KR102175882B1 - 기체와 액체 사이의 열 및 질량 교환을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

기체와 액체 사이의 열 및 질량 교환을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

기체와 액체 사이의 열, 질량 및 화학물질 교환 및 상호작용을 위한 장치. 노즐이 상이한 방향들로 각도를 이루어 기체를 공급하여, 그러한 노즐의 어레이 위에서 기체-액체 혼합부, 소용돌이, 및/또는 포옴을 형성한다.

Description

기체와 액체 사이의 열 및 질량 교환을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR HEAT AND MASS EXCHANGE BETWEEN GAS AND LIQUID}
관련 출원
본원은 2013년 11월 1일자로 출원된 미국 가출원 제61/898,713호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은, 예를 들어, 분진 및 화학적 오염물질을 기체로부터 제거하기 위한, 기체 및 액체와 같은 2개의 유체들 사이의 열, 질량 및/또는 화학물질 교환 및 상호작용을 포함하는, 화학적, 야금학적, 에너지 및 기타 산업에 관한 것이다. 이는 스크러버(scrubber), 흡수기, 탈착기(desorber), 열 교환기, 또는 화학적 반응기로서 이용될 수 있다.
러시아 특허 RU 2132220는, 원통형 하우징 및 그러한 하우징의 수직 축을 따라서 와류를 생성하는 블레이드 소용돌이화(swirling) 장치를 구비하는 분진 수집 장비를 이용하는 장치를 설명한다. 소용돌이화 장치가 공기역학적 공동 내에 배열되고 물이 뿌려진다. 물이, 연부 상의 슬롯을 구비하는, 물로 채워진 판으로부터 소용돌이 장치(swirler) 블레이드 상으로 직접적으로 전달된다. 링 편향기(ring deflector)가 공동의 상부 부분 내에 설치되고, 그 아래에 편평한-분무 물 공급 노즐들의 행(row)이 배열된다. 그러한 장치는 1200 내지 1300 Pa의 공기 유동에 대한 저항 및 0.1 내지 0.15 l/nm의 리플럭스 물(reflux water)의 비소비(specific consumption)에서 분진으로부터의 기체의 99.5 내지 99.9% 세정을 제공한다. 표시된 특성은 소용돌이 장치의 둘레에 걸친 물 및 기체 분포의 높은 효율; 활성 구역 급수(watering)의 몇 배의 증가를 제공하는 소용돌이 장치 내의 물(펄프)의 재순환; 청정 공급수에 의한 드롭 트랩(drop trap) 이전의 세정된 기체의 세척(washing); 스크류 라인 위에 배열된 모서리 부재를 가지는 후드-타입의 고효율 드롭 트랩의 설치로 인해서 제공된다. 그러한 장치는 향상된 효율의 기체 세정을 제공한다.
러시아 특허 RU 2104752는 발전 엔지니어링, 야금, 화학 및 기타 산업 분야에서 이용되는 액체의 유화된(emulsified) 유동 내에서 기체 유출물로부터 유독물을 포획하기 위한 장치를 설명한다. 하단 부분에 고정되고 둔각 삼각형 형상을 가지는 4개의 베인으로 제조된 축방향 베인 소용돌이 장치를 가지는 평행 육면체 형태로 어댑터가 제조되고, 그러한 둔각은 평행 육면체의 이면각(dihedral angle) 내에 내접된다. 베이스들의 중간부들이 평행 육면체 축 내에 놓인 하나의 지점 내에서 서로 접한다. 윈도우가 평행 육면체 벽 내의 베인 바로 위에 제공되고, 유동 단면이 10 내지 25% 만큼 감소되고 평행 육면체의 이면각 내에 또한 내접되는 직각 삼각형의 형상을 가지는 4개의 판 형태의 유화 개시기(initiator)가 윈도우 위에 배치된다.
분진, 기체 오염물질, 등에 대해서 기체를 세정하기 위해서 이용되는 공지된 포옴형성(foaming) 기체 세척기 또는 판 기체 세척기가 홀 또는 슬롯을 가지는 수평 판을 포함한다. 관개(irrigating) 액체가 위로부터 판 상으로 드립되고(dripped) 기체가 아래로부터 공급될 때, 난류 포옴이 형성되고, 그곳에서 기체 기포가 계속적으로 생성되고, 병합되고, 파괴된다. 그러한 판은 직경이 4 내지 8 mm인 홀 또는 너비가 4 내지 5 mm인 슬롯으로 일반적으로 제조된다. 홀 또는 슬롯의 누적적 횡단면적 대 판의 전체 면적의 비율이 0.15 내지 0.25가 되도록, 홀 또는 슬롯의 수가 선택된다.
발명된 장치가 기체와 액체 사이의 기체, 열, 및 화학물질 교환, 반응 및 상호작용의 높은 효율을 가지고, 크게 신뢰될 수 있으며, 제조 및 운전 모두가 저렴하다.
세정을 위해서 의도된 기체의 제트가 수직이 아니고, 다양한 방향으로 경사지도록, 격자 판(grid plate)이 구성된다. 이러한 제트들이 교차하고 상호작용하여, 포옴과 같은, 기체-액체 혼합부를 격자 판 위에서 형성한다. 제트의 교차는 이러한 제트 내의 기체 및 액체 액적의 상대적인 속력들을 급격히 증가시킨다. 이는, 격자 판 내의 슬롯 또는 개구부가 (예를 들어, 종래 기술 장치에 대비할 때) 비교적 클 때에도, 기체와 관개 액체 사이의 열 및 질량 교환의 효율을 개선한다.
