RU2166356C2

RU2166356C2 - Method of mixing gases with liquid

Info

Publication number: RU2166356C2
Application number: RU99112870A
Authority: RU
Inventors: К.Б. Комиссаров; Е.Н. Суховеева; М.К. Комиссаров
Original assignee: Комиссаров Константин Борисович; Суховеева Елена Николаевна; Комиссаров Максим Константинович
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: methods of mixing gases with liquids; cleaning gas flows in industries and power engineering. SUBSTANCE: method includes double-stage mixing of gases with liquid. Jet apparatus is used as primary mixing chamber. Gas flow is mixed with pulsating flow of saturated steam followed by its condensation. Then, mixing process is continued in diffuser of jet apparatus on perforated vibrating surfaces cooled by thermal tubes after which gas flow is fed under porous filter wetted with liquid and is set in vibration. EFFECT: complete dissolving of gas components in liquid. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам смешивания газов с жидкостью и может быть использовано для очистки газовых потоков в любой отрасли промышленности и энергетики. The invention relates to methods for mixing gases with a liquid and can be used to clean gas streams in any industry and energy sector.

Известен способ смешивания газа с жидкостью, который реализуется в устройстве /патент РФ N 1780821/. Способ осуществляется на вибрирующих перфорированных дисках в слое жидкости. Однако при реализации этого способа поглощение оксидов, составляющих газовые потоки от энергоустановок, недостаточно из-за малых поверхностей контакта газа с жидкостью. A known method of mixing gas with a liquid, which is implemented in the device / RF patent N 1780821 /. The method is carried out on vibrating perforated disks in a liquid layer. However, when implementing this method, the absorption of oxides constituting the gas streams from the power plants is insufficient due to the small contact surfaces of the gas with the liquid.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ смешения газа с жидкостью, осуществляемый в устройстве /патент РФ N 2002494/, в котором смешивание происходит в смачиваемом пористом фильтре, подверженном вибровоздействию. Этому способу присущи следующие недостатки, снижающие его эффективность: неполное растворение газовых компонентов в жидкости вследствие кратковременности контакта двух фаз; вскипание жидкости вследствие высокой температуры газовых потоков. Closest to the invention in technical essence is a method of mixing gas with a liquid, carried out in the device / RF patent N 2002494 /, in which mixing occurs in a wettable porous filter, subject to vibration. This method has the following disadvantages that reduce its effectiveness: incomplete dissolution of the gas components in the liquid due to the short contact time of the two phases; liquid boiling due to the high temperature of the gas flows.

Указанные недостатки исключаются предлагаемым изобретением, которое представляет собой двухступенчатое смешивание газа с жидкостью. На первой ступени процесс осуществляется в струйном аппарате посредством пульсационной подачи для увеличения коэффициента смешения насыщенного пара, то есть пара жидкости с параметрами линии насыщения, который в процессе инжекции загрязненного потока с более низкой температурой конденсируется и поглощает в процессе конденсации отдельные компоненты газового потока. Поглощение газов конденсатом пара происходит также на перфорированных поверхностях, размещенных в диффузоре струйного аппарата коаксиально, подверженных вибровоздействию и дополнительно охлаждаемых посредством тепловых труб, оребрением одного конца которых являются указанные перфорированные поверхности. Вторая ступень служит для растворения непоглотившихся компонентов газового потока в жидкости посредством пористого фильтра - вибрирующего и смоченного жидкостью. Процесс поглощения газа жидкостью происходит в порах смачиваемого фильтра при его вибрации. These disadvantages are eliminated by the invention, which is a two-stage mixing of gas with liquid. At the first stage, the process is carried out in a jet apparatus by means of a pulsating supply to increase the mixing coefficient of saturated steam, i.e. a liquid vapor with saturation line parameters, which, during the injection of a polluted stream with a lower temperature, condenses and absorbs individual components of the gas stream during condensation. The absorption of gases by steam condensate also occurs on perforated surfaces placed in the diffuser of the jet apparatus coaxially, subject to vibration and additionally cooled by heat pipes, the fins of one end of which are these perforated surfaces. The second stage serves to dissolve the non-absorbed components of the gas stream in the liquid by means of a porous filter - vibrating and moistened with liquid. The process of gas absorption by a liquid occurs in the pores of a wettable filter when it vibrates.

Смешивание газа с жидкостью в процессе конденсации насыщенного пара при его пульсационной подаче, последующем поглощении газа конденсатом на вибрирующих и принудительно охлаждаемых тепловыми трубами поверхностях, а также дополнительное поглощение газового потока жидкостью в пористом фильтре - эти признаки определяют новизну технического решения. Mixing gas with liquid during condensation of saturated steam during its pulsating supply, subsequent absorption of gas by condensate on vibrating and forcedly cooled by heat pipes surfaces, as well as additional absorption of the gas stream by liquid in a porous filter - these signs determine the novelty of the technical solution.

Сравнение заявленного решения с другими показывает, что использование вибровоздействия для смешивания газа с жидкостью известно. Comparison of the claimed solution with others shows that the use of vibration for mixing gas with liquid is known.

Однако применение двухступенчатой системы и совмещение вибровоздействия с конденсацией насыщенного пара являются признаками отличия предлагаемого способа. However, the use of a two-stage system and the combination of vibration with condensation of saturated steam are signs of differences in the proposed method.

На чертеже схематично изображена установка, на которой реализован способ. Установка представляет собой два устройства, соединенных последовательно. The drawing schematically shows the installation on which the method is implemented. The installation consists of two devices connected in series.

