eine Ablenkung in anderer Richtung, in der Zone c-c eine weitere Ablenkung wie in der zone a-a, in der Zone d-d eine weitere @blenkung wie in der Zone b-b und so fort. Arriving in zone a-a, the gas is deflected by the first curve, in zone b-b there is a deflection in another direction, in the Zone c-c another deflection as in zone a-a, in zone d-d another deflection @blenken as in zone b-b and so on.

Der mittlere Verlauf des Gasstrom ist durch Pfeile angegeben. Die Flüssigkeit ist gezwungen, diesem Verlauf zu folgen, und an jeder Kurve prallt sie unter der Wirkung des Beharrungsvermögens oder Trägheitsmoments gegen die Wände des Wellenkanals. The mean course of the gas flow is indicated by arrows. the Liquid is forced to follow this course and bounces at every turn under the action of inertia or moment of inertia against the walls of the wave channel.

Da die Flüssigkeit zum Unterschied von Gas nicht zusammendrückbar und nicht dehnbar ist, reißt der Flüssigkeitsstrom schon gleich zu Beginn in der Zone a-a ab und durch den wiederholten Anprall gegen die Wände in den einzelnen Zonen bilden sich ganz feine Tropfen. Weil diese Tropfen verschieden groß sind und sie somit je nach ihrem Durchmesser einem anderen Trägheitsmoment unterwaifen sind, verlaufen auch ihre Bewegungsbahnen unterschiedlich, wodurch erreicht wird, daß der Arbeitsraum der Vorrichtung vollständig mit den Bewegungsbahnen angefüllt wird. Since the liquid, unlike gas, is not compressible and is not stretchable, the flow of liquid breaks right at the beginning Zone a-a from and through the repeated impact against the walls in the individual Zones form very fine drops. Because these drops are of different sizes and they are therefore subject to a different moment of inertia depending on their diameter, their trajectories also run differently, which means that the working space of the device is completely filled with the movement paths.

Auf diese Weise erhält man je Volumeneinheit eine sehr große Flüssigkeitsoberfläche, was für jede Art des Austauschs (Wärme- und/oder Stoffaustausch) zwischen Gas und P sigkeit von grundlegendem Wert ist. In this way, a very large liquid surface is obtained per unit volume, what for each type of exchange (heat and / or mass transfer) between gas and P ity is of fundamental value.

Das Merkmal schließlich, daß der Arbeitsraum zu jedem Zeitpunkt gleichmäßig mit feinsten Tropfen der Flüssigkeit gefüllt ist, ist für eine industrielle Entstaubung von großer Wichtigkeit, weil jedes in dem Gas in Suspension vorhandene Staubkörnchen, auch von Submikrometergröße, früher oder später von einem Tropfen eingefangen wird. Finally, the feature is that the working space is uniform at all times is filled with the finest drops of the liquid is for industrial dedusting of great importance because every grain of dust present in suspension in the gas, also of submicrometer size, sooner or later will be captured by a drop.

Die oben erwähnte Wirkung wird noch dadurch erhöht, daß inden in Pig. 2 mit at, b und c' bezeichneten Zonen die senkrechten Querschnitte etwas kleiner als in den Zonen a-a, b-b und o-a sind, so daß sich die Gasgeschwindigkeit und der Gasdruck, wenn auch nur geringfügig, periodisch ändern. The above-mentioned effect is further increased in that in the in Pig. 2 zones labeled at, b and c 'slightly reduce the vertical cross-sections are smaller than in zones a-a, b-b and o-a, so that the gas velocity and change the gas pressure periodically, even if only slightly.

Daduroh entsteht in der Gasmasse eine leichte, doch ausgedehnte Turbulenz, die bewirkt, daß die oben beschriebenen Vorgänge in verstärktem Maße und ständig in dem gesamten Arbeitsraum stattfinden. Daduroh creates a slight but extensive turbulence in the gas mass, which causes the processes described above to be intensified and constantly take place in the entire work area.

Die Vorrichtung kann auch für sehr große Gasdurchströmmengen verwendet werden, wobei ihre Größe von der Gasdurchströmmenge ebenso wie von anderen Bedingungen abhängig ist. The device can also be used for very large gas flow rates their size depends on the gas flow rate as well as on other conditions is dependent.

Die Leistung der Vorrichtung ist von der Gasdurchströmmenge, von der Größe des Arbeitsraums, und von der mittleren Gasgesohwindigkeit im Arbeitsraum abhängig. The performance of the device depends on the gas flow rate, of the size of the working area and the mean gas velocity in the working area addicted.