상이한 방향들로 경사진 제트들을 형성하기 위한 격자 판의 다양한 구체적인 구성들이 있다. 기체와 액체 사이의 개선된 상호작용의 효과는 격자 판에 대한 수직에서 상당히 먼 방향으로 그리고 개구부의(또는 슬롯의) 누적적인(cumulative) 횡단면 대 격자 판의 전체 면적의 해당 비율을 위해서 가장 유리한 판 표면에 가능한 한 근접한 방향으로 제트를 제공하는 판의 경우에 크게 두드러진다. 여러 방향으로 경사진 기체 제트를 형성하는 판이 천공된 시트, 또는 블레이드를 가지는 평행한 소용돌이화 노즐의 어레이, 또는 예를 들어 각도 요소로 구성된 슬롯의 어레이일 수 있고, 그러한 천공된 시트에서는 통과 기체가 경사진 제트를 형성하도록 개구부 또는 천공부가 성형된다. 그에 따라 또한 제시된 판이 정확하게 격자 판 또는 그레이트(grate)로 지칭되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 유입구로부터 배출구까지 하우징 내의 유체 경로를 따라서 유체를 통과시키기 위한 유입구 및 배출구를 포함하는 하우징; 격자 내에 배열된 복수의 노즐로서, 격자가 유체의 경로 내에서 하우징 내측에 배치되는, 복수의 노즐을 포함하는 장비이며; 각각의 노즐은 3-차원적인 구조물 내측에 배치된 복수의 축방향 소용돌이 장치 블레이드를 가지는 3-차원적인 구조물을 포함하고, 각각의 소용돌이 장치 블레이드가 틸팅된 사각형이고, 각각의 사각형이 3-차원적인 구조물의 2개의 인접한 측면들과 접촉하는 2개의 인접한 측면들을 가지며, 그리고 각각의 사각형이 3-차원적인 구조물의 수직 축 상의 동일한 실제의 또는 가상의 정점에서 교차하는 2개의 다른 인접한 측면들을 갖는다. 하우징 내부를 통과하는 유체가 기체일 수 있다. 그러한 장비는 관개 액체를 하우징으로 공급하기 위한 유입구를 더 포함하고, 공급을 위한 그러한 유입구는 유체 경로를 따라서 격자 이후에 그리고 배출구 이전에 배치된다. 틸팅된 사각형이, 또한 곡선화될 수 있는, 틸팅된 직사각형일 수 있다. 장비의 3-차원적인 구조물이 평행 육면체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 격자의 각각의 노즐이 일 방향으로 기체를 소용돌이화시키도록 구성된다. 격자 내의 노즐들이 평행하게 격자 내에 배열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 격자가 복수의 체결 요소로 이루어질 수 있고, 각각의 체결 요소가 복수의 노즐의 가상의 정점 내에 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 각각의 연부의 적어도 일부가, 3-차원적인 구조물과 접촉하는 사각형의 2개의 인접한 측면들을 넘어서서 돌출하지 않도록 하는 방식으로, 3-차원적인 구조물의 각각의 측면의 각각의 연부의 적어도 일부가 절단된다.
본 발명의 방법은 하우징으로 진입하도록 유입구를 통해서 유체를 공급하고 유입구로부터 배출구까지 유체 경로를 따라서 유체를 통과시키는 단계; 유체를 격자 내에 배열된 복수의 노즐을 통해 통과시키는 단계로서, 격자가 유입구와 배출구 사이에서 하우징 내측에 배치되는, 유체를 복수의 노즐을 통해 통과시키는 단계; 유체가 복수의 노즐의 인접한 축방향 소용돌이 장치 블레이드들에 의해서 형성된 갭을 통과할 때, 유체로부터 복수의 교차 스트림들을 형성하는 단계; 관개 액체를 적어도 하나의 유입구를 통해서 격자 위로부터 하우징 내로 공급하고 복수의 교차 스트림 및 관개 액체가 격자 위에서 혼합되게 하는 단계를 포함하고; 복수의 노즐 중의 각각의 노즐이 3-차원적인 구조물 내측에 배치된 복수의 축방향 소용돌이 장치 블레이드를 가지는 3-차원적인 구조물을 포함하고, 각각의 소용돌이 장치 블레이드가 틸팅된 사각형이고, 각각의 사각형이 3-차원적인 구조물의 2개의 인접한 측면들과 접촉하는 2개의 인접한 측면들을 가지고, 각각의 사각형이 이러한 3-차원적인 구조물의 수직 축 상의 동일한 실제의 또는 가상의 정점에서 교차하는 2개의 다른 인접한 측면들을 갖는다.
유입구를 통해서 배출구로 공급되는 유체가 기체일 수 있다. 유체 경로를 따른 기체의 작동 속력이 약 5 m/s일 수 있다. 노즐들이 격자 내에서 평행하게 배열된다. 본 발명은, 각각의 노즐이 기체를 동일한 방향으로 소용돌이화시키는 것을 고려한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 유입구를 통해서 하우징 내로 관개 액체를 공급하는 단계가 분무 제트를 이용하지 않고 이루어진다. 적어도 하나의 유입구가 유체 경로를 따라서 격자 이후에 그리고 배출구 이전에 배치된다.
본 발명의 방법의 또 다른 양태에서, 격자가 복수의 체결 요소를 더 포함하고, 각각의 체결 요소가 복수의 노즐의 가상의 정점 내에 배치된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 격자를 형성하기 위한 노즐이 3-차원적인 구조물 및 3-차원적인 구조물 내측에 배치된 복수의 축방향 소용돌이 장치 블레이드를 포함하고; 각각의 소용돌이 장치 블레이드가 인접한 측면들의 제1 쌍 및 인접한 측면들의 제2 쌍을 가지는 틸팅된 사각형이고; 인접한 측면들의 제1 쌍이 3-차원적인 구조물의 인접한 측면들과 접촉하고; 그리고 인접한 측면들의 제2 쌍이 3-차원적인 구조물의 수직 축 상의 동일한 실제의 또는 가상의 정점에서 교차하고; 갭을 빠져 나가는 유체의 스트림이 인접한 노즐 내의 갭을 빠져 나가는 유체의 다른 스트림과 교차하도록 하는 방식으로, 모든 노즐 내의 각각의 2개의 인접한 소용돌이 장치 블레이드가 갭을 형성한다.
