MX2011003104A

MX2011003104A - Aparato y su metodo.

Info

Publication number: MX2011003104A
Application number: MX2011003104A
Authority: MX
Inventors: David Kurt Neumann; Boris R Nizamov; Thomas Lee Henshaw; Andrew R Awtry; Jason K Brasseur; Keith R Hobs
Original assignee: Neumann Systems Group Inc
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-08-12
Also published as: WO2010037037A3; EP2349530A4; AU2009296245B2; EP2349530A1; NZ592101A; WO2010037040A1; US20100320294A1; NZ592099A; NZ592098A; AU2009296242A1; AU2009296248A1; EP2331233A4; JP2012504042A; EP2331233A2; CA2737737A1; KR20110091656A; AU2009296248B2; EP2358463A1; AU2009296242B2; CA2737798A1

Abstract

La invención se relaciona con un contactor de gas y líquido y un sistema y método de limpieza de efluentes y más particularmente con un grupo de toberas configurado para producir chorros de líquido planos separados en forma uniforme con estabilidad lineal reducida. Una realización de la invención se refiere a una unidad de estabilidad usada con toberas de un contactor de gas y líquido y/o un aumentador para la formación de chorros estables, y más particularmente para reducir la estabilidad de chorros de líquido formados desde toberas del contactor de gas y líquido. Otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato en una condición que reduce la estabilidad de chorros de líquido, por ejemplo, un aparato generador de gotas. Aún otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato con una suspensión acuosa. Aún otro aspecto de la invención se refiere a un aparato para separar sustancialmente por lo menos dos fluidos.

Description

APARATO Y SU ¡MÉTODO Esta solicitud de patente es una continuación en parte de la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de Gas y Líquido y Sistema y Método de Limpieza de Efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, y reivindica prioridad de la Solicitud de Patente Provisoria Estadounidense N° 61/100.564, titulada "Sistema para Remoción de Contaminantes Gaseosos," presentada el 26 de septiembre de 2008, de la Solicitud de Patente Provisoria Estadounidense N° 61/100.606, titulada "Sistema y Método de Contactor de Líquido y Gas," presentada el 26 de septiembre de 2008, y de la Solicitud de Patente Provisoria Estadounidense N° 61/100.591, titulada "Contactor de Líquido y Gas y Sistema y Método de Limpieza de Efluentes," presentada el 26 de septiembre de 2008; la totalidad de las invenciones expuestas anteriormente se incorporan en la presente como referencia en su totalidad. Además, la presente solicitud de patente se relaciona con el objeto de la Solicitud de Patente N° 12/012.568, titulada "Reactor de Dos Fases," presentada el 4 de febrero de 2008, que es una continuación de la Solicitud de Patente N° 11/057.539, titulada "Reactor de Dos Fases," presentada el 14 de febrero de 2005, actualmente Patente N° 7.379.487; ambas solicitudes de patente se incorporan en la presente como referencia como si se expusieran en su totalidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La invención se relaciona con un aparato y más específicamente con una unidad de estabilidad y/o aumentador para aumentar la estabilidad de los chorros de líquido formados a partir de las placas de toberas dentro del aparato. Otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato en una condición que reduce la estabilidad de los chorros de líquido, por ejemplo, un aparato generador de gotas. Aún otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato con una suspensión acuosa.

Discusión del Arte Relacionado La absorción de un gas dentro de un líquido es un paso de proceso clave en una variedad de sistemas de contacto de gas y líquido. Los contactores de gas y líquido, también denominados reactores de gas y líquido, se pueden clasificar en reactores de superficie y de volumen donde la superficie interfacial entre las dos fases se crea en la superficie del líquido y dentro del líquido global, respectivamente. Existen muchos ejemplos de reactores de gas y líquido de superficie tales como discos giratorios y contactores de chorros de líquido. Los generadores de discos giratorios son discos (rotores) sumergidos parcialmente en un líquido y expuestos a una corriente de gas. Se forma una película delgada de solución líquida sobre la superficie del rotor y está en contacto con una corriente de gas reactivo de co-corriente . El disco se rota para renovar el contacto de reactivo líquido con el gas. En un reactor de gas y líquido de volumen, la fase de gas se dispersa como pequeñas burbujas dentro del líquido global. Las burbujas de gas pueden tener forma esférica o irregular y se introducen dentro del líquido mediante tubos rociadores de gas. Las burbujas se pueden agitar mecánicamente para aumentar la transferencia de masa.

En muchos sistemas de contacto de gas y líquido, la velocidad de transporte de gas a la fase líquida se controla con el coeficiente de transferencia de masa de fase líquida, k, la superficie interfacial, A, y el gradiente de concentración, delta C, entre el fluido global y la interfaz de gas y líquido. Una forma práctica para la velocidad de absorción de gas dentro del líquido es entonces: F = fa= kaa(p - pi) = kLa{C[ - CL) en donde la variable F es la velocidad de absorción de gas por cada unidad de volumen del reactor (mol / (cm3s) ) ; f es la velocidad promedio de absorción por cada unidad de superficie (mol/ (cm2s) ) ; a es la superficie interfacial de gas y líquido por cada unidad de volumen (cm2/cm3, o cm"1) ; p y pi son las presiones parciales (bar) del gas reactivo dentro del gas global y en la interfaz, respectivamente; C*L es la concentración lateral de líquido (mol/cm3) que estaría en equilibrio con la presión parcial de la fase de gas existente, pi; CL (mol/cm3) es la concentración promedio del gas disuelto dentro del líquido global; y kG (mol/ (cm2*s*bar) ) y kL (cm/s) son los coeficientes de transferencia de masa del lado del gas y del lado del líquido (cm/s) , respectivamente.

En el arte relacionado, existen muchos enfoques para maximizar la transferencia de masa y la superficie específica en los sistemas de contactores de gas. Los principales enfoques incluyen un tubo rociador de gas, un chorro de pared humedecida y una aspersión o atomización. La elección del contactor de gas y líquido depende de las condiciones de la reacción que incluye un flujo de gas/líquido, una transferencia de masa y la naturaleza de la reacción química. La Tabla 1 resume diferentes características de transferencia de masa de algunos reactores de gas y líquido del arte relacionado. Para optimizar la velocidad de absorción del gas, los parámetros k, a y (C*L - CL) se deben maximizar. En muchos sistemas de reacción de gas y líquido la solubilidad de la C*L es muy baja y el control del gradiente de concentración, en consecuencia, es limitado. Por lo tanto, los principales parámetros que se deben considerar en el diseño de un reactor de gas y líquido eficiente son la transferencia de masa y la relación de la superficie interfacial al volumen del reactor, que también se denomina superficie específica.

TABLA 2: COMPARACIÓN DE RENDIMIENTO DE REACTOR DE GAS/LÍQUIDO Tipo de ß kG kL a kLa Reactor (%, (mol/cm2s (cm2s) (crrf1) (s-1) relación de atm) xlO2 lO2 velocidad xlO4 de flujo volumétrica de gas y líquido) Columna 2 - 25 0,03 - 2 0.4 - 2 0,1 - 0, 04 -empaquetada 3,5 7,0 (countra-corriente) Reactores 60 - 98 0,5 - 2 1 - 4 0,5 - 6 0,54 -de Burbujas 24 Columnas de 2 - 20 0,5 - 2 0,7 - 0,1 - 1 0, 07 - Aspersión 1,5 1,5 Columna de 10 - 95 0,5 - 6 1 - 20 1 - 2 1,0 - 40 Existen diferentes reactores de contacto de gas y líquido cuyo rendimiento depende del área de contacto superficial . Por ejemplo, el láser de oxígeno y yodo químico (COIL) produce energía láser a partir de un combustible químico que comprende gas cloro (Cl2) y peróxido de hidrógeno básico (BHP) . El producto de esta reacción se oxígeno singulete delta, que alimenta el COIL. La presente tecnología usa chorros circulares de BHP líquido mezclado con gas Cl2 para producir el oxígeno singulete delta. En un generador típico, los chorros tienen en el orden de 350 micrones de diámetro o menos. Para generar los chorros, el BHP líquido se empuja bajo presión a través de una placa de tobera que contiene una alta densidad de orificios. Esto produce una alta superficie interfacial para el contacto con el gas Cl2. Cuanto más alta es la superficie, más pequeño será el generador y más alto será el rendimiento del oxígeno excitado que se podrá suministrar a la cavidad láser. Los chorros más pequeños y densamente empaquetados pueden mejorar la superficie específica, pero son propensos a la obstrucción y la rotura. La obstrucción es un problema grave ya que la reacción entre el cloro y el peróxido de hidrógeno básico produce sales de cloro del hidróxido de metal alcalino usado para elaborar el peróxido de hidrógeno básico. La obstrucción también limita la gama de molaridad del peróxido de hidrógeno básico, que reduce el rendimiento de oxígeno singulete y la potencia láser. El elemento más pesado del sistema de COIL es este combustible químico. Los problemas propios de la producción del combustible aumentan el peso y reducen la eficiencia del láser COIL en su totalidad. Por lo tanto, se necesita un láser COIL que tenga eficiencia aumentada y menor peso que los diseños actuales.

En otro ejemplo, los contactores de gas y líquido también se usan en procesos de fermentación aeróbica. El oxígeno es uno de los reactivos más importantes en la fermentación aeróbica. Su solubilidad en soluciones acuosas es baja pero su demanda es alta para sostener el crecimiento de cultivos. Los termentadores comerciales (>10.000 L) usan la dispersión de burbujas agitadas para aumentar el coeficiente de transferencia de masa volumétrica, kLa . La agitación contribuye a mover el oxígeno disuelto a través del fluido global, rompe la coalescencia de las burbujas y reduce la capa límite que rodea a las burbujas. La superficie interfacial en estos sistemas se incrementa aumentando el número de burbujas dentro del reactor y reduciendo el tamaño del diámetro de las burbujas. Sin embargo, la transferencia de masa de oxígeno al microorganismo aún está limitada por la superficie interfacial relativamente pequeña de la burbuja y los tiempos cortos de residencia de las burbujas. Los sistemas de tubos rociadores actuales (dispersión de burbujas) presentan un coeficiente de transferencia de masa volumétrica relativamente pequeño kLa (0,2/s); en consecuencia, se desea un enfoque nuevo para generar la superficie interfacial máxima para resolver estas limitaciones de la transferencia de masa.

Al diseñar sistemas para aplicaciones industriales, se debe tener en consideración tanto la el costo como la eficiencia. La sabiduría convencional generalmente impide que ambas se obtengan en forma óptima simultáneamente. En el caso de los contactores de gas y líquido, la sabiduría convencional generalmente se mantiene en las aplicaciones industriales tales como el procesamiento químico, las aplicaciones biológicas industriales, el control de la contaminación o procesos similares que necesitan hacer reaccionar o disolver una composición química de fase gaseosa con una fase líquida dentro de un sistema de flujo dinámico.

En el ejemplo del control de la contaminación, la metodología estándar de eliminar un compuesto o compuestos blanco en un proceso húmedo es un sistema de flujo contracorriente que utiliza gotas finas de la fase líquida que cae a través de una fase de flujo de gas 180° en una dirección opuesta. Normalmente, se usa la gravedad para arrastrar la fase líquida hacia un sumidero de captura en la base de una columna o torre. La fase gaseosa fluye hacia arriba a través de la misma columna o torre. La fase gaseosa luego se captura para un nuevo procesamiento o se libera a la atmósfera.

Para adaptarse a procesos químicos de mayor escala, la columna o torre se debe aumentar linealmente con el tamaño del proceso deseado mediante la longitud o el diámetro. La metodología lógica actual es aumentar la escala de una sola unidad de proceso ya que los costos de capital de una sola unidad de proceso generalmente no aumentan linealmente con el tamaño.

Otra desventaja de los contactores de gas y líquido contracorriente, gravitacionales o de aerosol/gotas estándar es que los flujos de gas deben tener una velocidad suficientemente baja para que los efectos de la gravedad sean mayores que la flotación de las gotas. Sin embargo, generalmente no ocurre una evaporación importante del reactivo líquido ya que los tiempos de contacto son prolongados, por lo cual se necesita una captura importante de ese vapor antes del procesamiento o liberación secundaria .

EXTRACTO DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, la invención se refiere a un aparato y método que sustancialmente evita uno o más de los problemas debido a las limitaciones y desventajas del arte relacionado.

Una de las ventajas de la invención es que proporciona una unidad de estabilidad y aumenta la estabilidad de los choros formados desde una placa de tobera.

Otra ventaja de la invención es que proporciona un aumentador para aumentar la estabilidad de los chorros formados desde una placa de tobera.

En una realización preferida, es beneficioso maximizar la superficie específica para aumentar el tiempo de contacto entre el gas y el líquido. Esto se puede lograr minimizando la separación de chorro a chorro, por lo tanto empaqueta estrechamente las toberas usadas para generar los chorros de líquido. Para aprovechar la alta densidad del chorro, los aspectos de la invención se refieren a aumentar la estabilidad de la formación de chorros.

