RU2705072C2 - Способ и система для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды - Google Patents

Способ и система для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды Download PDF

Info

Publication number
RU2705072C2
RU2705072C2 RU2016113816A RU2016113816A RU2705072C2 RU 2705072 C2 RU2705072 C2 RU 2705072C2 RU 2016113816 A RU2016113816 A RU 2016113816A RU 2016113816 A RU2016113816 A RU 2016113816A RU 2705072 C2 RU2705072 C2 RU 2705072C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
stack
particles
chemical compounds
chemical solution
Prior art date
Application number
RU2016113816A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016113816A (ru
Inventor
Мауро ТРИПОДИ
Паоло ТРИПОДИ
Original Assignee
Ис КЛИН ЭЙР ИТАЛИЯ С.р.л.
Мауро ТРИПОДИ
Паоло ТРИПОДИ
СПАНТО Джузеппе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ис КЛИН ЭЙР ИТАЛИЯ С.р.л., Мауро ТРИПОДИ, Паоло ТРИПОДИ, СПАНТО Джузеппе filed Critical Ис КЛИН ЭЙР ИТАЛИЯ С.р.л.
Publication of RU2016113816A publication Critical patent/RU2016113816A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2705072C2 publication Critical patent/RU2705072C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008—Liquid distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/24—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with sloping plates or elements mounted stepwise
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/30—Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
    • B01D47/024—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath by impinging the gas to be cleaned essentially in a perpendicular direction onto the liquid surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/14—Packed scrubbers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1418—Recovery of products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/103—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/106—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу и системе для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды, которые обеспечивают отделение химических соединений их потоков текучей среды в результате конденсирования на твердой большой поверхности и в результате отделения и накопления химических соединений. Система содержит стопку слоев (21, ... 2n; 41, ... 4n) с несколькими проемами окон (Si), обеспечивающих сквозное прохождение потока текучей среды, при этом соседние слои образуют угол 0≤α <90°. В промежутке между указанными слоями выполнены несколько распределяющих отверстий (31, ... 3m; 51, ... 5m) с возможностью распыления жидкого химического раствора внутри указанного замкнутого объема. Система содержит систему формирования капель химического раствора выше по ходу технологического потока по отношению к упомянутой стопке для перемешивания в упомянутом потоке текучей среды. Система выполнена с возможностью регулирования указанного угла так, чтобы он был переменным, и с возможностью регулирования расстояния между соседними слоями указанной стопки так, чтобы указанное расстояние было переменным, для обеспечения возможности регулирования скорости течения потока текучей среды внутри системы. Указанная система выполнена таким образом, что частицы химических соединений собираются в результате соударения с указанными каплями и в результате диффундирования на тонкой пленке и перетекания в обратном направлении по отношению к указанному химическому раствору. Указанные стопка слоев, распределяющие отверстия и система формирования капель совместно функционируют для обеспечения указанного сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды. Технический результат: повышение эффективности контакта между газом и жидкостью, эффективное удаление различных загрязняющих веществ. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды, которые обеспечивают отделение химических соединений их потоков текучей среды в результате конденсирования на твердой большой поверхности и в результате отделения и накопления химических соединений.
Уровень техники
Известны различные типы систем сепараторов, в особенности устройств для контакта жидкости с газом, которые в основном предназначены для использования в системах очистки (промывки) газа на основание эффекта соударения между загрязнителями и каплями жидкости.
Однако данные известные системы ограничиваются использованием только в конкретных ситуациях специфических типов отделяемых и накапливаемых химических соединений и не являются оптимизированными для широкого спектра вариантов использования при различающихся и изменяющихся ситуациях и поверхностях.
Раскрытие изобретения
Поэтому основная цель настоящего изобретения заключается в предложении способа и системы для осаждения и отделения соединений, присутствующих в потоке текучей среды, проходящем через систему конденсирования и отделения, способных разрешить описанные выше проблемы.
Основная идея настоящего изобретения заключается в создании системы и способа для конденсирования соединений, присутствующих в потоке текучей среды, и для отделения конденсированного материала от поверхности конденсирования на основании изменения скорости течения для потока текучей среды.