노즐이 노즐의 가상의 정점 내에 배치된 체결 요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 각각의 연부의 적어도 일부가, 3-차원적인 구조물과 접촉하는 사각형의 인접한 측면들의 제1 쌍 중의 하나의 측면을 넘어서서 돌출하지 않도록 하는 방식으로, 노즐의 3-차원적인 구조물의 각각의 연부의 적어도 일부가 절단된다.
본 발명의 또 다른 목적 및 양태가 이하의 설명으로부터 당업자에게 용이하게 자명해질 것이며, 이하의 설명에서는, 단순히 본 발명을 실시하기에 적합한 최적의 모드에 관한 설명을 통해서, 본 발명의 바람직한 실시예가 제시되고 설명되어 있다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 대상 출원의 범위로부터 벗어나지 않고도, 본 발명은 다른 상이한 실시예들이 될 수 있고 그 몇몇 상세 부분이 여러 가지 자명한 양태 내에서 변경될 수 있다. 따라서, 도면 및 설명이 본질적으로 예시적인 것으로 간주될 것이고 제한적인 것으로 간주되지 않을 것이다.
명세서 내에 포함되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면이 본 발명을 묘사하고, 상세한 설명과 함께 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 1-스테이지 장치를 통해서 유동하는 기체를 개략적으로 도시한다.
도 1a는 2-스테이지 장치를 통해서 유동하는 기체를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 판 격자의 예를 도시한다.
도 2b는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 판 격자를 도시한다.
도 2c는 도 2a에 도시된 판 격자의 복수의 예에 의해서 형성된 판 격자의 예를 도시한다.
도 2d는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 2a에 도시된 판 격자의 복수의 예에 의해서 형성된 격자 판을 도시한다.
도 3a는 4개의 블레이드를 가지는 사각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 3b는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 3a의 4개의 블레이드를 가지는 사각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 3c는 도 3a의 9개의 노즐로 이루어진 격자 판을 도시한다.
도 4a는 4개의 블레이드를 가지는 다른 사각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 4b는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 4a의 4개의 블레이드를 가지는 사각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 4c는 도 4a의 9개의 노즐로 이루어진 격자 판을 도시한다.
도 5는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 3a 또는 도 4a의 9개의 노즐로 이루어진 격자 판을 도시한다.
도 6a는 6개의 블레이드를 가지는 육각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 6b는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 6a의 6개의 블레이드를 가지는 육각형의 축방향 소용돌이화 노즐을 도시한다.
도 6c는 도 6a의 7개의 노즐로 이루어진 격자 판을 도시한다.
도 6d는 노즐에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 6a의 7개의 노즐로 이루어진 격자 판을 도시한다.
도 7a는 각도(angular) 요소로 이루어진 슬롯형 격자 판의 횡단면을 도시한다.
도 7b 슬롯에 의해서 형성된 기체 제트에 대한 화살표와 함께 도 7a의 슬롯형 격자 판을 도시한다.
본 발명은, 자본 및 운전 비용과 관련하여 매우 신뢰성 있고 비용 효율적이면서, 기체와 액체 사이의 효과적인 열 및 질량 교환을 제공한다.
도 1은 하우징(3) 내의 본 발명의 실시예를 개략적으로 도시한다. 기체가 기체 유입구(1)를 통해서 공급되어, 격자 판(6)을 통해서, 기체-액체 혼합부(2)를 통해서 그리고 기체 배출구(4) 내로 전달된다. 물과 같은 액체가 격자(6) 위에 배치된 노즐(5)로부터 기체-액체 혼합부(2) 내로 주입된다. 격자(6)를 통해서 아래로 통과되는 액체가 배수부(7)를 통해서 배수된다.
기체는, 예를 들어, 유입구(1)를 통해서 압력-공급되는 것에 의해서 및/또는 배출구(4)를 통해서 흡입되는 것에 의해서, 장치를 통해서 이동된다. 압력차가 팬에 의해서 생성될 수 있을 것이고, 그에 따라 기체가 격자 판(6)을 통해서 위쪽으로 이동될 수 있을 것이다. 노즐(5)로부터의 액체가 격자 판(6)으로 관개한다. 액체를 분무하는 것에 대한 규정은 장치에서 필수적인 것이 아니다.
격자 판(6)은, 격자 위로 공급된 액체와의 효과적인 혼합 및 상호작용을 위해서 기체-액체 혼합부(2) 내에서 난류 유동, 소용돌이, 및/또는 다른 비-선형적 기체 유동을 형성하는 기체의 상호혼합 제트를 생성하는 도 2a 내지 2d, 도 3a 내지 3d, 도 4a 내지 4c, 도 5, 도 6a 내지 6d, 및 도 7a 내지 7b에 도시된 바와 같은 (플라스틱, 금속, 등으로 제조된) 노즐로 이루어진다.