На чертеже изображен струйный аппарат 1 с рабочим соплом 2, патрубком подачи насыщенного пара 3 и патрубком подсоса (инжекции) потока газа 4, камерой смешения 5 и диффузором 6. Объем диффузора 6 заполнен коаксикально расположенными перфорированными поверхностями 7 и снабжен тепловыми трубами 8, оребрением которых на конце испарения являются перфорированные поверхности. Патрубок подачи пара 3 и диффузор 6 соединены с виброприводом 9. Во избежании передачи вибрации на подводящие трубопроводы для компенсации вибрации предназначены сильфоны 10. Отводящий трубопровод 11 предназначен для подачи непоглощенных конденсатом газов в сосуд 12 под пористый фильтр 13, соединенный с виброприводом штоком 14. Пористый фильтр 13 смачивается жидкостью посредством разбрызгивателя 15. Патрубок 16 служит для отвода остаточных газов. Трубопроводы 17 служат для сброса конденсата через вентиль 18, подачи жидкости на разбрызгиватель 15 и на химическую обработку через вентиль 19. Подпитка жидкостью осуществляется через вентиль 20. The drawing shows a jet apparatus 1 with a working nozzle 2, a saturated steam supply pipe 3 and a suction pipe (gas) of the gas stream 4, a mixing chamber 5 and a diffuser 6. The volume of the diffuser 6 is filled with coaxially arranged perforated surfaces 7 and provided with heat pipes 8, the fins of which at the end of evaporation are perforated surfaces. The steam supply pipe 3 and the diffuser 6 are connected to the vibrodrive 9. In order to avoid the transmission of vibration to the inlet pipelines, bellows are designed to compensate for the vibrations 10. The exhaust pipe 11 is used to supply gases not absorbed by the condensate into the vessel 12 under the porous filter 13 connected to the vibrodrive by the rod 14. Porous the filter 13 is wetted with liquid by means of a sprayer 15. A pipe 16 serves to discharge residual gases. Pipelines 17 are used to discharge condensate through the valve 18, supplying liquid to the sprayer 15 and for chemical treatment through the valve 19. The liquid is fed through the valve 20.

Способ осуществляют на описанной установке следующим образом. В струйном аппарате 1 по подверженному вибровоздействию патрубку 3 подают насыщенный пар. Через патрубок 4 инжектируют растворяемый газовый поток, например отработавший газ энергоустановок с температурой ниже температуры насыщения пара. При перемешивании потоков в камере смешения 5 происходит конденсация насыщенного пара с поглощением /растворением/ компонентов газового потока образующимся конденсатом. Газожидкостный поток направляют в диффузор 6, где происходит полная конденсация пара за счет дополнительных перфорированных поверхностей 7, охлаждаемых тепловыми трубами 8, а также за счет увеличения давления потока по ходу диффузора по сравнению с давлением, соответствующим температуре насыщения. Одновременно с этим процессом происходит процесс смешения нерастворившегося газа с жидкостью, то есть на пленке конденсата, образующегося на перфорированных поверхностях 7, подверженных вибровоздействию от вибропривода 9. Вибровоздействие на тепловые трубы также интенсифицирует их работу. Конденсат с растворившимися в нем газами отводят во вторую ступень установки, а нерастворившиеся газы по трубопроводу 11 направляют в сосуд 12 под пористый фильтр 13, который смачивают жидкостью через разбрызгиватель 15. Поглощение газа жидкостью происходит в порах фильтра 13, подверженного вибровоздействию. Непоглотившийся газ отводят по патрубку 16, а жидкость при полном насыщении ее газом /контролируется по величине водородного показателя/ направляют на химическую обработку-нейтрализацию. The method is carried out on the described installation as follows. In the inkjet apparatus 1, saturated steam is supplied through the pipe 3 subject to vibration. A soluble gas stream is injected through the nozzle 4, for example, the exhaust gas of power plants with a temperature below the vapor saturation temperature. When the flows are mixed in the mixing chamber 5, condensation of saturated steam occurs with the absorption / dissolution / of the components of the gas stream by the resulting condensate. The gas-liquid flow is directed to a diffuser 6, where complete vapor condensation occurs due to additional perforated surfaces 7 cooled by heat pipes 8, and also due to an increase in the flow pressure along the diffuser compared to the pressure corresponding to the saturation temperature. Simultaneously with this process, a process of mixing insoluble gas with a liquid occurs, that is, on a film of condensate formed on perforated surfaces 7 that are subject to vibration from a vibration drive 9. Vibration from heat pipes also intensifies their work. The condensate with the gases dissolved in it is discharged to the second stage of the installation, and the insoluble gases are sent through the pipe 11 to the vessel 12 under the porous filter 13, which is wetted by the liquid through the sprayer 15. The gas is absorbed by the liquid in the pores of the filter 13, which is exposed to vibration. Unabsorbed gas is discharged through pipe 16, and the liquid, when completely saturated with gas / is controlled by the value of the hydrogen index /, is sent to chemical treatment-neutralization.

Claims

A method of mixing gas with a liquid, in which a gas stream is supplied under a porous filter wetted by a liquid and subject to vibration, characterized in that the gas stream is pre-mixed with a pulsating stream of saturated steam in the mixing chamber of the jet apparatus, followed by steam condensation, then the gas-liquid stream is sent to the diffuser where perforated surfaces cooled by heat pipes and subject to vibration are located, while the flow pressure along the diffuser is increased.