Otras características y ventajas de la invención se expondrán en la descripción siguiente, y en parte serán evidentes a partir de la descripción, o se deberán aprender mediante la práctica de la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención se realizarán y alcanzarán mediante la estructura señalada particularmente en la descripción escrita y las reivindicaciones de la presente así como los dibujos adjuntos.

Para obtener estas y otras ventajas y de acuerdo con el propósito de la invención, como se realiza y describe ampliamente, una realización de la invención se refiere a un aparato de contactor de gas y líquido que incluye una entrada de líquido, una entrada de gas y una salida de gas. El aparato también incluye una placa tobera que incluye un grupo de toberas en comunicación con la entrada de líquido y la entrada de gas. La placa de tobera incluye una unidad de estabilidad conectada a la placa de tobera que está configurado para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido.

Otra realización de la invención se refiere a una placa de tobera para su uso dentro de un contactor de gas y líquido. La placa de tobera incluye una placa y un grupo de toberas sobre la placa. La placa de tobera también incluye una unidad de estabilidad conectada a la placa. La unidad de estabilidad está configurada para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde la placa de tobera.

Aún otra realización de la invención se refiere a un método para usar un aumentador para aumentar la inestabilidad de los chorros formados desde una placa de tobera de un contactor de gas y líquido. El método incluye aplicar un aumentador a una corriente de entrada de un contactor de gas y líquido para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido. El método también incluye formar una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares, cada uno de dichos chorros de líquido incluye una lámina planar de líquido, donde la pluralidad de chorros de líquido está dispuesta en planos sustancialmente paralelos. Otro método incluye proveer un gas con por lo menos una molécula de fase gaseosa reactiva o soluble y eliminar por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa mediante una interacción de transferencia de masa entre las moléculas de fase gaseosa y los chorros de líquido.

Aún otra realización de la invención se refiere a un método para procesar moléculas de la fase gaseosa con un contactor de gas y líquido. El método incluye formar una pluralidad de chorros de líquido inestables, los chorros de líquido inestables incluyen una distribución de gotas desde un grupo de toberas. El gas se provee con por lo menos una molécula de fase gaseosa reactiva o soluble. Por lo menos una parte de la molécula de fase gaseosa se elimina mediante una interacción de transferencia de masa entre la molécula de fase gaseosa y la distribución de gotas.

Aún otra realización de la invención se refiere a un método para procesar moléculas de fase gaseosa con un contactor de gas y líquido. El método incluye formar una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares, cada uno de dichos chorros de líquido incluye una lámina planar de líquido y la pluralidad de chorros de líquido está dispuesta en planos sustancialmente paralelos. Los chorros de líquido esencialmente planares se forman con una suspensión acuosa. Se provee por lo menos una molécula de fase gaseosa reactiva o soluble y por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa se elimina mediante una interacción de transferencia de masa entre las moléculas de fase gaseosa y los chorros de líquido.

Aún otra realización de la invención se refiere a un método para separar por lo menos dos fluidos con un aparato. El método incluye calentar por lo menos uno de por lo menos dos fluidos a una presión parcial de por lo menos uno por lo menos dos fluidos. El método también incluye eliminar por lo menos una parte de por lo menos uno de por lo menos dos fluidos formando una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares con por lo menos dos líquidos, cada uno de los chorros de líquido comprende una lámina planar de líquido, dicha pluralidad de chorros de líquido está dispuesta en planos esencialmente paralelos.

Se debe entender que tanto la descripción general precedente como la siguiente descripción detallada son ejemplos y explicaciones y b.. están destinadas a proporcionar otra explicación de la invención reivindicada .

Breve Descripción de los Dibujos Los dibujos adjuntos, que están incluidos para proporcionar una comprensión mayor de la invención y se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.

En los dibujos: La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un sistema para producir un chorro plano de acuerdo con una realización de la invención . 0 La Figura 2A ilustra una vista en perspectiva de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con otra realización de la invención .

La Figura 2B ilustra una vista de corte transversal de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con la Figura 2A a lo largo de A a A' .

La Figura 2C ilustra una vista de arriba hacia debajo de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con la Figura 2A.

La Figura 2D ilustra una vista de arriba hacia debajo de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 3A ilustra una vista de corte transversal de una tobera con una malla de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 3B ilustra una vista de arriba hacia debajo de una tobera con una malla de acuerdo con la Figura 3A.

La Figura 3C ilustra una vista de corte transversal de una tobera con un canal de alimentación y una malla de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 4A ilustra una vista de corte transversal de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 4B ilustra una vista en perspectiva de una tobera con una unidad de desvío, un canal de alimentación y una malla de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 4C ilustra una vista de corte transversal de la tobera de la Figura 4B a lo largo de la línea B a B' .

La Figura 4D ilustra un diagrama de bloques de un sistema de destilación de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 4E ilustra un diagrama de bloques de un sistema de destilación de acuerdo con otra realización de la invención.

La Figura 5A ilustra un aparato usado en el Ejemplo 1.

La Figura 5B ilustra un lado de salida de una placa de tobera usada en el Ejemplo 1.

La Figura 5C ilustra un lado de entrada de una placa de tobera usada en el Ejemplo 1.

La Figura 5D es una fotografía de una vista de frente de un chorro formado en el Ejemplo 1.

La Figura 5E es una fotografía de una vista lateral de un chorro formado en el Ejemplo 1.

La Figura 6A ilustra un lado de entrada de una placa de tobera que incluye 24 toberas usadas en el Ejemplo 2.

La Figura 6B es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 2.

La Figura 7 es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 3.

La Figura 8 es una fotografía de chorros formados por diferentes fluidos en el Ejemplo 4.

La Figura 9 es una fotografía de chorros formados por agua y Super-water® de acuerdo con el Ejemplo 5.

La Figura 10 es una fotografía de chorros formados por agua y Super-water® de acuerdo con el Ejemplo 6.

La Figura 11 es una fotografía de vistas laterales de chorros formados en los Ejemplos 5 y 6.

La Figura 12A ilustra un lado de salida de una placa de tobera usada en el Ejemplo 7.

La Figura 12B ilustra una de despiece de una parte de la placa de tobera de la Figura 12A.

La Figura 12C ilustra una estructura de canal de alimentación de panal usada en el Ejemplo 7.

La Figura 12D es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 7.

La Figura 12E es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 7.

La Figura 13A ilustra un aparato usado en el Ejemplo 8.

La Figura 13B ilustra una vista en perspectiva de una primera caja de chorros usada en el Ejemplo 8.

La Figura 13C ilustra una vista de corte transversal en perspectiva de la primera caja de chorros de la Figura 13B a lo largo de la línea C a C .

La Figura 13D es una vista de corte transversal en perspectiva de una segunda caja de chorros usada en el Ejemplo 8.

La Figura 13E es una fotografía de chorros formados en el Ejemplo 8 con la primera caja de chorros.

La Figura 13F es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 8 con la segunda caja de chorros.

La Figura 14 es una fotografía de una vista lateral de chorros formados en el Ejemplo 9.

La Figura 15 es una fotografía de vistas laterales de chorros formados en el Ejemplo 11.

La Figura 16 es un gráfico de espectros de muestra de acuerdo con el Ejemplo 13.

Descripción Detallada de la invención La invención en ' general se relaciona con un aparato, y más específicamente con una unidad de estabilidad y/o un aumentador para aumentar la estabilidad de los chorros de líquido formados desde placas de toberas dentro del aparato. Otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato en una condición que reduce la estabilidad de los chorros de líquido, por ejemplo, un aparato de generador de gotas. Aún otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato con una suspensión acuosa. Los aspectos de la invención se relacionan con un contactor de gas y líquido y un sistema y método de limpieza de efluentes y más particularmente con un grupo de toberas configuradas para producir chorros de líquido estables.

Un parámetro del rendimiento en los contactores de gas y líquido es la superficie específica (crrf1) de los chorros de líquido formados desde los contactores de gas y líquido de la invención. La superficie específica se la relación de la superficie total del chorro de líquido al volumen efectivo que ocupa el chorro. En condiciones de operación normales el líquido sale de un grupo de toberas configuradas para producir chorros de líquido como se describe en la Solicitud de patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en la presente. Sin embargo, puede surgir inestabilidad de operación del chorro y los aspectos de esta invención se refieren a la reducción de la inestabilidad del chorro.

En una realización preferida, es beneficioso maximizar la superficie específica para aumentar el tiempo de contacto entre el gas y el líquido. Esto se puede lograr minimizando el espacio entre chorro y chorro, empaquetando entonces estrechamente las toberas usadas para generar los chorros de líquido. Para aprovechar la alta densidad de los chorros, se desea la formación de chorros estables.

Durante la operación se descubrió que surge inestabilidad del chorro de la conexión del chorro formado a fuentes de ruido, que incluye por lo menos vibraciones mecánicas, oscilaciones de fluido, competencia de fluido de una tobera a otra, e inestabilidades de alimentación de gas. Estas fuentes de ruido derivan en el desarrollo acelerado de la inestabilidad de la lámina lineal que puede derivar en choques que destruyen el chorro entre los chorros vecinos.

En una realización, la inestabilidad del chorro se puede caracterizar como inestabilidad de lámina lineal. La inestabilidad de lámina lineal se puede manifestar como oscilaciones espaciales dentro del chorro formado. Si la amplitud de la oscilación se hace importante, esta inestabilidad se hace importante. Por ejemplo, cuando se colocan varios chorros en una proximidad estrecha y la cantidad de chorros del aparato se incrementa. Se ha hallado que la inestabilidad hace que los chorros se rompan debido a choques de chorros con chorros que derivan de la inestabilidad de las láminas lineales. Para maximizar la superficie específica, la separación de un chorro a otro se minimiza, por lo tanto realizar el potencial completo se deberá reducir la inestabilidad de lámina lineal. Además, la oscilaciones de alimentación y la alimentación de fluido incorrectamente controlada a los chorros también pueden impulsar la inestabilidad de lámina lineal haciendo que los chorros se rompan. Por ejemplo, las oscilaciones de alimentación pueden ser producidas por aletas de la bomba.

Una realización de la invención se refiere a un contactor de gas y líquido para producir chorros de líquido estables. El contactor de gas y líquido incluye una entrada y salida de líquido y una entrada y salida de gas. El contactor de gas y líquido incluye una placa de tobera que incluye un grupo de toberas en comunicación con la entrada de líquido y la entrada de gas. La placa de tobera puede estar en la forma de una caja de chorros. El contactor de gas y líquido incluye una unidad de estabilidad conectado a la placa de tobera configurada para reducir la inestabilidad de chorros formados desde el contactor de gas y líquido. Las toberas y la caja de chorros se describen detalladamente con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes" , presentada el 6 de julio de 2009, que por la presente se incorpora como referencia como si se expusiera en forma completa en la presente.

En una realización preferida, la unidad de estabilidad está configurada para aumentar la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido, por ejemplo reduciendo la amplitud de la inestabilidad de lámina lineal. Además, la unidad de estabilidad puede minimizar las oscilaciones eligiendo correctamente una frecuencia de aleta de bomba que se pueden amortiguar fácilmente con el flujo corriente abajo que controla orificios o filtros.

En una realización preferida, la alimentación de líquido está configurada para fluir en una dirección sustancialmente arriba de las toberas, por ejemplo, está configurada para fluir en la dirección de la salida de la tobera. La unidad de estabilidad puede estar configurada para cambiar el momento de la entrada de líquido, por ejemplo reducir las oscilaciones en el momento ya que las oscilaciones en el momento de alimentación de la tobera derivan oscilaciones en el chorro formado. Además, la reducción de fuentes de ruido externas también reduce la amplitud de la inestabilidad de lámina lineal. Las vibraciones mecánicas sirven como un potencial impulsor para la inestabilidad de lámina lineal. El exceso de energía está conectado en los chorros por las oscilaciones mecánicas que pueden afectar la alimentación a los chorros, o producir vibraciones. Ambos derivan en el agregado de energía en la inestabilidad de lámina lineal, que deriva en la rotura del chorro. En consecuencia, se pueden usar prácticas de aislamiento de vibraciones estándar para amortiguar las fuentes de ruido externas .

En realizaciones de la invención, la unidad de estabilidad puede incluir por lo menos uno de canales de alimentación, una malla, una unidad de desvío y combinaciones de ellos. La unidad de estabilidad está configurada para reducir la inestabilidad del chorro .

Los canales de alimentación rodean por lo menos parcialmente por lo menos una tobera en el grupo de toberas. Los canales de alimentación están configurados para cambiar el momento de un líquido desde la entrada de líquido, es decir, redirigir el flujo para ser sustancialmente ortogonal a la entrada de la tobera, reduciendo de ese modo la inestabilidad de los chorros. Los canales de alimentación pueden tener una altura en la gama de 1 mm a 25 mm o más. En una realización preferida, la altura del canal de alimentación está en la gama de 8 mm a 12 mm. Los canales de alimentación también pueden estar configurados en numerosas configuraciones geométricas diferentes, tales como una estructura de panal. Los canales de alimentación forman canales de flujo individuales de manera tal que la alimentación de líquido se dirige mejor dentro de las toberas y la competencia de alimentación de fluido entre toberas adyacentes se reduce/disminuye. Esto puede reducir/eliminar un aspecto importante que crea inestabilidad de lámina lineal.