격자(6) 내의 개구부 또는 슬롯을 포함하는 그러한 노즐은 상이한 방향들을 가지는 기체 제트를 형성한다. 노즐(5)로부터의 액체가 (바람직하게 그 노즐에 인접한) 이러한 제트에 의해서 포획되고 액적을 형성한다. 기체 제트가 예를 들어 도 2d, 도 5, 도 6d, 및 도 7b에 도시된 바와 같이 격자 위에서 혼교(interwoven) 구조물을 형성하나, 본 발명은 이러한 구체적인 제트 구성의 예로 제한되지 않고, 제트의 다른 각도 그리고 다른 형태 및 위치가 또한 가능하다. 기체 제트들이 상호 혼합됨에 따라, 기체 제트 내의 기체 및 액체 액적의 상대적인 속력들이 크게 증가된다. 제트 내의 유동의 이러한 동역학은 또한, 노즐에 의해서 관개 액체를 분무할 필요가 없이, 하우징의 전체 횡단면을 따라 격자 위의 액체의 분포 균일성 및 격자(6) 위의 기체 및 액체의 상호 혼합을 제공한다. 이는, 포옴일 수 있는 결과적인 기체-액체 혼합부 내의 비-선형(예를 들어, 난류) 유동을 초래한다. 이러한 기체-액체 혼합부가 매우 큰 부피당 기체-액체 접촉 면적을 갖는다. 이러한 혼합은 신속하게 갱신되고 균일하다. 이는, 개구부 또는 슬롯이 종래 기술 장치에 비해서 상대적으로 클 때에도, 열 및 질량 교환의 효율을 개선한다. 일 실시예에서, 하우징의 통과 횡단면을 통한 기체 유동이 약 5 m/s인 반면, 격자 판 내의 노즐을 통한 유동이 약 15 내지 30 m/s이다.
격자(6) 내의 개구부 또는 슬롯을 통과하는 기체 제트와 노즐(5)로부터 공급되는 물과 같은 액체의 혼합이, 격자(6) 상에서(on the grid) 보다, 격자(6)의 위쪽에서(above) 이루어진다. 이는 격자의 마모를 감소시키고 그 유효성을 연장시킨다.
기체 및 관개 액체가 각각 유입구(1) 및 노즐(5)을 통해서 장치로 진입할 때, 액체가 기체-액체 혼합부 층(또는 포옴)(2) 내에서 누적되기 시직한다. 이러한 층의 높이는, 격자 내의 개구부 또는 슬롯을 통과하는 기체의 상향 기체 압력이 격자 위의 기체-액체 혼합부 층의 중량에 의해서 균형을 이루게 될 때까지, 증가한다. 후속하여, 노즐(5)로부터 공급되는 액체의 양은, 격자의 슬롯 또는 개구부를 통해서 하우징(3)의 하단 부분 내로 기체-액체 혼합부의 중량 하에서 아래로 푸싱되는(pushed) 액체의 양에 상응할 것이다. 노즐(5)을 통해서 장치 내로 액체를 공급하는 동안, 기체 및 증기와 함께 배출구(4)를 통해서 빠져나가는 액적, 액체의 증발 및 응축의 영향이 또한 고려되어야 한다. 방출된 액체의 나머지가 배수부(7)를 통해서 장치로부터 이송된다.
도 1a는 본 발명의 2-스테이지 실시예를 도시하고, 여기에서 제2 격자 판(6a)이 격자 판(6) 위에 배치된다. 제2 격자 판(6a) 위에서 노즐(5)로부터 공급되는 액체가 제2 격자 판(6a) 위에서 기체-액체 혼합부(2a) 내의 기체와 상호작용한다. 이어서, 액체가 제2 격자 판(6a)을 통해서 하향 드립되어, 기체-액체 혼합부(2) 내에서 격자 판(6) 위의 기체와 상호작용한다.
일반적으로, 서로 상하의 둘 이상의 격자 판을 포함하는 2-스테이지 또는 복수 스테이지 장치에서, 관개 액체가 노즐(5)을 통해서 상단 격자 판(6a) 상으로 공급되고, 액체의 일차적인 누적이 상단 격자 판(6a) 위의 기체-액체 혼합부(2a) 내에서 발생된다. 하단 격자 판 상의 기체-액체 혼합부 내의 누적 이후에, 액체가 하우징(3)의 하단 부분 내로 배수되고 배수부(7)를 통해서 장치로부터 이송된다. 세정하고자 하는 기체가 기체 유입구(1)를 통해서 공급되고, 세정된 기체가 기체 배출구(4)를 통해서 제거된다.
격자 판들 사이의 거리가 0.4 내지 0.6 m일 수 있을 것이다. 도 1a에 도시된 장치 내의 역류가 기체의 냉각 및/또는 고농도의 오염물질의 기체의 정제(purify)를 위한 필요 액체량을 감소시킨다. 제시된 장치를 고온 기체 냉각 및/또는 세정을 위해서 적용하는 경우에, 개구부 또는 슬롯의 누적적 횡단면적 대 격자 판의 전체 면적의 비율이, 다른 격자 판과 비교하여, 하단 격자 판에 대해서 증가될 수 있을 것이다. 250 ℃ 보다 고온인 기체의 경우에, 이러한 증가가 약 20%이고; 400 ℃ 보다 고온인 기체의 경우에, 이러한 증가가 약 30%이며; 기타 등등의 경우에도 마찬가지이다.
도 1 내지 도 1a에 도시된 기체 대신에, 액체와 같은 임의 유체가 일반적으로 동일한 방식으로 이용될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 1a에 도시된 액체 대신에, 기체(특히, 공기 보다 무거운 기체)와 같은 임의 유체가 일반적으로 동일한 방식으로 이용될 수 있을 것이다.
도 2a는 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치에서 이용하기 위한 3개의 노즐 천공부를 가지는 판으로서 성형된 격자 판 부분의 예를 도시한다. 이러한 판 내의 각각의 노즐이 삼각형 베이스를 가지는 피라미드로서 성형된다. 각각의 피라미드가 베이스 면 및 측부 면(side face) 중 하나를 가지지 않는다. 3개의 동일한 피라미드가 서로 120°의 각도로 격자 판 부분의 판 중심(22) 주위로 대칭적으로 배치된다. 하향 연장하는 경사 요소를 가지는 다른 천공부가 가능하다.
도 2b는 도 2a에 도시된 판 부분 내의 노즐을 통해서 상향 유동하는 기체 제트를 (화살표로) 도시한다. 이러한 기체 제트가 하우징(3) 내에서 상향 이동 소용돌이를 형성한다.