Dazu ist auszuführen, daß mit praktisch über den zulässigen Werten liegenden Durchschnittsgeschwindigkeiten und weitgehend reduzierten, der Durohströmmenge angepaßten Vorrichtungsabmessungen höchste Leistungen erzielt werden können. In addition, it should be stated that with practically over the permissible values lying average speeds and largely reduced, the Durohstrom volume adapted device dimensions, the highest performance can be achieved.

Wenn das eintretende Gas keinen ausreichenden Druck hat, um annehmbare Geschwindigkeiten zu erreichen, muß es mittels einee Ventilators o.dgl. beschleunigt werden. When the incoming gas does not have sufficient pressure to be acceptable To achieve speeds, it must be by means of a fan or the like. accelerated will.

Die Pig. 3, 4 und 5 zeigen die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung an einer Trennschleuder 8 angebraoht. Die die aus dem Gas entfernten Feststoffteilchen in suspension und/oder in Lösung enthaltende Flüssigkeit wird bei 9 abgezogen, während das gereinigte Gas durch die Auslaßöffnung 6 heraustritt. The Pig. 3, 4 and 5 show the device for carrying out the method according to the invention attached to a centrifugal separator 8. The ones removed from the gas Liquid containing solid particles in suspension and / or in solution withdrawn at 9, while the purified gas exits through the outlet opening 6.

Die Vorrichtung kann auch so angebracht werden, daß die Flüssigkeit und das Gas von unten her eingeleitet-worden, wie in gestrichelten Linien angedeutet ist. The device can also be attached so that the liquid and the gas has been introduced from below, as indicated in dashed lines is.

Selbstverständlich kann die in Fig. 3, 4 und 5 dargestellte Anordnung für die Entstaubung auch dem gewöhnlicheren Anwendungsfall irgendeines Austauschs dienen, der zwischen dem Gas und der Flüssigkeit stattfinden soll. Of course, the arrangement shown in FIGS. 3, 4 and 5 can for dedusting also the more common application of any exchange serve to take place between the gas and the liquid.

Aus den Figuren der Zeichnung und aus der vorstehenden Beschreibung sind ohne weiteres die große Einfachheit der Realisierung des Verfahrens gemäß der Erfindung und die beträchtlichen betriebstechnischen Vorteile. der zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmten Vorrichtung erkennbar. From the figures of the drawing and from the description above are easily the great simplicity of the implementation of the method according to FIG Invention and the considerable operational advantages. the one to carry out this method recognizable certain device.

Doch sowohl das Verfahren zum Zerstäuben einer Flüssigkeit und Mischen derselben mit einem Gas als auch die zu diesem Zweck vorgesehene Vorrichtung sind lediglich beispielsweise zur Erläuterung der praktischen Anwendbarkeit der Erz in dung und ihrer Merkmale beschrieben worden. Daraus folgt, daß zahlreiche Abänderungen an dem Verfahren und der Vorrichtung entsprechend den Herstellungs- und Einsatzbedingungen vorgenommen werden können, wie auch solche, die durch die praktische Erfahrung nahegelegt werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. However, both the method of atomizing a liquid and mixing the same with a gas as well as the device provided for this purpose only as an example to explain the practical applicability of the ore in application and its characteristics have been described. It follows that numerous amendments on the method and the device according to the manufacturing and operating conditions can be made, as well as those suggested by practical experience without departing from the scope of the invention.

Beispielsweise kann die Vorrichtung so abgeändert werden, daß sie a) aus mehr als zwei nebeneinander angeordneten gewellten Flächen besteht, so daß der Arbeitsraum in mehrere parallel arbeitende Arbeitskammern unterteilt ist; daß b) keine in bestimmten Abständen sich verändernde Querschnitte vorgesehen sind und somit keine periodischen Druck- und Geschwindigkeitsänderungen des einströmenden Gases auftreten; daß c) die lotrecht zur Längsachse gelegten Querschnitte nicht rechtwinklig, sondern beispielsweise trapez- oder rautenförmig u.dgl. sind, und daß d) ihre Teile andere Abmessungsverhältnisse untereinander haben oder eine andere Anzahl von Wellen vorgesehen ist u.dgl. For example, the device can be modified so that it a) consists of more than two corrugated surfaces arranged side by side, so that the working space is divided into several working chambers working in parallel; that b) no cross-sections that change at certain intervals intended are and therefore no periodic pressure and speed changes of the inflowing Gas occur; that c) the cross-sections perpendicular to the longitudinal axis are not rectangular, but for example trapezoidal or diamond-shaped and the like that d) their parts have different dimensional relationships among themselves or a different one Number of waves is provided and the like.