La malla se puede formar sobre por lo menos sobre una tobera del grupo de toberas. La malla está configurada para interrumpir el momento de líquido desde la entrada cuando se dirige a una entrada de tobera, reduciendo de ese modo la inestabilidad de los chorros. En una realización preferida, la malla distribuye al azar o apoya el momento del líquido. La malla se puede disponer directamente sobre la entrada de la tobera o arriba del canal de alimentación. La malla se puede configurar a una separación uniforme o no uniforme. En una realización preferida, la malla se forma en un patrón de rejilla sustancialmente ortogonal, cada rejilla del patrón tiene una región abierta en la gama de 0,1 mm a 2 mm. En otra realización preferida, la malla es naturalmente un tamiz que provee un 67% de obstrucción de la tobera. En otras realizaciones, la malla se puede configurar para proveer una obstrucción en la gama del 5% al 95%. En una realización preferida, la obstrucción está en la gama del 35% al 75%.

La unidad de desvío está dispuesta en una sección de entrada de por lo menos una tobera del grupo de toberas y está configurada para cambiar el momento del líquido desde la entrada de líquido, reduciendo así la inestabilidad de la tobera. En una realización, cada fila y/o columna de toberas incluye una unidad de desvío. En una realización, el desvío está dispuesto a un ángulo en la gama de 5 grados a 85 grados desde la superficie de la entrada de la tobera. En una realización preferida, el ángulo está en la gama de 20 grados a 70 grados. En una realización más preferida, el ángulo está en la gama de 30 grados a 60 grados. Se observa que la unidad de desvío puede estar configurada de manera que el ángulo sea de 45 grados. La unidad de desvío se puede disponer sobre los canales de alimentación o directamente sobre la superficie de la tobera. La unidad de desvío también se puede usar co o sin una malla. Naturalmente, se pueden usar otras estructuras de diferentes geometrías para reducir la inestabilidad de los chorros.

En otras realizaciones de la invención la amplitud de la inestabilidad de lámina lineal se puede reducir optimizando la composición de fluido del chorro y/o minimizando las fuentes de ruido externas. Esta optimización de la composición de fluido se puede realizar con o sin una unidad de estabilidad. La optimización de la composición de fluido de chorro puede reducir el efecto de las fuentes de ruido sobre la formación de chorros que impulsan la inestabilidad de lámina lineal. La optimización de la composición de fluido se dirige hacia la optimización de la formación de chorros ajustando la densidad, la tensión superficial, y la viscosidad de la composición de fluido.

En realizaciones de la invención, se usa un aumentador como o con el fluido, por ejemplo, un sorbente, para aumentar o disminuir por lo menos uno de la viscosidad, la tensión superficial, la densidad y los aportes de ellos, del líquido. El aumentador puede incluir una solución acuosa que incluye un polímero tal como una poliacrilamida parcialmente hidrolizada macromolecular lineal que comprende un peso molecular en la gama de 16 millones a 18 millones, una solución de glicol en la gama del 1% (p/p) al 100% (p/p) . Otros aumentadores pueden incluir por lo menos uno de peróxido de hidrógeno básico, glicerol, etilenglicol , alcohol polivinílico , goma xantana, éter de celulosa, polietilenglicol , y éter de alquilo de polioxialquileno .

Otras realizaciones de la invención se refieren al aumento de la densidad del fluido. Cuando aumenta la densidad, la cantidad de energía necesaria para mantener una oscilación dada también aumenta. Por lo tanto, para una fuente de ruido constante, el aumento de la densidad del fluido reduce la amplitud de la inestabilidad de lámina lineal. En forma similar, se logra el mismo efecto aumentando la viscosidad del fluido. La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido que está siendo deformado por un esfuerzo de corte o un esfuerzo de extensión. Como resultado, cuando se aumenta la viscosidad la estabilidad del chorro se incrementa. En el caso de la tensión superficial del fluido, cuanto más pequeña es la tensión superficial mayor es el tamaño del chorro producido a una presión de pleno dada. Estos efectos se han verificado experimentalmente usando aumentadores tales como glicol y tales como Super-water® como se discute en la presente .

En una realización preferida, se usa Super-water® como un aumentador para reducir la inestabilidad de los chorros. Super-water® es una solución acuosa que incluye un polímero obtenido de Berkeley Chemical Research, Inc. Más específicamente, el polímero es una poliacrilamida parcialmente hidrolizada macromolecular lineal que tiene un peso molecular en la gama de 16 a 18 millones. Super-water® también se describe en Howells, "Aplicaciones de Chorros de Super-Water® de 1974 a 1999", páginas 1-21, 1999, que se incorpora en la presente como referencia como si expusiera en su totalidad en la presente.

Sin embargo, todas las composiciones químicas conocidas en el arte también se pueden usar para ajustar las propiedades, por ejemplo, densidad, viscosidad, tensión superficial, del líquido usado para eliminar contenciones. Por consiguiente, se debe considerar la composición química efectiva del líquido de entrada. Es decir, en la invención se puede utilizar una variedad de líquidos que tienen una composición química efectiva y la elección del líquido depende de la operación deseada del aparato, por ejemplo, eliminación de contaminantes, separación de gases y similares. Un listado de posibles líquidos con diferentes composiciones químicas efectivas se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente .

Otro aspecto de la invención se relaciona con la operación del aparato en una condición que reduce la estabilidad de los chorros de líquido, por ejemplo, un aparato generador de gotas. El aparato incluye toberas y se describe generalmente con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. En esta realización, el aparato no incluye una unidad de estabilidad como se describe generalmente en la presente .

Más específicamente, el aparato se opera en condiciones para producir chorros inestables, en lugar de chorros estables. Los chorros inestables aumentan por lo menos la mezcla del líquido y el gas dentro del contactor de gas y líquido. Normalmente, la superficie de los chorros inestables sería menor comparada con los chorros estables debido al tamaño de las gotas formadas ya que los chorros se rompen. Sin embargo, cuando la se incrementa la agitación la transferencia de masa puede aumentar debido a la saturación, especialmente cuando el aparato se opera con fluidos que tienen un coeficiente de transferencia de masa alto. En consecuencia, puede ser beneficioso operar el aparato y/o diseñar el aparato para operar como un generador de gotas para algunas aplicaciones .

Una realización preferida se refiere a un método para procesar moléculas de fase gaseosa con un contactor de gas y líquido. El método incluye formar una pluralidad de chorros de líquido inestables que incluyen una distribución de gotas desde un grupo de toberas. El método incluye proveer gas con por lo menos una molécula de fase gaseosa reactiva o soluble y eliminar por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa mediante una interacción de transferencia de masa entre las moléculas de fase gaseosa y la distribución de las gotas.

En una realización de la invención, la combinación de condiciones de operación, por ejemplo, altas presiones de pleno con grupos estrechamente empaquetado de toberas, deriva en choques entre los chorros que generan una distribución de gotas. En una realización preferida, la distribución de gotas es una distribución densa y sustancialmente uniforme. La distribución de gotas incluye una gama de tamaños de gotas tales como gotas en la gama de 50 µ?? y 2 mm, y en la gama de volúmenes parciales del líquido de entre 0,5% y 20%. Cuando la presión del pleno aumenta, la velocidad del líquido que alimenta las toberas aumenta; esto deriva en la competencia por el agua, que deriva en inestabilidades en los chorros planos. Las inestabilidades se manifiestan en los chorros en por lo menos dos formas. En primer lugar, hay una pulsación de los chorros, tanto a lo largo del mismo eje del flujo de agua como en el eje transversal (competencia de una tobera con otra) . La pulsación de chorros deriva de las velocidades de flujo altas del pleno y deriva en la competencia entre toberas adyacentes de manera tal que el ancho del chorro oscile. La competencia puede derivar en una variación de la velocidad de flujo para una tobera individual que deriva en la pulsación del chorro. En segundo lugar, el desarrollo de la inestabilidad de lámina lineal que está presente en estos tipos de chorros en condiciones óptimas también se acelera.

En otra realización de la invención, la separación de los chorros es tal que la pulsación, combinada con las inestabilidades de lámina lineal de cada chorro, derive en choques entre chorros vecinos. Estos choques derivan en la generación de alta velocidad, por ejemplo, velocidades en la gama de 5 m/s a 10 m/s o más. La alta velocidad de las gotas deriva de la alta velocidad inicial de los chorros a la salida de las toberas, por ejemplo, las velocidades están en la gama de 5 m/s a 10 m/s o mayor. La gran velocidad de las gotas conectada con la distribución de tamaños de gotas minimiza los efectos de las fuerzas externas sobre las gotas, tales como fuerzas provocadas por un flujo de gas o gravedad, que deja el momento de gotas general sin cambios. Además, la velocidad de las gotas se suficientemente baja para proveer un aumento de la reacción debido a la superficie aumentad .

En otra realización de la invención, el generador de gotas se puede obtener ajustando por lo menos uno de la profundidad del corte (DOC) de la tobera, la separación de una tobera a otra, el banco de tobera a la separación de bancos de tobera, la presión de pleno de operación; usando aumentadores que reducen la tensión superficial y/o la viscosidad y combinaciones de ellos para amplificar las inestabilidades naturales de los chorros. Por ejemplo, a medida que se reduce la profundidad del corte se reduce la presión de operación para obtener una inestabilidad en el chorro. Además, cuando se reduce la separación de una tobera a otra la presión de operación para obtener la inestabilidad del chorro también se reduce. Cuando se incrementa la presión de pleno de operación la velocidad del chorro se incrementa, y los choques derivan en la inestabilidad de los chorros. Los aumentadores que reducen la tensión superficial tienden a ensanchar los chorros y en consecuencia tienden a aumentar los choques de un chorro con otro y a amplificar las inestabilidades naturales de los chorros. Finalmente, los aumentadores que reducen la viscosidad tienden a aumentar la susceptibilidad del fluido a ser chorros deformados y en consecuencia tienden a amplificar las inestabilidades naturales de los chorros.

En una realización preferida, un contactor de gas y liquido incluye un grupo de toberas que tiene toberas con un DOC de 0,52, una separación de una tobera a otra de 2 mm, una separación de un banco de tobera a otro de 2 'cm y ninguna unidad de estabilidad. El contactor de gas y líquido y la tobera se describen también con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. El contactor de gas y líquido se opera a una presión de pleno de 15 psi o más para producir chorros inestables que se rompen. Preferentemente, la operación a una presión de pleno en una gama de 17 psi a 75 psi y más preferentemente a una presión de pleno en la gama de 17 psi a 30 psi.

En otra realización preferida, un contactor de gas y líquido incluye un grupo de toberas que tiene toberas con un DOC de 0,54, una separación de una tobera a otra de 2 mm, una separación entre un banco de tobera y otro de 2 cm, y ninguna unidad de estabilidad. El contactor de gas y líquido también se describe con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. El contactor de gas y líquido se opera a una presión de pleno de 13 psi o más para producir chorros inestables que se rompen. Preferentemente, la operación a una presión de pleno en una gama de 15 psi a 73 psi y más preferentemente opera a una presión de pleno en la gama de 15 psi a 28 psi.

En aún otra realización preferida, un contactor de gas y líquido incluye un grupo de toberas que tiene toberas con un DOC de 0,54, una separación entre una tobera y otra de 2 mm, una separación entre un banco de tobera y otro de 2 cm y ninguna unidad de estabilidad. El contactor de gas y líquido también se describe con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes" , presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. El contactor de gas y líquido se opera a una presión de pleno de 11 psi o más para producir chorros inestables que se rompen. Preferentemente, la operación a una presión de pleno está en la gama de 11 psi a 71 psi y más preferentemente a una presión de pleno en la gama de 13 psi a 26 psi.

En consecuencia, cuando el DOC de la tobera aumenta, es decir, las dimensiones de la tobera se incrementan, la cantidad de presión de pleno necesaria para producir inestabilidad en los chorros también se reduce. Esto se debe a la velocidad aumentada del fluido a través de las toberas cuando el DOC aumenta o el tamaño de la tobera aumenta.

En otra realización de la invención, las moléculas de fase gaseosa incluyen por lo menos uno de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, amoníaco, gases ácidos, aminas, halógenos, compuestos de azufre reducidos, y oxígeno. En una realización preferida, las moléculas de fase gaseosa comprenden óxidos de azufre. En una realización más preferida, las moléculas de fase gaseosa comprenden dióxido de carbono. La distribución de gotas incluye amoníaco, sales de amonio, aminas, alcanolaminas , sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinotérreos, peróxidos, hipocloritos y combinaciones de ellos. Naturalmente otras moléculas de fase gaseosa y/o líquidos se pueden usar como se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente.

En otra realización de la invención, se forman chorros dentro del contactor de gas y líquido cuando una suspensión acuosa se usa como el líquido y pasa a través de las toberas. Los chorros formados con la suspensión son chorros estables y esencialmente planares, cada uno de dichos chorros incluye una lámina planar de líquido, donde la pluralidad de chorros de líquido está dispuesta en planos sustancialmente paralelos.