도 2c는 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치에서 이용하기 위한 복수의 노즐 천공부를 가지는 판으로서 성형된 격자 판의 예를 도시한다. 이러한 판 내의 각각의 노즐이 삼각형 베이스를 가지는 피라미드로서 성형된다. 각각의 피라미드가 베이스 면 및 측부 면 중 하나를 가지지 않는다. 피라미드들이 3개로 그룹화되고, 각각의 그러한 그룹이 도 2a에 도시된 것과 유사하게 서로 120°각도로 격자 판 상에서 그 각각의 중심 주위로 대칭적으로 배치된다.
도 2d는 도 2c에 도시된 판 내의 노즐을 통해서 상향 유동하는 기체 제트를 (화살표로) 도시한다. 이러한 기체 제트가 교차하고, 상호작용하고 그리고 혼합되어 하우징(3) 내에서 상향 이동하는 소용돌이를 형성한다.
도 3a는 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치 내의 격자(6 및/또는 6a)를 형성하기 위한 사각형 소용돌이화 노즐(30)의 예를 도시한다. 노즐(30)이 기체의 4개의 제트를 형성하기 위한 4개의 블레이드(311, 312, 313, 및 314)를 포함한다. 블레이드들의 모서리들이 지점(32)에서 만난다. 각각의 블레이드가 하나의 차원(dimension) 내에서 균일한 곡률을 가지는 사각형이다. 각각의 블레이드의 기울기 및 곡률이 지점(32)을 통과하고 노즐(30)의 측면들(sides) 중 하나에 대해서 수직인 그 각각의 축을 둘러싼다. 하나의 그러한 축이 쇄선(33)으로서 도시되어 있다. 블레이드(311 및 312)가 갭(δ1)을 형성하고, 블레이드(312 및 313)가 갭(δ2)을 형성하며, 블레이드(313 및 314)가 갭(δ3)을 형성하며, 블레이드(314 및 311)가 갭(δ4)을 형성한다.
도 3b는 도 3a에 도시된 노즐(30)에 의해서 형성된 4개의 기체 제트를 화살표로 도시한다. 각각의 제트가 갭(δ1 내지 δ4) 중 하나를 통과한다.
도 3c는 9개의 소용돌이화 노즐(30)로 이루어진 격자 판(35)의 예를 도시한다. 격자 판(35)이 규칙적이고 균일하여, 격자 판(35) 위의 기체-액체 혼합부 내의 액체의 균일한 분포를 형성한다.
격자 판 내의 개구부 또는 슬롯에 의해서 형성된 기체 제트가 매우 마모적일(abrasive) 수 있다. 그에 따라, 이러한 제트가, 형성된 기체-액체 제트의 구역 내에서 격자 판의 위에 영향을 미치는 구조적 요소의 수 및 크기를 최소화하는 것이 유용하다. 그렇지 않은 경우에, 이러한 요소가 제트 형성과 간섭할 뿐만 아니라, 큰 마모가 발생될 수 있을 것이다. 그러나, 중앙 축방향 위치에서 노즐 내의 블레이드 위에서, 마모 효과가 최소화될 수 있을 것이다. 이러한 위치가, 예를 들어, 해당 구성요소의 격자 판을 부착하기 위한, 축방향 막대(rod) 또는 다른 구조적 요소를 위해서 이용될 수 있을 것이다.
도 4a는 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치 내의 격자(6 및/또는 6a)를 형성하기 위한 사각형 소용돌이화 노즐(40)의 예를 도시한다. 노즐(40)이 기체의 4개의 제트를 형성하기 위한 4개의 블레이드(411, 412, 413, 및 414)를 포함한다. 블레이드들의 연부들을 따른 선들이 가상의 지점(42)에서 만난다. 각각의 블레이드가 사각형이고 편평한다. 각각의 블레이드가 가상의 지점(42)을 통과하고 노즐(40)의 연부 중 하나에 대해서 수직인 그 각각의 축 주위에서 틸팅된다. 하나의 그러한 축이 쇄선(43)으로서 도시되어 있다. 소용돌이화 노즐(40)의 상부 연부가 블레이드의 연부와 일치된다. 노즐 연부(a)가 블레이드(411)의 연부와 일치되고, 노즐 연부(b)가 블레이드(412)의 연부와 일치되며, 노즐 연부(c)가 블레이드(413)의 연부와 일치되며, 노즐 연부(d)가 블레이드(414)의 연부와 일치된다. (설치 및 부착 목적을 위한) 중공형 슬리브(45)가 노즐의 중심 수직 축을 따라서 배치된다. 블레이드(411 및 412)가 갭(δ1)을 형성하고, 블레이드(412 및 413)가 갭(δ2)을 형성하며, 블레이드(413 및 414)가 갭(δ3)을 형성하며, 블레이드(414 및 411)가 갭(δ4)을 형성한다.
도 4b는 도 4a에 도시된 노즐(40)에 의해서 형성된 4개의 기체 제트를 화살표로 도시한다. 각각의 제트가 갭(δ1 내지 δ4) 중 하나를 통과한다.
도 4c는 9개의 소용돌이화 노즐(40)로 이루어진 격자 판의 예를 도시한다. 격자 판이 규칙적이고 균일하여, 격자 판 위의 기체-액체 혼합부 내의 액체의 균일한 분포를 형성한다. 슬리브(46)가, 격자 판을 고정하는 막대(46) 상에 설치된다.
도 5는 16개의 소용돌이화 노즐(30 또는 40)로 이루어진 격자 판 위에서 액체와 혼합되는 교차하는 기체의 제트들을 화살표로 도시한다. 각각의 제트가 소용돌이화 노즐 중 하나에 의해서 형성된다. 각각의 소용돌이화 노즐이 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이 4개의 제트를 형성한다.