Одной конкретной целью настоящего изобретения является способ сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды, характеризующийся тем, что он включает следующие далее стадии:
- обеспечения в замкнутом объеме стопки слоев с несколькими проемами окон, обеспечивающих сквозное прохождение потока текучей среды, при этом соседние слои образуют угол 0≤α<90°, причем угол является переменным и регулируемым, при этом переменным и регулируемым является и расстояние между соседними слоями, таким образом, чтобы регулировать скорость течения потока текучей среды;
- обеспечения в упомянутом замкнутом объеме распределяющих отверстий в промежутке между указанными слоями, выполненных с возможностью распыления жидкого химического раствора внутри замкнутого объема и создания тонкой пленки жидкого химического раствора на поверхностях указанных слоев и боковых стенках замкнутого объема;
- формирования капель химического раствора выше по ходу технологического потока по отношению к упомянутой стопке для их перемешивания в упомянутом потоке текучей среды;
- сбора частиц химических соединений в результате соударения с указанными каплями и в результате диффундирования на тонкой пленке, при этом упомянутые частицы перетекают в обратном направлении по отношению к химическому раствору.
Одна дополнительная цель настоящего изобретения заключается в системе, приспособленной для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды, а также приспособленной для размещения в замкнутом объеме, характеризующейся тем, что она содержит:
- стопку слоев с несколькими проемами окон, обеспечивающих сквозное прохождение потока текучей среды, при этом соседние слои образуют угол 0≤α<90°, причем угол является переменным и регулируемым, при этом переменным и регулируемым является и расстояние между соседними слоями, таким образом, чтобы регулировать скорость течения потока текучей среды внутри системы;
- несколько распределяющих отверстий в промежутке между указанными слоями, выполненных с возможностью распыления жидкого химического раствора внутри замкнутого объема, в целях создания тонкой пленки жидкого химического раствора на поверхностях указанных слоев и боковых стенках замкнутого объема;
- систему формирования капель химического раствора выше по ходу технологического потока по отношению к упомянутой стопке для перемешивания в упомянутом потоке текучей среды;
- частицы химических соединений, собираемые в результате соударения с каплями и в результате диффундирования на тонкой пленке и перетекающие в обратном направлении по отношению к химическому раствору.
Данные и дополнительные цели достигаются при использовании способа и системы, предназначенных для конденсирования соединений, присутствующих в потоке текучей среды, и для отделения конденсированного материала от поверхности конденсирования, на основании изменения скорости течения для потока текучей среды в соответствии с описанием в прилагаемой формуле изобретения, что составляет неотъемлемую часть настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение станет полностью ясным исходя из следующего далее подробного описания изобретения, представленного в порядке просто иллюстративного и неограничивающего примера для прочтения при обращении к прилагаемым чертежам фигур, где:
- Фигура 1 демонстрирует пример варианта осуществления геометрии слоя;
- Фигура 2 демонстрирует пример варианта осуществления течения текучей среды жидкого химического раствора через стопку для осаждения;
- Фигура 3 демонстрирует пример варианта осуществления при обратном направлении течения жидкого химического раствора через стопку для осаждения, также использующегося для промывания поверхности стопки для осаждения;
- Фигура 4 демонстрирует пример варианта осуществления другой геометрии стопки для осаждения с течением текучей среды жидкого химического раствора;
- Фигура 5 демонстрирует пример варианта осуществления функционала скорости течения изотропного жидкого химического раствора;
- Фигура 6 демонстрирует пример варианта осуществления системы для создания течения капель выше по ходу технологического потока по отношению к слоям.
Одни и те же ссылочные цифровые и буквенные позиции на фигурах обозначают одни и те же или функционально эквивалентные детали.
Осуществление изобретения
В следующем далее изложении описываются некоторые неограничивающие примеры вариантов осуществления способа и системы изобретения.
Система изобретения приспособлена для конденсирования соединений, присутствующих в потоке текучей среды, и для отделения конденсированного материала от поверхности конденсирования на основании изменения скорости течения для потока текучей среды, и в основном содержит элементы, описанные в следующем далее изложении.
- Система размещена в замкнутом объеме, называется «стопкой для осаждения» и имеет заданную форму, например, форму цилиндра или форму параллелепипеда или индивидуальную неканоническую форму.
- Стопка для осаждения имеет по меньшей мере одну область поверхности, которая дает возможность потоку текучей среды поступать в объем, и по меньшей мере одну область поверхности, которая дает возможность потоку текучей среды покидать его.
- Стопка для осаждения имеет внутри гидравлическую систему, которая обеспечивает нагнетание воды или в общем случае жидкого химического раствора и высвобождает жидкость с входной области поверхности.
- Стопка для осаждения имеет внутри стопку слоев, которая обеспечивает сквозное прохождение потока текучей среды и жидкости через проемы окон, присутствующие на них.
- Гидравлическая система снабжена распределяющими отверстиями, такими как распылители и/или сопла и/или штуцеры, которые присутствуют в промежутке между слоями (внутри слоев), а предпочтительно также на боковых стенках замкнутого объема, выполненными с возможностью распыления воды и/или жидкого химического раствора внутри стопки для осаждения, даже в промежутке между слоями.