El contactor de gas y líquido se describe en la presente o se describe como se expone en la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. El contactor de gas y líquido también pueden incluir una unidad de estabilidad y/o un aumentador (es) .

Según la aplicación del contactor de gas y líquido, la presencia de sólidos puede ser necesaria para optimizar la reacción química y/o los sólidos se pueden formar como un subproducto de la reacción química. La suspensión es una solución acuosa que puede incluir una concentración de sólido en la gama del 0,01% (p/p) al 40% (p/p) que puede ser necesario para validar las características del chorro cuando los sólidos se introducen en el contactor de gas y líquido caso por caso. En una realización preferida, la suspensión incluye una composición sólida en la gama del 0,2% (p/p) al 30% (p/p). Los Ejemplos 10-12 examinan sólidos presentes en solución que se han pasado a través de las toberas. Esta serie de casos en concentración sólida del 0,2% (p/p) hasta el 30% (p/p) . Siempre que a los sólidos no se les dé un tiempo suficiente para unirse o sedimentarse, no ha habido ningún problema para que pasen a través de las toberas .

En otra realización, se pueden hacer diferentes modificaciones a las dimensiones o condicione de operación de las toberas. Estas modificaciones se pueden hacer según qué efecto tenga la suspensión sobre las características de los chorros, tales como el caso en que los sólidos actúen para interrumpir la tensión superficial del líquido. Por ejemplo, la reducción la reducción del eje mayor de la tobera combatiría el efecto de los chorros expandidos provocados por la interrupción en la tensión superficial. Además, la reducción de la presión de pleno también combatiría el efecto de los chorros expandidos por la interrupción en la tensión superficial.

Otra realización de la invención se refiere a un método para separar por lo menos dos fluidos con un aparato. El aparato de esta realización se describe en la presente con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. El aparato se usa como una columna de destilación. El método incluye calentar por lo menos uno de por lo menos dos campos a una presión de vapor de por lo menos uno de por lo menos dos fluidos. El calentamiento puede tener lugar en un tanque de captación, por ejemplo, con un intercambiador de calor. Luego, se forma una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares para aumentar por lo menos una parte de por lo menos uno de por lo menos dos fluidos. Los chorros de líquido incluyen una lámina sustancialmente planar de líquido y están dispuestos en planos sustancialmente paralelos. Para aumentar la separación de los dos fluidos se pueden agregar etapas de equilibrio adicionales para la escala modular. Por ejemplo, la modularidad del aparato se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente .

En esta realización, los chorros de líquido se pueden formar cuando los chorros de líquido planos que tienen un espesor en la gama de 10 µt? a 1000 µ??, en una realización preferida, el espesor está en la gama de 10 µp? a 250 µp?. Los chorros de líquido planos pueden tener una longitud en la gama de 5 cm a 30 cm, más preferentemente una longitud en la gama de 5 cm a 20 cm. Por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo tiene una velocidad menor de 15 m/seg que sale de una tobera y más preferentemente, en la gama de 5 m/seg a 10 m/seg.

En esta realización, por lo menos dos fluidos pueden incluir cualquier fluido que sea capaz de ser separado basado en sus propiedades termodinámicas respectivas, por ejemplo, presión de vapor, como se sabe en el arte. Los fluidos pueden contener un particulado liquido, gas, y/o sólido. Los fluidos pueden incluir condensados de papel y pulpa, aguas residuales municipales e industriales, procesos químicos y corrientes de subproductos farmacéuticos .

En una realización, los fluidos también pueden incluir un carbonato y un carbonato acuoso. Los fluidos pueden incluir una variedad de materiales diferentes tales como carbonatos de alquilo, arilo catiónicos, metales alcalinos, alcalinotérreos , carbonato de amonio, sales de carbonato de amonio y combinaciones de ellos. Los fluidos pueden incluir un alcohol, amoníaco, agua, agua de mar, salmuera, agua amarga, azufre reducido y compuestos orgánicos que contienen azufre, compuestos orgánicos volátiles (VOC) , y combinaciones de ellos.

Se hará referencia ahora detalladamente a una realización de la presente invención, un ejemplo de la cual se ilustra en los dibujos adjuntos.

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema para producir un chorro plano de acuerdo con una realización de la invención.

Con referencia a la Figura 1, un contactor de gas y líquido se ilustra generalmente como el número de referencia 100. El contactor de gas y líquido incluye una entrada de líquido y una entrada de gas. El contactor de gas y líquido se ilustra generalmente como el número de referencia 100. En esta realización, se utiliza una configuración de flujo transversal, el gas fluye de izquierda a derecha a través del contactor 100. El líquido entra a la parte superior 102 del contactor 100 a través del pleno de entrada 104 y se empuja a través de las placas de tobera 106 en la parte superior de la cámara de contacto 108. En esta realización, una unidad de estabilidad está conectada a la placa de tobera y configurada para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido .

Los chorros de líquido planos sustancialmente estables se forman con las toberas y fluyen hacia abajo a través de la cámara. El gas fluye de izquierda a derecha dentro del sistema ilustrado en la Figura 1 entre los chorros paralelos, donde tiene lugar la transferencia de masa, luego a través del eliminador de niebla de caída de presión baja 110, y hacia la salida 112 desde la entrada 113. El líquido se recoge a través de una rejilla contra las salpicaduras 112 en el fondo del contactor, se tratado según sea necesario, y posiblemente se recicla. El submódulo de rejilla contra las salpicaduras 112 es una rejilla con perforaciones con formas para recibir los chorros planos. La protección contra salpicaduras o el separador de gas y fluido también está configurada para minimizar sustancialmente las salpicaduras hacia atrás del líquido durante la operación. Las perforaciones de la rejilla contra salpicaduras 112 pueden estar en ángulo levemente hacia las salidas 114 y/o 116 del pleno de salida de captura de líquido 118 para contribuir a la salida del fluido sin la aplicación de presión al fluido. El aparato puede incluir diferentes módulos y las toberas se describen con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente.

La Figura 2A ilustra una vista en perspectiva de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con otra realización de la invención. La Figura 2B ilustra una vista de corte transversal con un canal de alimentación de acuerdo con la Figura 2A a lo largo de la línea A a A' .La Figura 2C ilustra una vista de arriba hacia debajo de una tobera con un canal de alimentación de acuerdo con la Figura 2A.

Con referencia a las Figuras 2A-2C, una placa de tobera se ilustra generalmente como el número de referencia 200. La placa de tobera 200 incluye un grupo de toberas 202 que tiene una entrada 204 y una salida 206. Las toberas se describen con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. Un canal de alimentación 208 está dispuesto por encima de cada una de las toberas y configurado como una unidad de estabilidad para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido 100.

La Figura 2D ilustra una vista de arriba hacia debajo de una tobera con un canal de alimentación individual de acuerdo con otra realización de la invención. En esta realización, cada tobera tiene su canal de alimentación como se expone con referencia al travesaño 210. Naturalmente también se pueden utilizar otras configuraciones geométricas de la tobera, tales como, un canal de alimentación que está configurado para rodear la circunferencia de la abertura de la tobera y extenderse verticalmente .

La Figura 3A es una vista de corte transversal de la tobera con una malla de acuerdo con otra realización de la invención. La Figura 3B es una vista de arriba hacia debajo de una tobera con una malla de acuerdo con otra realización de la invención.

Con referencia a las Figuras 3A-3B, una parte de una placa de tobera se ilustra generalmente como el número de referencia 300. La placa de tobera 300 incluye un grupo de toberas 302 que tiene una entrada 304 y una salida 306. Una malla 308 está dispuesta arriba de cada una de las toberas y configurada como una unidad de estabilidad para reducir la inestabilidad de los chorros desde el contactor de gas y líquido 100. En esta realización, la malla está configurada para tener una separación sustancialmente uniforme. La malla 308 incluye un patrón de damero y está construida de acero inoxidable. Le patrón de damero incluye una abertura que tiene una altura de 0,76 mm y un ancho de 0,76 mm. Como se muestra en la Figura 3B aparece como una región descolorida sobre la placa de tobera 300. En otra realización de la invención, la malla 308 puede estar configurada con un canal de alimentación 208 como se muestra en la Figura 3C.

La Figura 4A es una vista de corte transversal de una tobera con una unidad de desvío de acuerdo con otra realización de la invención .

Con referencia a la Figura 4A, una parte de una placa de tobera se ilustra generalmente como el número de referencia 400. La placa de tobera 400 incluye un grupo de toberas 402 que tiene una entrada 404 y una salida 406. Una unidad de estabilidad 408 está dispuesta por encima de cada una de las toberas y configurada como una unidad de estabilidad para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquido 100. En esta realización, la unidad de desvío incluye una aleta a un ángulo 410 en una gama de 30 grados a 60 grados.

La Figura 4B ilustra una vista en perspectiva de una tobera con una unidad de desvío, un canal de alimentación y una malla de acuerdo con otra realización de la invención. La Figura 4C ilustra una vista de corte transversal de la tobera de la Figura 4B a lo largo de la línea B a B' .

Con referencia a las Figuras 4B-4C, una parte de la placa de tobera se ilustra generalmente como el número de referencia 416. La unidad de estabilidad de esta realización incluye un canal de alimentación 208, una malla 308, y una aleta 408 de una unidad de desvío que se muestra en la Figura 4C. Naturalmente, la aleta 408 puede estar configurada en la dirección opuesta donde el flujo de líquido es de izquierda a derecha en lugar de derecha a izquierd .

La Figura 4D ilustra un diagrama de bloques de un sistema de destilación de acuerdo con una realización de la invención. En esta realización, un proceso de destilación tradicional para separar dos o más componentes en una mezcla de líquido se describe con referencia a tres Secciones. Además, la mezcla de líquido de esta realización se puede impulsar desde un refinado de petróleo, alimento y bebida, compuesto farmacéutico, biotecnología, procesamiento químico, producto petroquímico, central de energía de combustibles fósiles y operaciones de unidades de gas natural .

La Sección 1 incluye una unidad de destilación 422, una entrada de líquido 424, una salida de líquido 426 y una salida de gas o vapor 428. La unidad de destilación 422 se opera en condiciones para separar dos o más compuestos químicos de una materia prima por su presión de vapor a través de la aplicación o eliminación de calor. Es decir, el mecanismo de destilación termodinámico es conocido en el arte. La unidad de destilación 422 incluye un grupo de chorros planos de superficie alta empaquetados densamente para la transferencia de masa aumentada entre el vapor y el líquido como se discute con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes", presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. La corriente de vapor 428 sale del destilador 422 al condensador 440. La salida de líquido 426 fluye hacia fuera de la unidad de destilación 422 (Sección 1) dentro de la unidad de captación 428 (Sección 2) donde el líquido se calienta para elevar la presión de vapor de los componentes a través del intercambiador de calor, por ejemplo, un rehervidor.

La Sección 2 es un tanque de captación 428 equipada con un intercambiador de calor 434. Con referencia a la Sección 2, el tanque de captación 428 incluye una entrada de alimentación 420, una salida de alimentación 430 hacia el intercambiador de calor 434, un retorno de alimentación 432 desde el intercambiador de calor y una entrada de líquido 426 desde la Sección 1. La salida de alimentación 430 se envía a un intercambiador de calor 434 para elevar la temperatura y la presión de vapor de la alimentación donde se devuelve 432 y se recircula a través del tanque de captación 428. La entrada de energía 433 al intercambiador de calor 434 puede estar en la forma de vapor, eléctrica u otras formas conocidas en el arte.

La Sección 3 es una bomba de líquido 438. Con referencia a la Sección 3, al bomba de líquido 438 tiene una entrada de líquido 436 y una salida de líquido 434. La bomba de líquido recircula la solución de alimentación desde la Sección 2 a la Sección 1.

La Sección 4 es un condensador 440. Con referencia a la Sección 4, la corriente de vapor 428 creada en la Sección 1 se condensa y se recoge como un producto en la corriente 422.

La Figura 41 ilustra una diagrama de bloques de un sistema de destilación de acuerdo con otra realización de la invención. En esta realización, el proceso de destilación se describe en el contexto de la regeneración de solvente y el raspado de gas de producto y la recuperación desde una operación de la unidad. En esta realización, el proceso de raspado se describe con referencia a cinco Secciones.

La Sección 1 es un intercambiador de calor de solvente rico/pobre. Con referencia a la Sección 1, el intercambiador de calor 450 incluye las entradas de corriente 448 y 456 y las salidas de corriente 452 y 454. Una corriente de producto 448 desde una operación de unidad que contiene un solvente rico cargado con gas recuperable se pasa a través del intercambiador de calor 450 ¦ y dentro de una corriente de salida 452. Una corriente de retorno de entrada 456 que contiene solvente pobre con el producto Degas eliminado desde las Secciones 2 y 3 se pasa dentro del intercambiador de calor 450 y dentro de las corriente de salida 454 para reutilizar en una unidad de procesamiento.