도 6a는 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치 내의 격자(6 및/또는 6a)를 형성하기 위한 육각형 소용돌이화 노즐(60)의 예를 도시한다. 노즐(60)이 도 4a에 도시된 사각형 소용돌이화 노즐(40)과 유사한 방식으로 6개의 기체의 제트를 형성하기 위한 6개의 편평한 블레이드를 포함한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 노즐(60)에 의해서 형성된 6개의 기체 제트를 화살표로 도시한다. 각각의 제트가 블레이들들 사이의 갭 중 하나를 통과한다.
도 6c는 7개의 소용돌이화 노즐(60)로 이루어진 격자 판의 예를 도시한다. 격자 판이 규칙적이고 균일하여, 격자 판 위의 기체-액체 혼합부 내의 액체의 균일한 분포를 형성한다.
도 6d는 6개의 블레이드를 각각 가지는 7개의 육각형 소용돌이화 노즐(60)로 이루어진 격자 판 위에서 액체와 혼합되는 교차하는 기체의 제트들을 화살표로 도시한다. 각각의 제트가 소용돌이화 노즐 중 하나에 의해서 형성된다. 각각의 소용돌이화 노즐이 도 6b에 도시된 바와 같이 6개의 제트를 형성한다.
도 7은 도 1 내지 도 1a에 도시된 장치에 대한 각도 요소로 이루어진 슬롯형 격자 판의 횡단면을 도시한다. 각도(α)를 가지는 각도 요소(711)가 아래쪽으로 좁아진다. 각도(β)를 가지는 각도 요소(712)가 위쪽으로 좁아진다. β가 α보다 작을 때 그러한 판의 공기역학적 저항이 감소되고, 그에 따라 갭(δ)이 위쪽 방향으로 균일하게 좁아진다. 그러나, 각도(α 및 δ)가 또한 동일할 수 있을 것이다. 화살표는 갭(δ)을 통과하는 기체에 의해서 형성되는 기체 제트를 도시한다.
도 7b는 도 7a의 슬롯형 격자 판 위에서 액체와 혼합되는 교차하는 기체의 제트들을 화살표로 도시한다.
본 발명에 따른 장치의 장점은, 관개 액체의 저품질(기계적 불순물의 크기 및 백분율을 포함)에 대한 매우 큰 허용범위(tolerance)를 가지는 한편, 동시에 관개 액체의 정제되는 기체와의 상호작용의 효율이 높고; 이러한 것이 이용되는 화학물질의 비용뿐만 아니라 그러한 화학물질의 저장 및 공급 비용을 크게 감소시킨다는 것이다. 예를 들어, 산성 기체를 감소시키거나 중화시키기 위해서, 사실상 석회 내에 항상 존재하는, 모래의 사전적인 여과를 거치지 않고 석회 세척을 이용할 수 있을 것이다.
이러한 높은 효율은 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같은 개구부, 그리고 약 15 내지 40 mm 및 그 보다 큰 갭(δ1 내지 δ4)(도 3a 내지 도 3d, 도 4a 내지 도 4c, 그리고 도 6a 내지 도 6d) 및 너비가 10 내지 20 mm 및 그 보다 큰 슬롯을 가지는 격자 판을 이용할 수 있게 하며; 개구부 또는 슬롯의 누적적인 횡단면적 대 격자 판의 전체 면적의 비율이 0.15 내지 0.3이다.
석탄 연기로부터 재(ash)를 여과하기 위해서 이용되는 본 발명에 따른 장치에서, 재의 99.5%가 포획되었다. 170 ℃에서 정제되는 기체의 산출량이 20,000 m3/시간이었다. 장치의 치수가 약 1.5 m × 1.6m × 2.5 m 였다. 공급 기체의 수압이 1.9 kPa를 초과하지 않았다. 관개 액체는, 장치와 단순한 재 집진기(precipitator) 사이의 폐쇄 윤곽부(contour) 내에서 순환하는 물이었다. 관개를 위해서 이용된 물 내의 입자의 농도가 3% 내지 5% 였으며, 이는 이러한 목적을 위해서 이용되는 대부분의 다른 유형의 시스템의 경우에 허용될 수 없을 정도로 높은 것이다.
본 발명에 따른 다른 장치를 이용하여, 금 광석을 위한 침출 챔버를 환기시키기 위해서 이용되는 공기로부터 HCN을 제거하였다. 산출량은 12,300 m3/시간이었다. 0.2 내지 0.4 g/m3 의 입력 농도에서, HCN의 흡수가 94% 내지 96%였다. 관개 액체는, 크기가 5 mm 이하인 모래 자갈(sand pebbles)의 함량이 높은 미여과 석회유(lime milk)의 수용액이었다. 이러한 용액은 이러한 목적을 위해서 이용되는 대부분의 다른 유형의 시스템을 위해서는 이용될 수 없다.
양자의 경우에, 격자 판이 도 4a에 도시된 바와 같은 사각형 소용돌이화 노즐의 어레이였고; 각각의 노즐의 크기가 100 × 100 mm 였고 수직에서 71°도 벗어난 기체 제트를 생성하였다. 개구부의 누적적인 횡단면적 대 격자 판의 전체 면적의 비율이 0.227이었다. 제1 장치에서, 격자 판이 135개의 그러한 노즐로 이루어졌고, 제2 장치에서 격자 판이 81개의 그러한 노즐로 이루어졌다.
노즐로부터의 소용돌이가 일반적으로 격자 판 위의 20 mm 이내에 포함되는 한편, 그 보다 위에서 기체의 그리고 기체-액체 혼합부의 운동이 난류 및/또는 혼란 상태이고 및/또는 포옴을 형성한다.