Стопка слоев предпочтительно характеризуется одним или несколькими следующими далее признаками:
- Поверхности слоев могут быть плоскими (поверхности 21, … 2n на фигурах 2, 3) или неплоскими (поверхности 41, … 4n на фигуре 4)…
- В стопке расстояние между соседними слоями является переменным и регулируемым;
- В стопке соседние слои образуют угол α, такой что 0≤α<90°; угол определяют и, возможно, варьируют в зависимости от статистического состава отделяемых частиц (например, частиц загрязнителей), в частности, в направлении больших углов для более высоких уровней процентного содержания диффундируемых частиц (то есть, неорганических веществ на большом промышленном предприятии, РМ1), в направлении меньших углов для более высоких уровней процентного содержания соударяемых частиц, как это разъясняется ниже.
- Слои подвешены на стопке для осаждения с использованием подходящих опор, выполненных с возможностью регулирования для задания углов между соседними слоями. В одном возможном варианте осуществления опоры могут представлять собой стержни, описанные ниже.
Проемы окон Si (фигура 1) предпочтительно характеризуются одним или несколькими следующими далее признаками:
- Проемы окон имеют определенные геометрии, даже различающиеся между собой, например, в диапазоне от круглой до треугольной геометрии, касаясь изопериметрического неравенства;
- Проемы окон покрыты сеткой, которая характеризуется ячейкой сетки, меньшей, чем 5 мм;
- Каждая поверхность (слой) содержит по меньшей мере один проем окна;
- Каждая поверхность (слой) может иметь проемы окон разнообразной геометрии;
- Местоположение проемов окон в одном слое может быть нерегулярным, даже не копирующимся в другом слое в той же самой стопке для осаждения; в последовательных слоях местоположения окон могут быть различными.
Гидравлическая система предпочтительно характеризуется одним или несколькими следующими далее признаками:
- Распределяющие отверстия (распылители и/или сопла и/или штуцеры) присутствуют в промежутке между слоями (внутри слоев), а предпочтительно также и на боковых стенках замкнутого объема. Например, на фигурах 2, 3 и 4 распылители и/или сопла и/или штуцеры обеспечивают на нескольких стержнях (31, … 3m; 51, … 5m), вставленных по существу продольно в объем и проходящих через слои. При использовании распылителей и/или сопел и/или штуцеров воду или жидкий химический раствор распыляют внутри объема в промежутке между слоями по существу для промывания поверхностей слоев, предпочтительно боковых стенок объема и отвода частиц, подлежащих сбору, в обратном по направлению течении. Форму распределяющих отверстий определяют в зависимости от типа распыляемой текучей среды таким образом, чтобы распылить по возможности большее количество раствора на всей поверхности слоев, даже на боковых стенках объема. Регулируемый наклон слоев стопки в замкнутом объеме имеет преимущество, заключающееся в увеличении эффекта отвода.
В системе присутствуют два противоположных направления течения: обратное направление течения воды или жидкого химического раствора (фигура 3) и прямое направление течения текучей среды из капель и газа вместе с подлежащими сбору частицами при получении, таким образом, влажной смеси химического раствора и основного течения и создании тонкой влажной пленки, осаждающейся на поверхностях слоев и боковых стенках объема. Отделяемые частицы собирают при использовании как капель, в виде осадка при соударении, так и тонкой пленки, осаждающейся на поверхностях слоев и перетекающей в обратном направлении.
Движущуюся в прямом направлении текучую среду из капель создают с использованием любого подходящего устройства в области, находящейся выше по ходу технологического потока по отношению к стопке для осаждения, в направлении основного течения.
Один неограничивающий пример устройства для создания течения капель описывается в итальянской патентной заявке № MI2012A001893, поданной 6-ого ноября 2012 года на имя этого же самого заявителя, которая во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ.
Как это можно сказать при обращении к фигуре 6 (фигуре 2 процитированной предшествующей патентной заявке), на ней продемонстрирована замкнутая система перекачивания жидкого раствора, способная перекачивать жидкий раствор внутри замкнутого объема в целях создания капель для течения из коллектора 109 внутрь объема.
На коллекторе распределены несколько труб с распылителем 211 для распыления жидкости и создания капель для перемешивания с газом, содержащим подлежащие выпадению частицы, и создания текучей среды выше по ходу технологического потока по отношению к слоям стопки для осаждения, проходящей через последние при заданной входной скорости.