La Sección 2 es una unidad de raspador. Con referencia a la Figura 2, la unidad de raspador 458 incluye una entrada de alimentación 452, una salida de alimentación 462 y una salida de vapor 460. La salida de alimentación 462 se envía a un tanque de captación 464 en la Sección 3. La unidad de raspador 458 incluye un grupo de chorros planos de superficie alta empaquetados densamente para una transferencia de masa aumentada entre vapor y líquido como se discute con referencia a la Solicitud de Patente Estadounidense N° 12/459.685, titulada "Contactor de gas y líquido y sistema y método de limpieza de efluentes" , presentada el 6 de julio de 2009, que se incorpora en la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. De esta manera, esperaríamos una mejora sustancial en el rendimiento de regeneración usando nuestro sistema de chorros planos debido a una distancia de difusión muy reducida, una renovación constante de la superficie del chorro y un tiempo de exposición de chorro pequeño. La corriente de producto de vapor 460 sale del raspador 458 a la bomba de vacío 476. La salida de chorro de líquido 462 fluye dentro de un tanque de captación 464 dentro de la Sección 3.

La Sección 3 es un tanque de captación equipado con un rehervidor. Con referencia a la Sección 3, el tanque de captación 464 incluye una entrada de alimentación 462 desde la Sección 2, una salida de alimentación 466 al rehervidor 468, un retorno de alimentación 470 desde el rehervidor. El rehervidor 468 incluye una entrada de energía 490 en la forma de vapor u otros agregados de calor, para calentar el solvente rico para crear una corriente de vapor. El vapor de solvente generado en el fondo del tanque de captación por el rehervidor 468 sirve como un vapor de raspado que se eleva contracorriente al flujo de solvente de chorro plano que fluye hacia abajo 462 desde la Sección 2. El rehervidor 468 también incluye una corriente de salida de solvente pobre 472 a la Sección 4.

La Sección 4 es una bomba de líquido. Con referencia a la Sección 4, la bomba de líquido incluye una entrada de líquido regenerado (pobre) 472 desde la Sección 3 y una salida de líquido 456. La salida de líquido pobre 456 se recircula de regreso al intercambiador de calor 450 dentro de la sección 1.

La Sección 5 es una bomba de vacío. Con referencia a la Sección 5, la bomba de vacío incluye un flujo de vapor de entrada 460 desde la Sección 2 y una corriente de vapor de salida 478. La bomba de vacío sirve para reducir la presión por encima de los chorros planos de líquido en la Sección 2 para una temperatura de solvente más baja y un trabajo equivalente de raspar el gas desde el solvente rico en la Sección 3. La corriente de vapor de salida 478 se puede recoger y utilizar para aplicaciones industriales según sea necesario.

EJEMPLOS Ejemplo 1 En el Ejemplo 1, se utilizó un aparato de ensayo de un solo chorro para ilustrar cómo sale el agua de una tobera en condiciones operativas normales. El aparato se describe con referencia a las Figuras 5A-5C.

Con referencia a las Figuras 5 A-5C, el aparato se ilustra generalmente como el número de referencia 500 e incluye una cámara de operación 502, una entrada de líquido 504, una salida de fluido 508, una entrada de gas 513 y una salida de gas 514. La salida de fluido 508 está conectada a un bucle de recirculación y conectada a una bomba (no se muestra) y la entrada de fluido 504. Un manómetro (no se muestra) está montado para medir la presión de fluido en un pleno 509 arriba de una placa de tobera 502. El pleno es una cámara sellada formada arriba de la placa 512 y tiene dimensiones de 226 mm de ancho por 28,5 mm de altura por 20 mm de profundidad. La placa de tobera 512 incluye tres bancos de tobera 514, 516 y 518. En esta configuración cada banco de tobera incluye tres toberas. En particular, el banco de tobera 516 incluye una primera tobera 520, una segunda tobera 522 y una tercera tobera 524. Cada tobera está separada por una distancia uniforme, la distancia entre la primera tobera 520 y la segunda tobera 522 es de 4 mm. La distancia entre los bancos de toberas 514, 516 y 518 es uniforme. En este Ejemplo, la distancia entre el banco de tobera 514 y el banco de tobera 516 es de 5 cm.

Cada tobera 520, 522, 524) se formó cortando 0,14 cm de profundidad de corte (DOC) dentro de un tubo (no se muestra) . El tubo luego se cortó y se soldó con láser dentro de una placa formando de ese modo la placa de bancas de tobera. El tubo era de un material de acero inoxidable que tiene un espesor de 0,90 mm. La placa de tobera era de un material de acero inoxidable que tiene un espesor de 4,72 mm. Cada tobera también se forma para tener un eje mayor y menor de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente. En este Ejemplo, el banco de tobera 514 y el banco de tobera 518 se taparon llenándolo con una perla de cera, por ejemplo, una parafina de punto de fusión alto. Además, en el banco de tobera 516, las toberas 520 y 524 también se llenan con el mismo material de cera, dejando de ese modo solamente una tobera operativa. La placa 512 luego se posicionó en el aparato 500 como se muestra en la Figura 5A. El pleno de liquido 509 está dispuesto arriba de la placa 512 y el líquido está configurado para fluir sustancialmente en forma horizontal a través de la placa 512. La relación de superficie entre la abertura de la tobera 522 y el pleno de líquido es de 1:350.

Durante la operación, la entrada de líquido 504 se usó para proporcionar agua de grifo en condiciones ambiente al pleno 509. El manómetro tuvo una lectura de 7 psi que indica la presión en el pleno 509. La Figura 5D es una fotografía de una superficie de un chorro formado en el Ejemplo 1. La Figura 5E es una fotografía de una vista lateral del chorro formado en el Ejemplo 1.

Con referencia ahora a las Figuras 5D y 5E, el agua sale de la tobera 522 y forma un chorro plano 524. El chorro 524 se forma a una longitud de 12 cm. Esta longitud se mide como se indica con el número de referencia 526. La longitud del chorro se mide desde la salida de la tobera adonde el chorro se recombina en el fondo. Como se muestra en la sección 528, la inestabilidad de la lámina lineal empieza y el chorro empieza a romperse. La longitud de la rotura es el punto donde el chorro empieza a romperse. La estabilidad del chorro se muestra con el número de referencia 530. La región de inestabilidad está indicada por el número de referencia 532 y se hace importante cuando varios chorros se colocan en proximidad estrecha como se describe en la presente.

Ejemplo 2 En el Ejemplo 2, un grupo de chorros se formó con un aparato de soporte de ensayo como se describe en el Ejemplo 1 con una placa de tobera diferente. La Figura 6A ilustra un lado de entrada de una placa de tobera que incluye 24 toberas usadas en el Ejemplo 2. Con referencia a la Figura 6A, la placa de tobera generalmente se ilustra como el número de referencia 600. La placa de tobera 600 incluye tres bancos de tobera 602, 604 y 606. En esta configuración cada banco de tobera incluye veinticuatro toberas. Cada tobera está separada por una distancia uniforme de 4 mm. La distancia entre los bancos de tobera también es uniforme. En este ejemplo, la distancia entre los bancos de tobera es de 2 cm. En este ejemplo, dos de los bancos de tobera, 602 y 604, se bloquean con una cera de parafina de punto de fusión alto. Los bancos de tobera se formaron como se describió en el Ejemplo 1 y tienen un DOC de 0 , 14 cm.

Con referencia a la Figura 6B, en operación, una entrada de líquido del aparato se usó para proveer agua de grifo en condiciones ambiente al pleno de líquido. El manómetro tuvo una lectura de 7 psi que indica la presión de pleno de líquido. La velocidad de flujo de pleno de líquido era de 3 cm/s. Como se muestra en la Figura 6B, los chorros formados tienen dos regiones, una región estable 608 y una región de inestabilidad 610. La región de inestabilidad empieza cuando los chorros empiezan a romperse debido a los choques entre chorros que derivan de la inestabilidad de lámina lineal (discutida en el Ejemplo 1 y en la presente) . La distancia de la región 608 es de 60 mm. Por consiguiente, la región de inestabilidad empieza a una distancia de 60 mm a 70 mm. Como se muestra una escala se ilustra como 1 centímetro cuadrado en la Figura 6B. Además, la velocidad de flujo del pleno de líquido se incrementó de 3 cm/s a 12 cm/s (7 psi de presión de pleno) y la longitud de chorro estable se mantuvo relativamente sin cambios. Finalmente, los chorros formados en este Ejemplo se asemejan a los chorros formados en el Ejemplo 1.

Ejemplo 3 En el Ejemplo 3, un grupo de chorros se forma con un aparato de soporte de ensayo del Ejemplo 2 con una placa de tobera modificada de la Figura 6A. En este Ejemplo, se utilizaron 72 toberas y no se bloqueó ninguno de los bancos de tobera. Obsérvese que las toberas del banco de tobera 604 están entrelazadas con las toberas de los bancos de tobera 602 y 604. Es decir, las toberas de la fila 604 están desplazadas de las toberas de los bancos de tobera 602 y 606 para empaquetar estrechamente las toberas.

Con referencia a la Figura 7, se ilustra una imagen lateral de los chorros de las 72 placas de toberas. Durante la operación, una entrada de líquido se usó para proveer agua en condiciones ambiente al pleno de líquido. El manómetro tuvo una lectura de 7 psi que indica la presión de pleno de líquido.

Como se muestra, los chorros forman una región estable 702 y una región inestable 704 en donde los chorros se rompen debido a los choques entre chorros que derivan de la inestabilidad de lámina lineal (como se indica en el Ejemplo 1) . Comparando las Figuras 6B y 7, se muestra que los chorros provenientes de las 24 toberas se rompen a una distancia mayor de las toberas que los chorros provenientes de las 72 toberas. Esto se debe a la separación entre chorros de 2 mm de los bancos de tobera entrelazados comparada con la separación entre chorros de 4 mm de una sola fila.

Ejemplo 4 En el Ejemplo 4, numerosos chorros simples se formaron con el aparato descrito en el Ejemplo 1. En particular, una entrada de líquido se usó para proveer agua en condiciones ambiente al pleno de líquido. El manómetro tuvo una lectura de 7 psi.

Se realizaron cinco corridas separadas usando cinco fluidos diferentes que incluyen: piperazina y solución acuosa de K2C03í Na2S04, agua, agua de mar, y glicol como se expone en la Tabla 2 siguiente .

El ancho del chorro se midió en la parte más ancha del chorro. La longitud del chorro se midió desde la salida de la tobera al punto donde el chorro se recombina . Para los chorros que no se recombinaron la longitud se registró como no disponible (N/Á) . La longitud de la rotura se midió desde la salida de la tobera al inicio de la inestabilidad de lámina lineal. Con referencia a la Figura 8 y la Tabla 2 se muestra que la composición de fluido también puede reducir el efecto de la inestabilidad de lámina lineal .

Comparación de la mezcla acuosa de piperazina y K2C03 con agua Como se espera se observa poca diferencia entre la mezcla de piperazina y K2C03 y agua debido a las propiedades similares, por ejemplo, densidades, tensión superficial y viscosidad. Más específicamente, el agua tiene una densidad de 1 g/cm3, una viscosidad de lxlO"3 kg/m/s, y una tensión superficial de 73xl0"3 N/m. 1,2 M de piperazina tiene una densidad de 1 g/cm3, una viscosidad de l,6xl0~3 kg/m/s, y una tensión superficial de 69x10" 3 N/m.

Comparación de solución de planta con agua: Como se esperaba se observa poca diferencia entre la solución de planta y el agua debido a las densidades y tensión superficial similares .

Comparación de agua de mar con agua: Como se esperaba se observa poca diferencia entre el agua de mar y el agua debido a las densidades y tensión superficial similares. El agua de mar tiene una densidad de 1,02 g/cm3, una viscosidad de lxlO"3 kg/m/s y una tensión superficial de 73xl0~3 N/m.

Comparación de glicol y agua: El glicol tiene una densidad de 1,1 g/cm3, una viscosidad de 16xl0"3 kg/m/s, y una tensión superficial de 48xl0~3 N/m. Obsérvese que los chorros de Micol son mucho más anchos que los chorros de agua en la misma fotografía. Esto se debe a la tensión superficial reducida de glicol comparado con agua. La densidad es 1,1 veces mayor que la del agua, la viscosidad es 16 veces mayor que la del agua, y la tensión superficial del glicol es del 65% de la tensión superficial del agua. Los chorros planos producidos con glicol son notablemente más anchos que los del agua a la misma presión de pleno. Esto se debe a la tensión superficial más pequeña de glicol comparada con la del agua.

En general, cuanto menor es la tensión superficial mayor es el chorro producido a una presión de pleno dada. La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido que se está deformando por el esfuerzo de corte o el esfuerzo de extensión. Como resultado, cuando se incrementa la viscosidad la estabilidad del chorro se incrementa, véase la Figura 8. Además, si se incrementa la densidad del fluido, la cantidad de energía necesaria para mantener una oscilación dada se incrementa. En consecuencia, para una fuente de ruido constante, el incremento de la densidad de fluido reduce la amplitud de inestabilidad de lámina lineal.