대상이 되는 출원의 바람직한 실시예에 관한 전술한 설명이 묘사 및 설명의 목적으로 제시되었다. 대상이 되는 출원을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 포괄적인 것으로 의도하지 않았다. 전술한 교시 내용에 비추어 여러 가지 변경예 또는 변형예가 가능할 것이다. 실시예는 대상이 되는 출원의 원리 및 그 실제 적용에 대한 최적의 묘사를 제공하도록 선택되고 설명되었으며, 그에 의해서 당업자는 여러 실시예로 그리고 고려되는 특별한 용도에 적합하게 맞춰진 여러 가지 변형을 가지고 본 출원을 이용할 수 있다. 그러한 모든 변경예 및 변형예는, 정당하게, 법률적으로 그리고 공정하게 부여 받은 범위에 따라 해석될 때, 첨부된 청구항에 의해서 결정되는 바와 같은 대상 출원의 범위 내에 포함된다.

Claims (35)

  1. 유체를 혼합하기 위한 장치로서:
    제1 유체를 위한 실질적으로 상향인 경로;
    상기 제1 유체가 격자를 통과하도록 상기 경로를 가로질러 실질적으로 2-차원적인 격자를 형성하는 복수의 노즐; 및
    제2 유체를 상기 격자 위의 경로 내로 주입하기 위한 수단을 포함하고;
    상기 복수의 노즐은:
    상기 격자를 통과하는 제1 유체가 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 적어도 하나의 제트를 형성하도록;
    상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하게끔 상기 복수의 제트들이 상호작용하도록; 그리고
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 격자 위의 경로 내에서 접촉 및 상호작용하도록;
    성형되고 상기 격자 내에 배치되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 적어도 하나의 실질적으로 상향으로 유동하는 소용돌이를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노즐이:
    상기 격자를 통과하는 제1 유체가 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 제트를 형성하도록;
    상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하게끔 상기 복수의 노즐로부터의 복수의 제트들이 상호작용하도록; 그리고
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 격자 위의 경로 내에서 접촉 및 상호작용하도록;
    성형되고 상기 격자 내에 배치되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 실질적으로 상향으로 유동하는 소용돌이를 포함하는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소용돌이들이 실질적으로 동일한 방향으로 회전하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유체가 기체인, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유체가 액체인, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 슬롯인, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노즐이 위쪽으로 좁아지는 슬롯인, 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 노즐들이 평행한 슬롯들인, 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 상기 격자로부터 하향 연장하는 경사 요소를 가지는 천공부인, 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유체가 제2 격자를 통과하도록 상기 경로를 가로질러 실질적으로 2-차원적인 제2 격자를 형성하는 복수의 노즐을 더 포함하고;
    제2 유체를 상기 경로 내로 주입하기 위한 수단이 상기 제2 격자 위에 있으며; 그리고
    상기 복수의 노즐은:
    상기 제2 격자를 통과하는 제1 유체가 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 제2 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 적어도 하나의 제트를 형성하도록;
    상기 제2 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하게끔 상기 복수의 제트들이 상호작용하도록;
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 제2 격자 위의 경로 내에서 접촉 및 상호작용하도록;
    성형되고 상기 제2 격자 내에 배치되는, 장치.
  13. 유체를 혼합하기 위한 방법으로서:
    경로를 가로질러 배치된 복수의 노즐의 실질적으로 2-차원적인 격자를 통해서 실질적으로 상향인 경로를 따라서 제1 유체를 통과시키는 단계;
    상기 격자를 통한 상기 제1 유체의 통과가, 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 적어도 하나의 제트를 형성하는 단계;
    상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하도록 상기 복수의 제트들을 상호작용시키는 단계;
    제2 유체를 상기 격자 위의 경로 내로 주입하는 단계; 및
    상기 제1 유체의 비-선형 유동을 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 격자 위의 경로 내에서 접촉시키고 상호작용시키는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 적어도 하나의 실질적으로 상향으로 유동하는 소용돌이를 포함하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 격자를 통과하는 제1 유체가 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 제트를 형성하고;
    상기 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하도록 상기 복수의 노즐로부터의 복수의 제트들이 상호작용하고; 그리고
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 격자 위의 경로 내에서 접촉하고 상호작용하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 실질적으로 상향으로 유동하는 소용돌이를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 소용돌이들이 실질적으로 동일한 방향으로 회전하는, 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유체가 기체인, 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제2 유체가 액체인, 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 노즐이 슬롯인, 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 노즐이 위쪽으로 좁아지는 슬롯인, 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 노즐들이 평행한 슬롯들인, 방법.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 노즐이 상기 격자로부터 하향 연장하는 경사 요소를 가지는 천공부인, 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유체가 제2 격자를 통과하도록 상기 경로를 가로질러 실질적으로 2-차원적인 제2 격자를 형성하는 복수의 노즐을 더 포함하고;
    제2 유체를 상기 경로 내로 주입하기 위한 수단이 상기 제2 격자 위에 있으며; 그리고
    상기 복수의 노즐은:
    상기 제2 격자를 통과하는 제1 유체가 상기 복수의 노즐의 각각에 대해서 상기 제2 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 적어도 하나의 제트를 형성하도록;
    상기 제2 격자 위의 경로 내에서 상기 제1 유체의 비-선형 유동을 형성하게끔 상기 복수의 제트들이 상호작용하도록; 그리고
    상기 제1 유체의 비-선형 유동이 상기 경로 내로 주입된 제2 유체와 상기 제2 격자 위의 경로 내에서 접촉 및 상호작용하도록;
    성형되고 상기 제2 격자 내에 배치되는, 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 노즐은
    유체 유입구, 유체 배출구, 측벽, 및 중심 축을 가지는 하우징; 및
    상기 하우징 내측에 고정된 복수의 블레이드를 포함하고;
    상기 각각의 블레이드가 적어도 4개의 연부를 가지며;
    상기 각각의 블레이드가 상기 측벽에 부착된 2개의 인접한 부착된 연부들을 가지며;
    상기 각각의 블레이드가 2개의 미부착 연부를 가지며;
    상기 2개의 미부착 연부를 따라서 그려진 선이 상기 중심 축을 둘러싸는, 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드의 적어도 하나의 부착된 연부가 상기 배출구의 연부를 따라서 부착되는, 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 블레이드가 직사각형인, 장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 블레이드가 사각형인, 장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 블레이드가 곡선화되는, 장치.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 중심 축을 따라서 배치된 체결 요소를 더 포함하는, 장치.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 측벽이 사각형 실린더인, 장치.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 측벽이 육각형 실린더인, 장치.