Внутри слоев стопки для осаждения создается турбулентность, все частицы собираются, все капли падают на внутренние поверхности объема, и ниже по ходу технологического потока по отношению к стопке для осаждения выдувается газ, очищенный от частиц, в конечном счете, при заданном уровне процентного содержания влаги или при отсутствии влаги в зависимости от конкретных рамок области применения.
Предпочтительно химический раствор, перекачиваемый для создания капель, имеет тот же самый тип, что и распыляемый через описанные выше распределяющие отверстия.
Система выполнена с возможностью регулировать относительную скорость частиц и капель: в результате изменения расстояния между слоями регулируют минимальную скорость течения, то есть, чем большим будет расстояние, тем меньшей будет скорость течения; в результате изменения размеров и местоположений проемов окон на слоях регулируют максимальную скорость течения, то есть, чем меньшим будет размер проемов окон, тем большей будет максимальная скорость течения.
Поэтому можно получать функционал, адаптируемый в зависимости от типа используемых в работе частиц, также варьирующийся с течением времени в результате регулирования расстояний и углов между слоями и степени процесса диффундирования частиц, что описывается более подробно ниже.
В соответствии с одним правомочным аспектом изобретения адаптируемость получают в результате воздействия на геометрические параметры стопки для осаждения вместо воздействия на текучие химические композиции. Последние представляют собой по существу водные растворы катализирующих веществ, известных самих по себе, зависящие от конкретных типов частиц, подлежащих обработке.
Частицы, подлежащие обработке, представляют собой, например, частицы загрязнителей, то есть, РМ1 … РМ10, SOx, NOx, озон, углеводороды, метан, бензол и тому подобное и загрязнители, определяемые законодательством. В других случаях имеют место, например, обработки для преобразования промышленных потоков текучих сред или газов.
Система может быть воплощена при использовании инертных материалов, например, полимеров или нержавеющей стали, для того чтобы не создавать препятствий осуществляемому процессу.
Способ изобретения предназначен для конденсирования соединений, присутствующих в потоке текучей среды, и для отделения конденсированного материала от поверхности конденсирования на основании изменения скорости течения для потока текучей среды и в основном включает стадии в соответствии с описанием в следующем далее изложении.
Стопка для осаждения изобретения выполнена с возможностью сбора частиц (например, частиц загрязнителей) как в каплях жидкого раствора, присутствующих в стопке для осаждения, так и на поверхностях стопки для осаждения. Размер капель жидкого раствора является очень малым, то есть, капли, меньшие, чем 10 мкм и способные перетекать в стопку для осаждения. Данные капли жидкого раствора полностью смачивают всю свободную поверхность стопки для осаждения. Кроме того, внутри стопки для осаждения имеется несколько инжекторов жидкого раствора, которые обеспечивают смачивание всей поверхности и ее промывание.
Частицы в основном собирают при использовании эффекта соударения и эффекта диффундирования, описываемых более подробно ниже.
Говоря более конкретно, что касается эффекта соударения, то в стопке для осаждения частицы (в частности, частицы загрязнителей) имеют тенденцию к следованию линиям тока для потока течения текучей среды. Однако в случае введения в поток жидких капель частицы не всегда могут следовать данным линиям тока, поскольку они отклоняются от них в окрестности капель жидкого химического раствора. Вследствие массы частиц они отрываются от линий тока и соударяются с каплями.
Эффект соударения увеличивается по мере увеличения диаметра частиц и по мере увеличения относительной скорости между частицами и каплями.
По мере увеличения частиц они будут с меньшей вероятностью следовать линиям тока при течении текучей среды в окрестности капель. Также при более быстром перемещении частицы по отношению к капле жидкости имеет место более высокая вероятность соударения частицы с каплей. Соударение представляет собой очень эффективный механизм сбора в стопке для осаждения, в частности, при течении текучей среды, характеризующемся скоростями потока, большими, чем 0,3 м/сек.
В данном диапазоне скорости потока собирают частицы большего диаметра, то есть, имеющие диаметры, большие, чем 1,0 мкм. Соударение также приводит к увеличению плотности капель жидкого раствора. Подобно эффекту соударения в отношении капель имеет место соударение в отношении всей поверхности стопки для осаждения. На всей поверхности стопки для осаждения присутствует тонкая пленка жидкого химического раствора. После этого собирают все частицы, соударяющиеся с поверхностью.
Что касается эффекта диффундирования, то очень мелкие частицы (в частности, частицы загрязнителей, меньшие, чем 0,1 мкм в диаметре) подвергаются броуновскому движению - случайному перемещению в потоке текучей среды. Данные частицы являются настолько крошечными, что их отталкивают молекулы потока текучей среды, когда они перемещаются в потоке течения текучей среды. Отталкивание вызывает их случайное перемещение различным образом или их диффундирование через поток текучей среды. Данное нерегулярное движение может приводить к ударному взаимодействию частиц с каплями и сбору частиц. Вследствие этого диффундирование подобно соударению является очень эффективным механизмом сбора в стопке для осаждения, в частности, для частиц, меньших, чем 0,1 мкм.