Ejemplo 5: En el Ejemplo 5, se formaron numerosos chorros únicos con agua como el control y con el aumentador de Super-water® a diferentes presiones de pleno con un aparato de chorro único del Ejemplo 1. En particular, se realizaron siete corridas por separado a diferentes presiones de pleno como se muestra en la Tabla 3.

TABLA 3 La corrida 1 se usó como corrida control y se comparó con las Corridas 2-7, que incluyeron Super-water®. El peso molecular de Super-water® es entre 16 y 18 millones. Este polímero de peso molecular alto estabiliza el flujo laminador y reduce la turbulencia. Dicho aumentador puede aumentar mucho la estabilidad de los chorros formados.

Con referencia a la Figura 9 y la Tabla 3, se muestra que cuando el pleno de líquido aumenta el tamaño de los chorros formados aumenta tanto en longitud como ancho. En consecuencia, como se observa, la formación de chorros también depende de la presión de pleno, la tensión superficial, la viscosidad y la densidad.

Ejemplo 6: En el Ejemplo 6, numerosos chorros únicos se formaron con agua y Super-water® como un aumentador a diferentes presiones de pleno con el aparato de chorro único del Ejemplo 1. En particular, se realizaron corridas por separado a diferentes presiones de pleno como se muestra en la Tabla 4.

TABLA 4 Fluido/Concentración Ancho de Longitud Longitud chorro de chorro de Rotura [mm] [mm] [mm] Corrida 1 Agua 27 214 140 - 7 PSI [100%] Corrida 2 Super-water 25. 148 N/A - 7 PSI [0,15% en volumen] Corrida 3 Super-water 35 204 154 - 9 PSI [0,15% en volumen] Corrida 4 Super-water 43 222 175 - 11 PSI [0,15% en volumen] Corrida 5 Super-water 36 N/A 137 - 9 PSI [0,075% en volumen] La corrida 1 se usó como corrida control y se comparó con las Corridas 2-5 usando Super-water® como aumentador. Comparando de las Tablas 3 y 4 y las Figuras 9-11, se muestra que se necesita menos presión en el pleno de líquido para formar chorros de un tamaño similar comparado con la solución previa, pero con superficies mayores. Además, se necesitan presiones de pleno de liquido más altas para todos los casos comparados con agua, sin embargo, los chorros basados en Super-water® formados presentan un nivel de estabilidad más alto. También se muestra que la inestabilidad de lámina lineal en el chorro depende la presión de pleno y de la composición del líquido. Es importante observar que la inestabilidad de lámina lineal se reduce para todas las soluciones basadas en Super-water®.

Agua contra 0,3% de Super-water® 18,5 psi : A partir de- la Figura 9 (caso de 17 psi) , se observa que los chorros planos formados tienen superficies similares. La inestabilidad lámina lineal del chorro formado por Super-water® se mucho menor. Esto se debe a la viscosidad aumentada, al peso molecular alto y a la estructura longitudinal estabilizadora de Super-water® .

Agua contra 0,15% de Super-water® 9 psi A partir de la Figura 9 (caso de 9 psi) , se observa que los chorros planos formados tienen superficies similares. La inestabilidad lámina lineal del chorro formado por Super-water® se mucho menor. Esto se debe a la viscosidad aumentada, al peso molecular alto y a la estructura longitudinal estabilizadora de Super-water® .

Agua contra 0,075% de Super-water® 9 psi La inestabilidad lámina lineal del chorro formado por Super-water® se mucho menor. Esto se debe a la viscosidad aumentada, al peso molecular alto y a la estructura longitudinal estabilizadora de Super-water®. Se observan excursiones levemente mayores comparado con los chorros planos formados con concentraciones más altas de Super-water®.

Ejemplo 7: En el Ejemplo 7, se formó un grupo de toberas con un soporte de ensayo descrito en el Ejemplo 2. La Figura 12A ilustra una placa de tobera que se usó en el Ejemplo 7. La Figura 12B ilustra una parte de despiece de la placa de tobera de la Figura 12A. La placa de tobera se ilustra generalmente como el número de referencia 1200. La placa de tobera 1200 incluye cuatro bancos de tobera 1202, 1204, 1206 y 1208. En esta configuración cada banco de tobera incluye 45 toberas. Cada tobera está separada por una distancia uniforme de 4 mm. Como se muestra en la Figura 12B, las filas alternadas de toberas están entrelazadas. Es decir, las toberas del banco de tobera 1204 están desplazadas desde las toberas del banco de tobera 1202 y 1206. Además, las toberas del tanque de tobera 1206 están desplazadas desde las toberas de los bancos 1204 y 1208. La distancia entre los bancos de toberas es también uniforme a una distancia de 20 mm.

Cada tobera se formó cortando un orificio de 0,14 cm de profanidad en un tubo (no se muestra) , es decir una tobera de 0,056 DOC. El tubo luego se cortó y se soldó con láser en una placa que forma así la placa de bancos de tobera. El tubo era de un material de acero inoxidable que tiene un espesor de 0,90 mm. La placa era de un material de acero inoxidable que tiene un espesor de 6,4 mm. Cada tobera también se formó para tener un eje mayor y menor de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente.

La Figura 12C muestra una estructura de canal de alimentación de panal usada en el Ejemplo 7. La estructura de canal de alimentación de panal generalmente se ilustra como el número de referencia 1210 e incluye una pluralidad de aletas con forma de panal que tienen una distancia 1214 de 14 mm y una distancia 1216 de 7,4 mm. Cada bloque de la estructura de canal de alimentación de panal 1210 tiene aletas con una altura de 15,9 mm. La estructura de canal de alimentación de panal 1210 se montó a la placa de tobera 1200 con adhesivo de silicona de RTV. El canal de alimentación de panal 1210 se formó con material de acero inoxidable. La placa de tobera montada se posicionó dentro del aparato de la Figura 5A de manera tal que un pleno de líquido estuviera arriba de la estructura de panal y que el agua fluyera a través de la estructura de panal 1210 para entrar a cada tobera de la placa de tobera 1200.

El aparato se operó en dos condiciones. La primera condición incluyó proveer agua a una presión de 7 psi sin una estructura de canal de alimentación de panal. La segunda condición incluyó proveer agua a una presión de 7 psi con una estructura de canal de alimentación de panal. Con referencia ahora a las Figuras 12D-12E, se muestra que la formación de chorro mejora mucho utilizando una estructura de canal de alimentación de panal. Como se muestra en la Figura 12D, el flujo de los chorros formados sigue la dirección del flujo del agua. Como se muestra en la Figura 12E, la estructura de canal de alimentación de panal se usa para dar nueva forma a la alimentación de de líquido de la tobera. Esto deriva en chorros formados verticalmente . Además, la alimentación de líquido de la tobera mejorada reduce la resistencia de la inestabilidad lineal que deriva en la formación mejorada de chorros.

Ejemplo 8: En este Ejemplo, un aparato que se muestra en la Figura 13A se utilizó con dos cajas de chorros diferentes. La primera caja de chorros incluyó toberas con canales de alimentación solamente. La segunda caja de chorros incluyó toberas con canales de alimentación, una malla y una unidad de desvío con aletas a un ángulo de 45 grados.

El aparato se ilustra generalmente como el número de referencia 1300. El aparato 1300 incluye una cámara 1302, una entrada de líquido 1304, y una salida de líquido 1306. El aparato 1300 también incluye un pleno 1308 arriba de la caja de chorros 1310. El aparato también incluye una entrada de gas 1312 y una salida de gas 1314.

La primera caja de chorros 1310 se ilustra en las Figuras 13B y 13C. La caja de chorros 1310 incluye la placa de tobera 1316, que incluye 50 bancos de chorros. La placa de tobera 1316 incluye los canales de alimentación 1318 a una altura de 6,4 mm arriba de las toberas. Además, en esta configuración cada banco de tobera incluye 45 toberas. Las toberas están separadas por una distancia uniforme de 4 mm. Las filas alternadas de toberas están entrelazadas como se describe en la presente. Es decir, las toberas de cada banco de tobera están desplazadas de las toberas de bancos de toberas adyacentes. La distancia entre los bancos de toberas es también uniforme a una distancia de 20 mm.

Cada tobera era una tobera de 0,056 DOC. El tubo luego se cortó y se soldó con láser en una placa formando así la palca de los bancos de toberas. El tubo era de material de acero inoxidable que tiene un espesor de 0,90 mm. La placa era de material de acero inoxidable que tiene un espesor de 6,4 mm. Cada tobera también se formó para tener un eje mayor y menor de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente. Además, solamente los 20 bancos centrales se utilizaron en este Ejemplo y el resto se cubrió con un material de arandela de goma plana, bloqueando de ese modo el flujo de líquido desde las toberas cubiertas (no se muestra) .

La segunda caja de chorros 1320 usada en este Ejemplo se muestra en la Figura 13D. Con referencia a la Figura 13D, la segunda caja de chorros se ilustra generalmente como el número de referencia 1320. La segunda caja de chorros 1320 incluye los canales de alimentación 1322 a una altura de 6,4 mm y un tamiz grueso (malla 1322) que tiene un tamaño cuadrado sustancialmente uniforme de 0,76 mm. La malla 1324 se formó de acero inoxidable y tuvo un diámetro de cable de 0,5 mm. Una aleta de desvío 1326 se utilizó a un ángulo de 45 grados. Durante la operación, la presión de pleno de líquido era 5,3 psi para los chorros generados. Las presiones se midieron con un manómetro análogo.

La Figura 13E es una fotografía de chorros formados usando la primera caja de chorros. La Figura 13F es una fotografía de chorros formados usando los canales de alimentación, la malla y una unidad de desvío con una segunda caja de chorros.

Comparando las Figuras 13E-F, se muestra que la segunda caja de chorros que usa aletas de desvío, un tamiz y canales de flujo produce chorros planos más estables que los canales de alimentación solos. Es decir, la estabilidad de los chorros 1328 de la Figura 13E es menos estable que los chorros 1330 de la Figura 13G, por ejemplo, los chorros 1328 se rompen una distancia más corta desde la tobera que los chorros 1330.

Ejemplo 9 : En este Ejemplo, un aparato similar a aquel mostrado en la Figura 13A se utilizó con un chorro que no tiene ninguna unidad de estabilidad, es decir ninguna unidad de desvío, ninguna malla y ningún canal de alimentación. La caja de chorros de este Ejemplo incluyó 20 bancos de toberas donde cada banco de tobera incluyó 45 toberas. La separación de una tobera a otra fue de 4 mm; la separación de un banco de tobera a otro era de 2 cm.

Cada tobera se formó cortando un orificio de 0,14 cm de profundidad en un tubo (no se muestra) , es decir, una tobera de 0,056 DOC. El tubo luego se cortó y se soldó con láser en una placa formando así la placa de los bancos de tobera. El tubo era de un material de acero inoxidable que tiene un espesor de 0,90 mm. La placa era de material de acero inoxidable que tiene un espesor de 6,4 mm. Cada tobera también se formó con un eje mayor y menor de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente.

La presión de pleno de líquido se mantuvo a 7 psi de manera tal que el único cambio fue la velocidad de flujo de líquido a través del pleno. Además, se observó que la disminución de la presión en el pleno reduciría la velocidad de flujo de líquido, en consecuencia, los chorros resultantes fueron más largos antes de que las inestabilidades empezaran a romperlos.

La Figura 14 es una fotografía de un lado de los chorros del Ejemplo 9. Como se muestra, en la sección 1402 los chorros se han roto, es decir, los chorros se han roto dentro de 3,81 cm de las toberas. En la sección 1404 o alrededor de un tercio de la distancia desde la tobera no hay ninguna apariencia de los chorros planos, sino solamente gotas.

Ejemplo 10: En el Ejemplo 10, se utilizó un solo generador de oxígeno singulete delta. En este Ejemplo, se utilizó un aparato similar a aquel descrito en el Ejemplo 1. Las toberas tienen un eje mayor y menor de 2,2 mm y 0,81 mm, respectivamente. La presión de pleno de operación nominal para el aparato es de 20 psi . La placa de tobera incluye 25 bancas de toberas con 39 y 40 toberas alternadas por banco. La separación de una tobera a otra era de 3 mm y la distancia de un banco de tobera a otro era de 9,6 mm. El aparato también era similar a aquel descrito en la Figura 2 de la Patente Estadounidense N° 7.379.487, que se incorpora por la presente como referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente.

Un subproducto de la reacción de gas de cloro (Cl2) diluido en helio (He) con peróxido de hidrógeno básico (BHP, K02H) es la sal (KCl) de acuerdo con la estructura: Cl2 + 2K02H -> 02 + H202 + 2 KCl.

La operación de reactor típica está cerca de 60 Torr con Cl3He que fluye dentro del reactor y 02/He que fluye hacia fuera del reactor, con un nominal Cl2 ~> 02 conversión >90%. El BHP estándar es m=5 moles/kg de K02H y se lo hizo reaccionar con Cl2 a <m=l mol/kg de K02H en nuestro reactor de chorros planos (Am=4) , donde el KCl producido queda en la solución como una sal insoluble . La sal producida en la reacción es la misma que el K02H usado, en consecuencia se producen 298 g de sal por cada kg de BHP en la reacción Am=4. Sin embargo, no hubo ningún deterioro observable de los chorros durante estos experimentos, aún a casi 30% de sal en peso en la suspensión.