  33. 제25항에 있어서,
    상기 2개의 미부착 연부를 따라서 그려진 선이 실질적으로 상기 중심 축에서 만나는, 장치.
  34. 삭제
  35. 제13항에 있어서,
    상기 각각의 노즐은
    유체 유입구, 유체 배출구, 측벽, 및 중심 축을 가지는 하우징; 및
    상기 하우징 내측에 고정된 복수의 블레이드를 포함하고;
    상기 각각의 블레이드가 적어도 4개의 연부를 가지며;
    상기 각각의 블레이드가 상기 측벽에 부착된 2개의 인접한 부착된 연부들을 가지며;
    상기 각각의 블레이드가 2개의 미부착 연부를 가지며;
    상기 2개의 미부착 연부를 따라서 그려진 선이 상기 중심 축을 둘러싸는, 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169602U1 (ru) * 2016-03-22 2017-03-24 Константин Евгеньевич Дружинин Решетка скруббера
US11028727B2 (en) * 2017-10-06 2021-06-08 General Electric Company Foaming nozzle of a cleaning system for turbine engines
US11202983B2 (en) * 2017-11-08 2021-12-21 Btu International, Inc. Devices, systems and methods for flux removal from furnace process gas
RU2678058C1 (ru) * 2018-03-22 2019-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "ЛАБОРАТОРИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ - КАПИТАЛ" Насадка для контактирования газа и жидкости
CN110368824A (zh) * 2018-04-13 2019-10-25 埃尔微尘科技（北京）有限公司 一种气液混合装置
CN110870982A (zh) * 2018-08-31 2020-03-10 埃尔微尘科技（北京）有限公司 一种蒸发装置
US11849905B2 (en) * 2018-12-17 2023-12-26 Suzhou Gamana Electric Appliance Co., Ltd. Flat separator and cleaner
RU196765U1 (ru) * 2019-12-12 2020-03-13 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Сибирский Государственный Университет Водного Транспорта" (Фгбоу Во "Сгувт") Решётка диспергационного гидрофильтра скруббера
CN117085589B (zh) * 2023-10-20 2024-02-27 天津市迈特耐斯科技有限公司 一种切削液自动配比及智能供液设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1473790A1 (ru) 1987-04-01 1989-04-23 Предприятие П/Я Р-6273 Тепломассообменный аппарат
US5161315A (en) 1990-08-03 1992-11-10 Jet-Pro Company, Inc. Fluidized bed particulate material treating apparatus

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5126901B2 (ko) * 1971-08-16 1976-08-09
SU704640A1 (ru) * 1976-12-10 1979-12-25 Краснодарский политехнический институт Колонна дл тепло- и массообменных процессов
JPS58154702A (ja) * 1982-03-09 1983-09-14 Mitsui Petrochem Ind Ltd 撹拌流動層型気相重合装置のガス分散板
DE3515300A1 (de) * 1985-04-27 1986-10-30 Gerd Dr Wilhelm Pyramidenpackung fuer die verfahrenstechnik
SU1542564A1 (ru) * 1988-05-03 1990-02-15 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им.С.М.Кирова АН СССР Насадка дл пульсационных и вибрационных массообменных аппаратов
DE3907573A1 (de) * 1989-03-09 1990-09-20 Sulzer Ag Mehrzuegige wirbelpackung
SU1624751A2 (ru) * 1989-07-24 1996-12-20 Краснодарский политехнический институт Колонна для тепломассообменных процессов между газом (паром) и жидкостью
US5409672A (en) * 1993-12-17 1995-04-25 Uop Plug flow reaction apparatus with high shear
US5462719A (en) 1994-06-08 1995-10-31 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for mixing and distributing fluids in a reactor
RU2104752C1 (ru) 1994-08-23 1998-02-20 Юрий Александрович Панарин Устройство для улавливания токсичных веществ из газообразных выбросов (варианты)
US5683493A (en) * 1996-07-19 1997-11-04 Stober; Berne K. Packing for separation columns and process of use
US5891401A (en) * 1997-02-05 1999-04-06 Kinetics Technology International Corporation Porous tuyere for fluid bed apparatus
JPH1128337A (ja) * 1997-07-11 1999-02-02 Hitachi Zosen Corp 脱硝装置におけるアンモニア供給方法
RU2132220C1 (ru) 1998-02-13 1999-06-27 Иркутская ТЭЦ-10 Устройство для очистки газов
US6334985B1 (en) * 1998-08-18 2002-01-01 Uop Llc Static mixing reactor for uniform reactant temperatures and concentrations
JP2004181437A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Anemosu:Kk 異種物質分離装置
CN100438961C (zh) 2004-02-16 2008-12-03 风神有限公司 混搅部件以及使用混搅部件的静止型流体混合器
US7866638B2 (en) * 2005-02-14 2011-01-11 Neumann Systems Group, Inc. Gas liquid contactor and effluent cleaning system and method
JP2008183501A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Anemosu:Kk 流体混合器
CN201253498Y (zh) * 2008-09-16 2009-06-10 秦松 桥形固定阀塔盘板
CN202860156U (zh) * 2012-10-19 2013-04-10 乳山市日晟机械制造有限公司 一种用于酒精蒸馏塔的斜孔塔板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1473790A1 (ru) 1987-04-01 1989-04-23 Предприятие П/Я Р-6273 Тепломассообменный аппарат
US5161315A (en) 1990-08-03 1992-11-10 Jet-Pro Company, Inc. Fluidized bed particulate material treating apparatus

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