Скорость диффундирования зависит от относительной скорости между частицами и каплями жидкого раствора и диаметров капель жидкого химического раствора.
Подобно эффекту диффундирования в отношении капель имеет место диффундирование в отношении всей поверхности стопки для осаждения. На всей поверхности стопки для осаждения присутствует тонкая пленка жидкого химического раствора. После этого все частицы, диффундирующие на поверхность, собирают при использовании тонкой пленки жидкого химического раствора.
При эффектах как соударения, так и диффундирования эффективность сбора увеличивается при увеличении относительной скорости и уменьшении размера капель жидкости.
Основная характеристика стопки для осаждения изобретения заключается в использовании обоих эффектов, относящихся к соударению в отношении капель и диффундированию на большой поверхности тонкой жидкой пленки.
Еще одна характеристика, поскольку относительная скорость представляет собой фундаментальный параметр для сбора частиц, заключается в своеобразии стопки для осаждения, способной обеспечивать получение переменной скорости течения через совокупную стопку для осаждения. Поэтому можно настроить стопку для осаждения в целях получения правильного функционала скорости течения, способного обеспечить сбор конкретных частиц просто в результате задания правильного функционала скорости течения. В дополнение к этому, могут быть собраны различные виды частиц в результате задания подходящего функционала скорости течения.
Один пример функционала скорости течения описывается на фигуре 5. Это случай изотропной стопки для осаждения, где постоянными являются максимальная скорость течения, а также минимальная скорость течения. В описанной стопке для осаждения можно формировать неисчислимые разнообразные функционалы скорости течения.
Функциональные параметры Vmax и Vmin на фигуре 5 представляют собой абсолютные максимальные и минимальные скорости; в большинстве использующихся конфигураций имеет место несколько относительных минимальных скоростей Vmin и несколько относительных максимальных скоростей Vmax в зависимости от типа частиц, подлежащих обработке.
При воздействии на размер проемов окон можно задавать относительное значение Vmax, в то время как при воздействии на расстояние между последовательными слоями можно задавать относительное значение Vmin. Данные установки позволяют оказывать воздействие на целевые частицы высокоточным образом и в то же самое время иметь большое количество подвергнутых обработке и собранных частиц.
Поэтому в зависимости от колебаний размеров частиц по различным слоям могут быть заданы различные параметры.
Общие принципы способа конденсирования соединений, присутствующих в потоке текучей среды, и отделения конденсированного материала от поверхности конденсирования на основании изменения скорости течения для потока текучей среды, являющиеся предметом изобретения, представляют собой нижеследующее.
Скажем, при S и Р, соответственно, - площадь и периметр типичного проема окна на фигуре 1; мы в качестве примера имеем проемы окон при площади Si и периметре Pi=ai+bi+ci. После этого верным должно быть следующее далее изопериметрическое неравенство:
Figure 00000001
Скажем, при А - площади типичного одного слоя стопки для осаждения на фигуре 1; мы имеем один пример типичного слоя при площади А и периметре P=a+b+c+d+e+f+g. После этого верным должно быть следующее далее неравенство:
10-4A≤∑iSi
Способ и система изобретения могут быть использованы в общем случае в широком спектре устройств, например, устройств, известных под наименованием мокрых скрубберов.
В общем случае скрубберы представляют собой устройства для контроля потока газа, которые могут быть использованы для удаления соединений загрязнителей и/или газов из отходящих потоков в промышленности. Например, воздухоочистительный скруббер для удаления диоксида углерода из воздуха.
Дополнительные подробности воплощения описываться не будут, поскольку специалисты в соответствующей области техники способны осуществить изобретение исходя из положений представленного выше описания изобретения.
Специалистам в соответствующей области техники после рассмотрения описания изобретения и прилагаемых чертежей, которые раскрывают его предпочтительные варианты осуществления, станет очевидным множество изменений, модификаций, вариаций и других вариантов использования и областей применения заявленного изобретения. Все такие изменения, модификации, вариации и другие варианты использования и области применения, которые не отклоняются от объема изобретения, считаются охватываемыми данным изобретением.
Например, основная область применения системы относится к вертикально ориентированным замкнутым объемам и основным течениям, однако, возможной является и любая другая ориентация, даже горизонтальная.
Элементы и характеристики, описанные в различных формах предпочтительных вариантов осуществления, могут быть взаимно объединены без отклонения от объема изобретения.