La suspensión formada a partir de la sal de seta reacción es el caso ideal en que la sal forma agregados unidos flojamente, más pequeños. Los cristales de sal individuales normalmente son normalmente pequeños (<200 µp?) , pero pueden formar grupos más grandes. Estos grupos se rompen fácilmente con la circulación de la suspensión a través de la bomba y/o los orificios de toberas. La recirculación constante provista de la suspensión, se observa escaso a ningún efecto de la sal sobre los chorros.

Ejemplo 11: En el Ejemplo 11, se utilizó un aparato de ensayo de un chorro para formar un solo chorro para ilustrar cómo sale una suspensión de la tobera. Este Ejemplo también ensayó tres placas de toberas por separado que tienen una profundidad de cortes diferente (DOC) que son 0,132 mm, 0,137 mm y 0,14 mm.

El aparato se describe con referencia a las Figuras 5A-5C. Con referencia a las Figuras 5A-5C, el aparato generalmente se ilustra como el número de referencia 500 e incluye una cámara de operación 502, dos entradas de fluido 504 y 506 y una salida de fluido 508. La salida de fluido 508 está conectada a un bucle de recirculación y se conectó a una bomba (no se muestra) y la entrada de fluido 504. Un manómetro (no se muestra) para medir la presión de fluido en un pleno se provee sobre el aparato. El pleno es una cámara sellada formada arriba de la placa 512. El pleno tiene dimensiones de 226 mm (de ancho) x 28,5 mm (de alto) x 20 mm (de profundidad) . La placa de tobera 512 incluye tres bancos de tobera 514, 516 y 518. En esta configuración cada banco de tobera incluye tres toberas. En particular, el banco de tobera 516 incluye una primera tobera 520, una segunda tobera 522 y una tercera tobera 524. Cada tobera está separada por una distancia uniforme, la distancia entre la primera tobera 520 y la segunda tobera 522 es de 4 mm. La distancia entre los bancos de tobera 514, 516 y 518 es también uniforme. En este Ejemplo, la distancia entre el banco de tobera 514 y el banco de tobera 516 es de 5 era.

En este Ejemplo hay tres placas de tobera por separado que tienen una placa de tobera de 0,052 DOC, una placa de tobera de 0,054 DOC y una placa de tobera de 0,056 DOC. La placa de tobera de 0,052 DOC se formó en cada tobera (520, 522, 524) cortando un orificio de 0,123 mm de profundidad en un tubo (no se muestra) . Las toberas desde la placa de tobera de 0,052 DOC tienen un eje mayor y menor de 2,37 mm y 0,59 mm, respectivamente. La placa de tobera de 0,054 DOC se formó en la placa de tobera por separado cortando un orificio de 0,137 mm de profundidad en un tubo (no se muestra) . Las toberas desde la placa de tobera de 0,054 DOC tienen un eje mayor y menor de 2,53 mm y 1,12 mm, respectivamente. La placa de tobera de 0,056 DOC se formó en una placa de tobera por separado cortando un orificio de 0,14 mm de profundidad en un tubo (no se muestra) . Las toberas desde la placa de tobera de 0,056 DOC tienen un eje mayor y menor de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente.

Los tubos de cada tobera luego se cortaron y se soldaron con láser dentro de una placa formando de ese modo la placa de los bancos de tobera. El tubo era de material de acero inoxidable que tiene un espesor de 0,90 mm. La placa de tobera era de material de acero inoxidable que tiene un espesor de 4,65 mm. En este Ejemplo, el banco de tobera 514 y el banco de tobera 518 se taparon llenándolos con una perla de cera (parafina de punto de fusión alto) . Además, en el banco de tobera 516, las toberas 520 y 524 también se llenaron con el mismo material de cera, dejando de ese modo solamente una tobera 522 operativa. La placa 512 luego se posicionó en el aparato 500 como se muestra en la Figura 5A. Hay sólo un pleno de líquido (no se muestra expresamente) arriba de la placa 512 en donde el líquido está configurado para fluir sustancialmente horizontal a través de la placa 512. La relación de superficie entre la abertura de la tobera 120 y el pleno de líquido es 1:350.

Se realizaron diferentes corridas a diferentes presiones con diferentes líquidos como se muestra en la Tabla 5.

TABLA 5 La Figura 15 es una fotografía de las vistas laterales de los chorros formados en el Ejemplo 11. Con referencia a la Figura 15 y a la Tabla 5. La solución de sulfato de sodio se usó como control .

Na2S04 contra Yeso - 11 psi Las toberas de 0,052 DOC operadas a 11 psi con 5% en peso de yeso formaron chorros de líquido. Cuando se compara con el fluido control (NaS0 ) operado a la misma presión de pleno de 11 psi, se muestra que la solución de yeso produjo chorros más anchos. Esto indica una tensión superficial más baja para la solución de yeso. Además, la longitud de rotura del yeso es más pequeña que la longitud de rotura de la solución de control .

Na2S04 contra Yeso - 9 psi Las toberas de 0,052 DOC operadas a 9 psi con 5% en peso de yeso formaron chorros de líquido. Cuando se compara con el fluido control (NaS04) operado a la misma presión de pleno de 9 psi, la solución de yeso produjo chorros más anchos, esto nuevamente indica una tensión superficial más baja para la solución de yeso. Además, la longitud de rotura del yeso es más pequeña que aquella de la solución de control.

Na2SÜ4 contra Yeso - 7 psi Las toberas de 0,052 DOC operadas a 7 psi con 5% en peso de yeso formaron chorros de líquido. Cuando se compara con el fluido control (NaS04) operado a la misma presión de pleno de 7 psi, la solución de yeso produjo chorros más anchos, esto nuevamente indica una tensión superficial más baja para la solución de yeso. Además, la longitud de rotura del yeso es más pequeña que aquella de la solución de control.

En consecuencia, se muestra que a diferencia de la sal de los Ejemplos previos, las partículas de yeso tienden a unirse, dado el tiempo de sedimentación, a formar partículas suficientemente grandes para obstruir los chorros. En condiciones con poco tiempo de unión, los chorros formados con 5% de yeso eran ligeramente más grandes que el caso de control debido a que el yeso reduce la tensión superficial del agua. Se halló que cuanto más baja es la presión operativa para esta suspensión, más estrechamente se asemejaría a los chorros formados sin ningún sólido presente. Además, la selección de una tobera que es específica para este tipo de suspensión compensa los chorros más anchos que se forman cuando se usan toberas diseñadas para soluciones similares en la tensión superficial y la viscosidad al agua.

Ejemplo 12 En el Ejemplo 12, se forma un grupo de chorros con un aparato de soporte de ensayo que se ilustra en la Figura 5A. El soporte de ensayo se ilustra generalmente como el número de referencia 500 e incluye una cámara de operaciones 502, una entrada de fluido 504, una salida de fluido 508 y un pleno 509. El pleno 509 está dispuesto arriba de una placa de tobera 512 que forma una cámara sellada arriba de la placa de tobera 512. También se utilizó un manómetro (no se muestra) para medir la presión de fluido de entrada .

En este Ejemplo, se usó una placa de tobera 600 similar a aquella que se muestra en la Figura 6A pero que incluía cuatro bancos de tobera comparada con los tres bancos de tobera mostrados en la figura. La construcción de las placas de toberas es similar a aquella del Ejemplo 2. En esta configuración cada banco de tobera incluye veinticuatro toberas. Cada tobera está separada por una distancia uniforme, 4 mm. La distancia entre los bancos de tobera también es uniforme. En este ejemplo, la distancia entre los bancos de tobera es de 2 cm. Para el ensayo se corrieron los cuatro bancos de tobera.

En este ensayo, la solución estaba compuesta de 0,47 libra de un tamaño ignorado después de la ceniza de caja de bolsa al agua, que corresponde a un 0,2% (p/p) de mezcla. La ceniza se obtuvo de la central de energía Colorado Springs Utilities Drake situada en Colorado Springs, CO. Se usaron toberas con un DOC de 0,134 cm en el ensayo. Las toberas de 0,053 DOC tienen un eje mayor y menor de 2,45 mm y 1,05 mm, respectivamente. La presión de pleno era 9 psi, medido con un manómetro análogo. El soporte de ensayo se abrió continuamente durante 1.500 horas. Durante el ensayo extendido, no se observó ninguna degradación observable del chorro en los chorros .

Ejemplo 13: En el Ejemplo 13, se utilizó un aparato de ensayo para ilustrar el raspado de vacío de C02 desde una solución acuosa de carbonato de potasio (K2C03) , piperazina (PZ) donde PZ es 1,4-diaminociclohexano) y los productos de la reacción de C02 que son presumiblemente carbamato de piperazina (PZCOO") y dicarbamato de piperazina (PZ(COO")2) y sus formas protonadas en condiciones de operación. Este Ejemplo es aplicable a los sistemas de captura de carbono (captura de C02) después de la combustión que necesitan la regeneración de solvente y secuestro de C02 desde un gas de combustión .

Un aparato de una sola etapa que se muestra en la Figura 5A. En este Ejemplo el aparato se puede clasificar como un raspador. Los componentes principales del aparato incluyó una placa de tobera de chorro y pleno, un separador de gas y líquido, una alimentación de líquido y una alimentación de gas que se discute con referencia a la Figura 5A, en la presente.

En este Ejemplo, el aparato se corrió en un modo de raspado de vacío, es decir, el gas de C02 se desorbió en lugar de absorberse desde los chorros. La placa de tobera de chorro usado en este Ejemplo se diseñó en forma ligeramente diferente de lo previamente discutido y no se describirá ahora. Se usó una sola placa de tobera que tenía 5 cm de ancho y 15 cm de longitud. El canal de entrada de corte transversal tenía 5 cm x 14 cm. En este Ejemplo, se usaron cuatro bancos de tobera, cada banco de tobera incluyó doce filas de toberas por cada fila. La separación entre una tobera y otra fue de 4 mm. La distancia entre los bancos de toberas adyacentes era de 30 mm. Cada tobera tenía un eje mayor y menor nominal de 2,67 mm y 1,2 mm, respectivamente. El pleno de líquido arriba de la placa se configuró para suministrar chorros planos de líquido que fluyen verticalmente uniformes de 14 cm con una longitud nominal .

El aparato también incluyó un sistema de vacío que incluyó una bomba de aleta giratoria mecánica apoyada por un fuelle para obtener una presión de fondo de 200 mTorr. Una celda de absorción equipada con una longitud de camino de 10 cm de largo y un espectrómetro de FTIR también se usó para medir el C02 desorbido y la absorbencia de agua, la presión parcial y los flujos desde el paquete de chorro. La presión total en el raspador y en la celda de absorción se midió usando manómetros de capacitancia absoluta de 0-1000 y 0-100 Torr, respectivamente. La presión en la celda de absorción se calculó como el promedio de las dos presiones para explicar la caída de presión a través de la celda de absorción.

Los ajustes de presión en el raspador y la celda óptica se elaboraron ajustando las válvulas de control de presión montadas sobre la bomba de vacío y la salida de raspador. La celda de absorción se conectó al raspador por un tubo de plástico de 1,27 de diámetro exterior. Las ventanas en la celda de absorción se mantuvieron calientes y sin condensación de agua soplando un flujo pequeño de nitrógeno calentado sobre la ventana de la celda de absorción. Una pequeña cantidad de C02 que sirve como trazas de gas se admitió corriente abajo del raspador para calibrar y medir el flujo de C02 desde el paquete de chorro. Las trazas de gas se admitió usando un controlador de flujo de masa electrónico calibrado. La temperatura del solvente en el raspador se calentó y se mantuvo usando un baño termostático de recirculación. La temperatura del solvente se midió usando tres termocuplas, una en el paquete de chorro, una en la parte superior del tanque de captación y una en el fondo del tanque de captación.

Una mezcla de solvente rico simulada con una carga de 0,50 mol de C02 por mol de alcalinidad total se preparó combinando 5 moles de KHC03 y 2,5 moles de piperazina con 1 kg de agua. La carga se preparó para simular una condición de operación normal hallada en un experimento de captura de gas de combustión de C02. Dado que la carga de solvente disminuye durante los experimentos de raspado, el solvente se recargó con C02 adicional para mantener la carga de solvente aproximadamente constante. Esto se hizo admitiendo gas de C02 en la cámara de raspador en condiciones atmosféricas y corriendo la bomba de recirculación para crear los chorros planos. La carga resultante se determinó liberando la presión de vapor de equilibrio de C02 y usando la ecuación dada por Oyenekan, et al., Configuraciones de Raspadores Alternativas para la Captura de C02 por Aminas Acuosas, AIChE Journal, Vol . 53, N° 12, páginas 3144-3154, (2007), que se incorpora en la presente como referencia.