Dae Verfahren und die Vorrichtung können beispielsweise eingesetzt werden: a) zur industriellen Entstaubung (Lustverbesserung staubiger Räwn, geeebenenfalls mit Rückgewinnung des Staubes); b) zur Befeuchtung oder Entfeuchtung eines Gases oder, im allgemeinen, zur Klimatisierung von Räumen; c) zur Reinigung schädlicher Gase und Staubarten (z.B. Anbringung an Schornsteinen, als Antismogeinrichtung), und d) zur Trennung von löslichen Gasen von einem Inertgas durch Absorption seitens einer Flüssigkeit (z.B. Ausscheidung von Schwefeldioxyd aus der Luft durch Waschung mit Natriumhydroxydlösung). The method and apparatus can be used, for example be: a) for industrial dedusting (improving the pleasure of dusty Räwn, possibly also with recovery of the dust); b) for humidifying or dehumidifying a gas or, in general, for air conditioning of rooms; c) for cleaning harmful Gases and types of dust (e.g. attachment to chimneys, as an anti-smog device), and d) for the separation of soluble gases from an inert gas by absorption on the part a liquid (e.g. excretion of sulfur dioxide from the air by washing with sodium hydroxide solution).

Die oben aufgeführten und andere Varianten können die als Merkmale der vorliegenden Erfindung beschriebenen Funktionsteile sowohl als auch Einzelheiten der Konstruktion und des Zusammenbaus der Vorrichtung zum Gegenstand haben, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. The above and other variants can be used as features of the present invention described functional parts as well as details the construction and assembly of the device without to leave the scope of the invention.

Claims

Claims method for atomizing a liquid and for intimate mixing of the same with a gas, characterized in that the gas and the liquid is let into it at the same end of a wave channel, so that the liquid is forced to the gas flowing through the wave channel to follow, the liquid under the action at every curve of the wave channel of inertia or moment of inertia hits the walls of the wave channel, so that due to the fact that the liquid, unlike gas, is neither compressible is still flexible, the flow of liquid is already broken at the beginning of the wave channel and atomization of the liquid into very fine particles is initiated, which however are of different sizes, so that their trajectories are also different, because the liquid particles each have one, depending on their diameter are subjected to other moments of inertia, thereby causing the Working space formed by the wave channel entirely from the movement paths of the fluid particles is filled.

2. The method according to claim 1, characterized in that a Fan or the like. is used to the gas introduced into the wave channel to give a certain pressure to achieve an adequate flow rate.

Device for performing the method according to Claims 1 and 2, for use in industrial dedusting, for humidification and dehumidification a gas or, in general, for the air conditioning of rooms, the cleaning harmful gases or types of dust and for the separation of soluble gases from an inert gas, characterized by a shaft channel forming a working space, the two opposite one parallel flat walls (1,3) and two or more corrugated, essentially sinusoidal extending walls (2, 4), the cross-sections being perpendicular to the two parallel flat walls (1,3) are rectangular, and through a gas inlet opening (5) and one or more fluid inlet ports (7) at one end of the device body and a gas outlet port (6) at the other end of the device body.

4. Device according to claim ~ 3, characterized in that the gas inlet opening (5) and the fluid inlet nozzle (7) preferably at the top End of the device are provided and that the inlet port (7) no atomizer exhibit.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that that the wave channel is divided into several curved zones.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that that some zones (al, bt, c ') of the wave channel have a slightly smaller cross-section have than the other zones (a-a, b-b, o-c) and are arranged alternately with them are, whereby it is achieved that that through the wave channel pouring Gas shows a periodic change in its flow velocity, even if only slightly and its pressure, so that a weak but extensive internal turbulence arises in the gas mass.

7. Device according to claims 3 to 6, characterized in that that it is connected to a centrifugal separator - (8) and with this one unit forms, wherein an outlet (9) is provided for the liquid that the contains trapped solid particles in suspension or solution.

8. Device according to claims 3 to 5 and 7, characterized in that that more than two spaced apart corrugated walls are provided that divide the work area into several work chambers that work in parallel, the zones have the same cross-section everywhere, so that there is no periodic change the flow rate and pressure of the gas takes place, and the cross-sections perpendicular to the longitudinal axis not at right angles, but for example trapezoidal or diamond-shaped or the like. are.