Claims (39)

1. Система, приспособленная для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды, а также приспособленная для размещения в замкнутом объеме, отличающаяся тем, что она содержит:
- стопку слоев (21, ... 2n; 41, ... 4n) с несколькими проемами окон (Si), обеспечивающих сквозное прохождение потока текучей среды, при этом соседние слои образуют угол 0≤α <90°;
- несколько распределяющих отверстий (31, ... 3m; 51, ... 5m) в промежутке между указанными слоями, выполненных с возможностью распыления жидкого химического раствора внутри указанного замкнутого объема, в целях создания тонкой пленки жидкого химического раствора на поверхностях указанных слоев и боковых стенках замкнутого объема;
- систему формирования капель химического раствора выше по ходу технологического потока по отношению к упомянутой стопке для перемешивания в упомянутом потоке текучей среды;
- причем указанная система, приспособленная для сбора, осаждения и отделения химических соединений, выполнена с возможностью регулирования указанного угла так, чтобы он был переменным, и с возможностью регулирования расстояния между соседними слоями указанной стопки так, чтобы указанное расстояние было переменным, для обеспечения возможности регулирования скорости течения потока текучей среды внутри системы;
- причем указанная система, приспособленная для сбора, осаждения и отделения химических соединений, выполнена таким образом, что частицы химических соединений собираются в результате соударения с указанными каплями и в результате диффундирования на тонкой пленке и перетекания в обратном направлении по отношению к указанному химическому раствору;
- причем указанная стопка слоев, распределяющие отверстия и система формирования капель совместно функционируют для обеспечения указанного сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды.
2. Система по п. 1, в которой упомянутая стопка слоев имеет одну или несколько следующих характеристик:
- упомянутые поверхности являются плоскими или неплоскими;
- указанная система регулирует упомянутый угол 0≤α <90° между соседними слоями в зависимости от статистического состава упомянутых частиц, в частности в направлении больших углов для более высоких уровней процентного содержания диффундируемых частиц или в направлении меньших углов для более высоких уровней процентного содержания соударяемых частиц;
- упомянутые слои подвешивают на замкнутом объеме при использовании опор, выполненных с возможностью регулирования для задания упомянутых углов между соседними слоями.
3. Система по п. 1, в которой для слоя имеет место следующее далее соотношение:
10–4А≤ΣiSi
где:
А представляет собой площадь слоя, ΣiSi представляет собой сумму площадей окон на слое.
4. Система по п. 3, в которой упомянутые проемы окон имеют одну или несколько следующих характеристик:
- проемы окон имеют различающиеся геометрии между собой, даже в одном и том же слое;
- проемы окон покрыты сеткой;
- проемы окон имеют нерегулярное местоположение в слое, даже отличное от местоположений в других слоях.
5. Система по п. 1, в которой упомянутые распределяющие отверстия имеют одну или несколько следующих характеристик:
- упомянутые распределяющие отверстия представляют собой распылители и/или сопла и/или штуцеры;
- упомянутые распределяющие отверстия присутствуют на боковых стенках замкнутого объема;
- упомянутые распределяющие отверстия обеспечены на нескольких стержнях (31, ... 3m; 51, ... 5m), вставленных продольно в замкнутый объем и проходящих через указанные слои.
6. Способ сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды, отличающийся тем, что он включает следующие далее стадии:
- обеспечения в замкнутом объеме стопки слоев с несколькими проемами окон, обеспечивающих сквозное прохождение потока текучей среды, при этом соседние слои образуют угол 0≤α <90°, причем угол является переменным и регулируемым, при этом переменным и регулируемым является и расстояние между соседними слоями таким образом, чтобы регулировать скорость течения потока текучей среды;
- обеспечения в упомянутом замкнутом объеме распределяющих отверстий в промежутке между указанными слоями, выполненных с возможностью распыления жидкого химического раствора внутри замкнутого объема и создания тонкой пленки жидкого химического раствора на поверхностях указанных слоев и боковых стенках замкнутого объема;
- формирования капель химического раствора выше по ходу технологического потока по отношению к упомянутой стопке для их перемешивания в упомянутом потоке текучей среды;
- сбора частиц химических соединений в результате соударения с указанными каплями и в результате диффундирования на указанной тонкой пленке, при этом упомянутые частицы перетекают в обратном направлении по отношению к указанному химическому раствору.
7. Способ по п. 6, в котором:
- упомянутый угол 0≤α <90° между соседними поверхностями регулируют в зависимости от статистического состава упомянутых частиц, в частности в направлении больших углов для более высоких уровней процентного содержания диффундируемых частиц или в направлении меньших углов для более высоких уровней процентного содержания соударяемых частиц.