Las presiones parciales de C02 y de H20 se calcularon comparando las intensidades de línea nominal con aquellas de los espectros de referencia que se obtuvieron con velocidades de flujo de C02 y agua calibradas. Los espectros de absorción de C02 y H20 se midieron en la celda de absorción a una presión diferente de la presión de raspador. Para calcular las presiones de vapor parciales de C02 y H20 en el raspador, las presiones de vapor parciales medidas en la celda de absorción se multiplicaron por la relación de la presión en el reactor a la presión en la celda: Ecuaciones 1 -2 La Figura 16 muestra un espectro de muestra de los datos de raspado de C02 a 60 °C y 23 kPa de presión total de acuerdo con este Ejemplo. La presión parcial medida y el flujo de C02 que desorbe desde el grupo de chorros planos fueron 1,93 kPa y 0,61 Litro Estándar por Minuto, respectivamente. Una vez que se miden el flujo y la presión de C02, el coeficiente de transferencia de masa, k, para la desorción desde los chorros se puede calcular usando la siguiente ecuación: J = k x S x (pe^ib"° C02 - p^eactor C02) Ecuación 3 En esta ecuación, J es el flujo de C02, S es la superficie interfacial (1334 cm2) y el término entre paréntesis es la fuerza impulsora. Para obtener el coeficiente de transferencia de masa en unidades de cm/s la presión se convirtió a unidades de concentración. Se midió un coeficiente de transferencia de masa de 2,3 cm/s para la desorción de C02 desde los chorros. Al operar el raspador como un sistema de una sola etapa, la presión de C02 desorbido fue 0,8 de la presión de vapor de equilibrio. Los datos se resumen en la Tabla 6.

TABLA 6 Será evidente para los expertos en el arte que se pueden hacer diferentes modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se desea que la presente invención cubran las modificaciones y variaciones de esta invención siempre que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes .

Claims

REIVINDICACIONES Un aparato de contactor de gas y líquido, que comprende: una entrada de líquido; una entrada de gas; una salida de gas; una placa de tobera que comprende un grupo de toberas en comunicación con la entrada de líquido y la entrada de gas y una unidad de estabilidad conectada a la placa de tobera configurada para reducir la inestabilidad y los chorros de líquido sustancialmente planos desde la placa de tobera. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de estabilidad comprende un canal de alimentación que rodea por lo menos parcialmente a por lo menos una tobera del grupo de toberas . El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el canal de alimentación comprende una altura en una gama de 1 mm a 25 mm arriba de una entrada de por lo menos una tobera. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de estabilidad comprende una malla sobre por lo menos una tobera del grupo de toberas . El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la malla tiene aberturas uniformes. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la abertura tiene una longitud en la gama de 0,1 mm a 2 mm y un ancho en la gama de 0,1 mm a 2 mm. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de estabilidad comprende una unidad de desvío dispuesta en una sección de entrada de por lo menos una tobera del grupo de toberas, la unidad de desvío está configurada para cambiar el momento del líquido que sale de la entrada de líquido. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la unidad de desvío comprende una aleta a un ángulo en la gama de 30 grados a 60 grados. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el grupo de toberas comprende por lo menos una primera fila de toberas y una segunda fila adyacente de toberas y la primera fila de toberas y la segunda fila de toberas están desplazadas una con respecto a la otra. 10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la separación entre las toberas en la primera fila está en la gama de 0,5 mm a 10 mm. 11. Una placa de tobera para su uso en un contactor de líquido de gas, que comprende: una placa; un grupo de toberas formado en la placa; una unidad de estabilidad conectada a la placa, en donde la unidad de estabilidad está configurada para reducir la inestabilidad de los chorros de líquido planos formados desde la placa de tobera. 12. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la unidad de estabilidad comprende un canal de alimentación que rodea por lo menos parcialmente una tobera del grupo de toberas . 13. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el canal de alimentación comprende una pluralidad de elementos interconectadas conformada en una configuración de panal . 14. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la unidad de estabilidad comprende una malla sobre por lo menos una tobera del grupo de toberas. 5 15. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la malla se forma en una plataforma de rejilla, en donde cada del patrón de rejilla tiene una región abierta en la gama de 0,1 mm a 2 mm . 16. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la unidad de estabilidad comprende una unidad de desvío dispuesta en una sección de entrada de por lo menos una tobera del grupo de toberas. L5 17. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la unidad de desvío comprende una aleta a un ángulo en la gama de 30 grados a 60 grados. 18. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 11, que 20 además comprende: una primera parte lateral conectada a la placa de tobera; una segunda parte lateral conectada a la placa de tobera; y una parte lateral de fondo conectada a la primera y segunda partes laterales formando así una envoltura. 19. La placa de tobera de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la unidad de estabilidad comprende: un canal de alimentación que rodea por lo menos parcialmente una tobera del grupo de toberas; y una malla sobre por lo menos una tobera del grupo de toberas. 20. Un método para usar un aumentador para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde la placa de chorros de un contactor de gas y líquido, que comprende los pasos de : aplicar un aumentador a una corriente de entrada de un contactor de gas y líquido para reducir la inestabilidad de los chorros formados desde el contactor de gas y líquidos; y formar una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares, cada uno de dichos chorros de líquido comprende una lámina planar de líquido, dicha pluralidad de chorros de líquido en planos sustancialmente paralelos; proveer gas con por lo menos una molécula de fase gaseosa reactiva o soluble; y eliminar por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa mediante una interacción de transferencia de masa entre las moléculas de fase gaseosa y la pluralidad de chorros de líquido. 21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en donde el aumentador aumenta o disminuye por lo menos uno de viscosidad, tensión superficial, densidad de la pluralidad de los chorros de líquido. 22. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en donde el aumentador comprende una solución acuosa que comprende un polímero que comprende una poliacrilamida parcialmente hidrolizada macromolecular lineal que comprende un peso molecular en una gama de 16 millones a 18 millones. 23. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en donde el aumentador comprende una solución de glicol en la gama del 1% (p/p) al 10% (p/p) . 24. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en donde el aumentador comprende por lo menos uno de una solución de peróxido de hidrógeno básico, una solución de glicerol, una solución de etilenglicol , una solución de alcohol polivinílico, solución de goma xantana, una solución de éter de celulosa, una solución de polipropilenglicol y una solución de éter de alquilo de polioxialquileno . 25. Un método para procesar moléculas de fase gaseosa con un contactor de gas y líquido, que comprende los pasos de: formar una pluralidad de chorros de líquido inestables que comprenden una distribución de gotas del grupo de toberas; proveer gas con por lo menos una molécula de fase gaseosa b reactiva o soluble; y eliminar por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa mediante la interacción de transferencia de masa entre la molécula de fase gaseosa y la distribución de gotas. 0 26. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la distribución de gotas comprende gotas que tienen un tamaño en la gama de 50 µ??? a 2 mm. 5 27. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la distribución de gotas comprende una distribución sustancialmente uniforme de gotas. 28. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde el 0 paso de formación de la pluralidad de chorros de líquido inestables comprende operar a una presión de pleno en la gama de 13 psi a 75 psi . 29. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde por lo menos uno de la pluralidad de chorros d 30. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende por lo menos uno de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono, amoníaco, gases ácidos, aminas, halógenos, compuestos de azufre reducido y oxígeno . 31. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende óxidos de azufre. 32. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende dióxido de carbono. 33. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende óxidos de nitrógeno. 34. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende aminas. 35. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la molécula de fase gaseosa comprende cloro. , El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la distribución de gotas comprende por lo menos uno de agua, amoníaco, sales de amonio, aminas, alcanolaminas , sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinotérreos , peróxidos e hipocloritos . El método de acuerdo con la reivindicación 25, que además comprende el paso de agregar un aumentador para reducir la tensión superficial de la pluralidad de chorros de líquido. 38. El método de acuerdo con la reivindicación 25, que además comprende el paso de agregar un aumentador para aumentar la densidad de la pluralidad de chorros de líquido. 39. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la distribución de gotas comprende una suspensión acuosa. 40. El método de acuerdo con la reivindicación 39, en donde la suspensión acuosa comprende un material sólido y agua en una solución . 41. El método de acuerdo con la reivindicación 39, en donde la suspensión acuosa comprende sólidos en la gama de 1 (p/p) a 20 (P/P) · 42. El método de acuerdo con la reivindicación 39, en donde la suspensión acuosa comprende partículas, en donde las partículas tienen tamaños de partículas de hasta 500 micrones. 43.Un método para procesar las moléculas de fase gaseosa con un contactor de gas y líquido, que comprende los pasos de: formar una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares, cada uno dichos chorros de líquido comprende una lámina sustancialmente planar de líquido, dicha pluralidad de chorros de líquido dispuestos en planos sustancialmente paralelos, en donde los chorros de líquido esencialmente planares se forman con una suspensión acuosa; proveer gas con moléculas de fase gaseosa reactiva o soluble; Y eliminar por lo menos una parte de las moléculas de fase gaseosa mediante una interacción de transferencia de masa entre las moléculas de fase gaseosa y los chorros de líquido. 44. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende • un espesor en la gama de 10 µt? a 1000 µp?. 45. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende un espesor en la gama de 10 µp? a 250 µ?t?. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por 1 menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprend una longitud en la gama de 5 cm a 30 cm. 47. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del chorro comprende una longitud en la gama de 5 cm a 20 cm. 48. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del chorro tiene una velocidad menor de 15 m/seg. 49. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del chorro tiene una velocidad en la gama de 5 m/seg a 10 m/seg. El método de acuerdo con la reivindicación 43, suspensión acuosa comprende partículas, en donde partículas tienen tamaños de hasta 500 micrones. 51. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la suspensión acuosa comprende partículas, en donde las partículas tienen tamaños de hasta 500 micrones. 52. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la suspensión acuosa comprende partículas, en donde las partículas tienen tamaños de hasta 80 micrones. 53. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la 0 suspensión acuosa comprende partículas, en donde las partículas tienen tamaños de hasta 80 micrones. 54. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la suspensión comprende una concentración del sólido en la gama L5 del 0,2% (p/p) al 30% (p/p) . 55. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la concentración de sólido está en la gama del 10% (p/p) al 25% (P/p) · 20 56. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde las moléculas de fase gaseosa comprenden por lo menos uno de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono, amoníaco, gases ácidos, aminas, halógenos y oxígeno. 57. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la solución acuosa comprende por lo menos uno de Ca(OH)2 y Mg(OH)2. b _ 58. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la solución acuosa comprende ceniza. 59. El método de acuerdo con la reivindicación 43, en donde la suspensión acuosa comprende un material sólido y cera. 60. El método de acuerdo con la reivindicación 59, en donde el material sólido comprende un material alcalino. 61. El método de acuerdo con la reivindicación 60, en donde el material alcalino comprende silicatos. 62. El método de acuerdo con la reivindicación 61, en donde los silicatos comprenden silicatos de calcio y magnesio. 0 63. El método de acuerdo con la reivindicación 62, en donde los silicatos de calcio y magnesio comprenden por lo menos uno de material de olivina, material de wollastonita, y material de serpentina . 64. El método de acuerdo con reivindicación 60, en donde el material alcalino comprende un material alcalino de residuos industriales . 65. El método de acuerdo con la reivindicación 64, en donde el material alcalino de residuos industriales comprende por lo menos uno de escoria de acero, polvo de horno de cemento y ceniza . 66. El método de acuerdo con la reivindicación 60, en donde el material sólido está en la gama de 1 (p/p) a 20 (p/p) . 67. Un método para separar por lo menos dos fluidos con un aparato, que comprende: calentar por lo menos dos fluidos a una presión de vapor parcial de por lo menos uno de por lo menos dos fluidos; y eliminar por lo menos una parte de por lo menos uno de por lo menos dos fluidos formando una pluralidad de chorros de líquido esencialmente planares con por lo menos dos líquidos, cada uno de dichos chorros de líquido comprende una lámina sustancialmente planar de líquido, dicha pluralidad de chorros de líquido dispuestos en los planos sustancialmente paralelos. 68. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende un espesor en la gama de 10 µp? a 1000 µp?. 69. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende un espesor en la gama de 10 µp? a 250 µt?. 70. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende una longitud en la gama de 5 cm a 30 cm. 71. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo comprende una longitud en la gama de 5 cm a 20 cm. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo tiene una velocidad menor de 15 m/seg. 73. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de los chorros de líquido planos del grupo tiene una velocidad en la gama de 5 m/seg a 10 m/seg. 74. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos dos fluidos comprenden un carbamato y un carbamato acuoso . 75. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos dos fluidos comprenden un carbonato y un carbonato acuoso . 76. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde uno de por lo menos dos fluidos comprende un material que se selecciona del grupo formado por carbamatos de alquilo, arilo catiónicos, metales alcalinos, metal alcalinotérreo , carbamato de amonio, sales de carbonato de amonio y combinaciones de ellos . 77. El método de acuerdo con la reivindicación 67, en donde por lo menos uno de por lo menos dos fluidos comprende un material seleccionado del grupo formado por alcohol, amoníaco, agua, agua de mar, salmuera, agua amarga, azufre reducido y compuestos que contienen azufre orgánico, compuestos orgánicos volátiles (VOC) y combinaciones de ellos.