8. Способ по п. 6, в котором для поверхности имеет место следующее далее соотношение:
10–4А≤ΣiSi
где:
А представляет собой площадь поверхности (слоя), ΣiSi представляет собой сумму площадей окон на слое.
9. Мокрый скруббер, содержащий систему, приспособленную для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоке текучей среды, по любому из пп. 1-5, содержащую:
- упомянутую стопку слоев (21, …2n; 41, …4n);
- упомянутые несколько распределяющих отверстий (31, …3m; 51, …5m);
- упомянутую систему формирования капель.
10. Система по любому из пп. 1-5, в которой упомянутые химические соединения представляют собой частицы загрязнителей.
RU2016113816A 2013-09-12 2014-09-12 Способ и система для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды RU2705072C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361877072P 2013-09-12 2013-09-12
IT001514A ITMI20131514A1 (it) 2013-09-12 2013-09-12 Method and system for fluid stream chemical compounds collection, deposition and separation
US61/877,072 2013-09-12
ITMI2013A001514 2013-09-12
PCT/IB2014/064464 WO2015036967A1 (en) 2013-09-12 2014-09-12 Method and system for fluid stream chemical compounds collection, deposition and separation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016113816A RU2016113816A (ru) 2017-10-17
RU2705072C2 true RU2705072C2 (ru) 2019-11-01

Family

ID=49585508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113816A RU2705072C2 (ru) 2013-09-12 2014-09-12 Способ и система для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10279310B2 (ru)
EP (1) EP3043886A1 (ru)
JP (1) JP2016533896A (ru)
KR (1) KR20160058130A (ru)
CN (1) CN105828914B (ru)
AU (1) AU2014319969B2 (ru)
BR (1) BR112016005516A8 (ru)
CA (1) CA2924090A1 (ru)
IT (1) ITMI20131514A1 (ru)
MX (1) MX2016003173A (ru)
RU (1) RU2705072C2 (ru)
WO (1) WO2015036967A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9566549B1 (en) * 2014-07-25 2017-02-14 Rio Grande Valley Sugar Growers, Inc. Apparatus and method for cleaning gas streams from biomass combustion
US10124317B2 (en) * 2014-07-25 2018-11-13 Columbus Industries, Inc. Apparatus and method for avoiding fluid bypass in particulate filters
CN115121104B (zh) * 2022-06-23 2023-06-09 山东珺宜环保科技有限公司 一种环保工业废气处理设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221064A (en) * 1967-02-16 1971-02-03 Kanagawa Prefecture Method and apparatus for gas absorption
SU1722542A1 (ru) * 1990-07-04 1992-03-30 Завод научно-исследовательского института автоматики и приборостроения Устройство дл очистки воздуха
DE4237358A1 (de) * 1992-11-05 1994-05-11 Wiederaufarbeitung Von Kernbre Stoffaustauschkolonne
CN1583223A (zh) * 2004-06-02 2005-02-23 陈敦峰 气液交换塔
WO2010128360A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Diderot De Arruda Aniz Versatile distillation cell

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1918005A (en) * 1932-02-02 1933-07-11 Kenneth M Urquhart Bubble cap
US2051545A (en) * 1933-04-14 1936-08-18 Lummus Co Contact apparatus
US2787453A (en) * 1953-11-30 1957-04-02 Exxon Research Engineering Co Fractionating tower utilizing directional upflow means in conjunction with slanted trays
BE674013A (ru) * 1965-01-22
GB1221664A (en) 1968-05-11 1971-02-03 Howard S Cooke & Company Ltd Improvements relating to toggle fasteners
US3807143A (en) * 1972-04-28 1974-04-30 Peabody Engineering Corp Bubble tray for gas washing apparatus
JPS549165A (en) * 1977-06-23 1979-01-23 Nippon Kokan Kk <Nkk> Packing of absorption column
DE3117930A1 (de) * 1981-03-12 1982-11-18 Wiegand Karlsruhe Gmbh, 7505 Ettlingen Anlage zur stofftrennung einer fluessigkeit in ein sumpfprodukt und ein kopfprodukt und gegebenenfalls auch in seitenprodukte
JPS58178323U (ja) * 1982-05-26 1983-11-29 トリニテイ工業株式会社 有害ガス処理装置
DE3346740A1 (de) * 1983-12-23 1985-06-27 Krupp Industrietechnik GmbH Werk Buckau Wolf, 4048 Grevenbroich Schwingungsfreie austauschboeden
US4994210A (en) * 1990-03-01 1991-02-19 Koch Engineering Company, Inc. High efficiency distributor for gas-liquid contact column and method of preparation and use
US5478507A (en) * 1994-02-16 1995-12-26 Carbonair, Inc. Gas-liquid contacting apparatus with valved downcomer
JP3214320B2 (ja) * 1995-11-15 2001-10-02 住友化学工業株式会社 化学反応方法
JPH11114349A (ja) * 1997-10-16 1999-04-27 Nec Home Electron Ltd 空気清浄機
US6029956A (en) * 1998-02-06 2000-02-29 Foster Wheeler Usa Corporation Predominantly liquid filled vapor-liquid chemical reactor
PE20131242A1 (es) * 2009-06-25 2013-11-16 Enviroresolutions Inc Aparato y metodo depurador de gas meorado
CN103796723B (zh) * 2011-08-10 2016-09-28 阿尔贝特·范杜伊杰恩 使气体与液体相接触的装置及方法
ITMI20121893A1 (it) 2012-11-06 2014-05-07 Innovation In Sciences & Technologi Es S R L Method and system for mixing gas and liquid for gravitational, physical and chemical collection of compounds
BR112016005613B1 (pt) * 2013-09-25 2022-02-15 Linde Aktiengesellschaft Coluna de lavagem de óleo

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221064A (en) * 1967-02-16 1971-02-03 Kanagawa Prefecture Method and apparatus for gas absorption
SU1722542A1 (ru) * 1990-07-04 1992-03-30 Завод научно-исследовательского института автоматики и приборостроения Устройство дл очистки воздуха
DE4237358A1 (de) * 1992-11-05 1994-05-11 Wiederaufarbeitung Von Kernbre Stoffaustauschkolonne
CN1583223A (zh) * 2004-06-02 2005-02-23 陈敦峰 气液交换塔
WO2010128360A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Diderot De Arruda Aniz Versatile distillation cell

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016005516A2 (ru) 2017-08-01
WO2015036967A1 (en) 2015-03-19
JP2016533896A (ja) 2016-11-04
BR112016005516A8 (pt) 2017-10-10
ITMI20131514A1 (it) 2015-03-13
US10279310B2 (en) 2019-05-07
KR20160058130A (ko) 2016-05-24
RU2016113816A (ru) 2017-10-17
CN105828914A (zh) 2016-08-03
MX2016003173A (es) 2016-08-08
US20160220949A1 (en) 2016-08-04
EP3043886A1 (en) 2016-07-20
CA2924090A1 (en) 2015-03-19
CN105828914B (zh) 2019-09-20
AU2014319969B2 (en) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100427772C (zh) 在流体流中的改善的颗粒的相互作用
CN105999862B (zh) 一种除雾器用除雾器叶片和高效除雾器及应用
RU2705072C2 (ru) Способ и система для сбора, осаждения и отделения химических соединений в потоках текучей среды
CN104667687A (zh) 无源板式湿式除尘除雾装置及其处理工艺
US4356009A (en) Gas scrubber and related method
CN104906949B (zh) 一种用于湿法脱硫吸收塔烟气深度净化的装置
AU2014319969A1 (en) Method and system for fluid stream chemical compounds collection, deposition and separation
EA021400B1 (ru) Устройство и способ регулируемого распределения текучей среды и способ производства такого устройства
US4153432A (en) Apparatus and method for collection of contaminants
WO2004096420A1 (en) Method and apparatus for mixing fluids for particle agglomeration
CN204768272U (zh) 一种用于湿法脱硫吸收塔烟气深度净化的装置
RU2541019C1 (ru) Скруббер вентури
US8236092B1 (en) Pressure gradient gas scrubber apparatus and method
RU2710336C1 (ru) Способ очистки воздуха от мелкодисперсных твердых частиц
RU194876U1 (ru) Устройство для очистки воздуха от мелкодисперсных твердых частиц
RU2710425C1 (ru) Устройство для очистки воздуха от мелкодисперсных твердых частиц
Son et al. Investigation of water separation capabilities of demisters integrated with microstructured surfaces
Puring et al. Improving the air cleaning devices from Thesolid fine aerosols
KR101351926B1 (ko) 벤튜리조절스크러버 및 이를 포함하는 집진기
RU2180260C1 (ru) Циклон
RU2531402C1 (ru) Газопромыватель с пневматическим распылителем
Ardashev et al. Development of environmental protection system for installation of chrome plating of the internal surfaces of hydraulic drives with hydrostatic guideways
AU2005210683B2 (en) Improved particle interactions in a fluid flow
RU2279304C1 (ru) Пылеуловитель вентиляционный мокрый
SK105597A3 (sk) : Spôsob odstraňovania pevných častic z plynov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu