WO2013009204A1 - Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2013009204A1
WO2013009204A1 PCT/RU2011/000499 RU2011000499W WO2013009204A1 WO 2013009204 A1 WO2013009204 A1 WO 2013009204A1 RU 2011000499 W RU2011000499 W RU 2011000499W WO 2013009204 A1 WO2013009204 A1 WO 2013009204A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
liquid
housing
flow
axis
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000499
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Николай Ефимович КУРНОСОВ
Дмитрий Сергеевич ИНОЗЕМЦЕВ
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп"
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 Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп"
Priority to PCT/RU2011/000499 priority Critical patent/WO2013009204A1/ru
Priority to RU2013158078/05A priority patent/RU2579084C2/ru
Publication of WO2013009204A1 publication Critical patent/WO2013009204A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/30—Accessories for evaporators ; Constructional details thereof
    • B01D1/305—Demister (vapour-liquid separation)
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of chemical technology, heat engineering, more specifically, to methods of contact interaction of media in gas-liquid, gas-liquid-solid particles systems and to devices for implementing heat and mass transfer processes in the chemical, food, metallurgical, gas, gas processing, oil and other industries industry.
  • the invention is intended for cooling and condensation of vapors, chemical reactions, wet cleaning of gases from solid, liquid and gaseous impurities; absorption, distillation and other technological processes.
  • the known method includes swirling a gas stream, feeding liquid into its axial zone, forming it into a film on the surface of the body of revolution, followed by dispersing the liquid with a swirling gas stream and separating it into liquid and gas phases.
  • the disadvantages of this method and its implementing device are a low degree of dispersion of the liquid, insufficient contact area of the media due to the large diameter of the liquid droplets. With a decrease in gas flow rate, the diameter of the liquid droplets further increases, which reduces the efficiency of heat and mass transfer between gas and liquid.
  • a known method of contact interaction of gas, liquid and solid particles and a device for its implementation according to patent RU 2261139 according to the known method, not gas is tangentially supplied to the vortex scrubber, as in the Venturi scrubber, but a liquid absorber, which is twisted in the device body in the form of a screw rotating water line cord.
  • the dust and gas stream is fed along the axis of the scrubber to the reduced pressure zone.
  • the fluid nozzle is axially movable relative to the device body.
  • the tangential fluid supply is made with the possibility of changing the direction of the swirl of the fluid and its flow depending on the parameters of the dust and gas flow, which is implemented using the control automation system.
  • the known method improves the efficiency of the mass transfer process, however, it has the following disadvantages:
  • the closest in technical essence to the present invention is a method of contacting gas and liquid and a device for its implementation according to patent RU 2192912. This method includes the following steps:
  • the features of this method are the direct-flow contact of gas and liquid, the accumulation of liquid on the walls of the device and the formation of a rotating cylindrical layer through which gas jets are blown, after which the liquid is withdrawn and further dispersed by the gas stream.
  • the formation of a cylindrical rotating liquid layer is carried out with centrifugal acceleration exceeding the acceleration of gravity up to 340 times.
  • a device for implementing the method comprises a housing, a gas flow swirl, tangentially mounted nozzles for supplying gas to the housing, a fluid supply pipe, an overflow baffle for forming a liquid layer on the walls of the housing, a liquid container and a pipe for withdrawing the spent phases.
  • the device is equipped with a cowl mounted along the axis of the device.
  • the known solution allows to increase the efficiency of mass transfer, that is, the contact of gas with a liquid, as well as expand the range of effective operation of the device.
  • the invention is aimed at improving the contact interaction of gas and liquid and the associated intensification of the mass transfer process between the phases and increasing its efficiency by increasing the degree of dispersion of the liquid, the contact area of the gas and liquid, turbulizing the gas flow, increasing the contact time, uniform distribution of gas and liquid over the cross section device and rational use of its working volume.
  • the problem is solved in a method of contact interaction of gas and liquid, including the tangential gas supply to the cylindrical body, twisting the gas flow around the axis of the body with the formation of a helical vortex gas flow around the periphery of the said cylindrical body, supplying liquid to the vortex gas flow along the axis of the body with its dispersion gas flow and heat and mass transfer between gas and liquid due to their dynamic interaction.
  • a helical vortex gas flow in the end part of a cylindrical casing is accelerated by narrowing the casing, the gas flow is turned to the axis of the casing, mixed with the supplied liquid and the gas-liquid flow is directed to the central region of the helical vortex flow in the opposite direction.
  • a device for the contact interaction of gas and liquid including a cylindrical body, a tangentially mounted gas supply pipe, a gas swirl, a liquid supply pipe located in the lower part of the housing along its axis, and the outlet terminal of the spent phases located in the upper part of the housing.
  • a gas supply pipe is located in the upper part of the housing, and a container with liquid is located under the housing, connected in a liquid medium to a liquid supply pipe, while the housing is additionally equipped with a reflector located in the lower part of the housing and allowing rotation of the air flow when it moves from the periphery to the center.
  • the surface of the reflector is the inner surface of a self-intersecting torus truncated by the equatorial plane, and the point of the torus surface of the reflector lying on its axis of rotation is preferably located below the equatorial plane at a distance of 0.75--0.90 of the radius of the circumference of the torus surface.
  • FIG. 1 schematically shows a device for implementing the method of contact interaction of gas and liquid, a view in longitudinal section;
  • FIG. 2 is a section along AA in FIG. one ;
  • FIG. 3 shows a geometric model of the torus surface of the reflector
  • FIG. 4 shows a diagram of gas dynamics in the working volume of a device for implementing the method of contact interaction of gas and liquid, a view in longitudinal section;
  • FIG. 5 is a section along BB in FIG. four;
  • FIG. 6 is a cross-section along CC in FIG. 4 Embodiment
  • FIG. 1, 2 The method of contact interaction of gas and liquid in accordance with the present invention is implemented in the device shown in FIG. 1, 2.
  • This device contains a cylindrical body 1, a swirl 2 located in its upper part (for example, coiled) and a tangentially mounted nozzle 3 for supplying gas to the housing 1, a nozzle 4 for supplying liquid, mounted in the lower part of the housing in the zone of low pressure gas flow along its axis, a container 5, equipped with a pipe 6 for filling the tank, and pipe 7 to ensure a constant liquid level.
  • a partition wall is mounted 8.
  • a reflector 9 is mounted on it, the surface of which is the inner surface 10 of the self-intersecting torus (Fig. 3), that is, a torus with a distance ⁇ ⁇ (or 00 2 ) between the axis ⁇ - ⁇ rotation and the center of the generating circle is less than the radius Ro T of this generating circle.
  • the surface 10 is truncated by the equatorial plane 10 '.
  • the diameter do of the reflector, the diameter d K of the housing and the diameter d-w of the torus surface are equal.
  • a pipe 11 in its upper part a gas and liquid separator 12, and a drain pipe 13.
  • pipes 14 To remove residual liquid from the reflector, there are pipes 14.
  • the nozzles 14 are located in the lower part of the surface 10 of the fairing reflector 9, however, they can be located in other places, in particular, in the side surface of the housing at its location other than vertical.
  • FIG. 4-6 The method of contact interaction of gas and liquid in accordance with the present invention is as follows (Fig. 4-6).
  • a gas is tangentially fed into the device housing 1, which is twisted by a swirl 2 to form a helical vortex flow concentrating along the walls of the housing and moving at a high speed along the helix L in the form of a helical “cord”.
  • the gas flow in the screw “cord” rotates around the axis along the helix F.
  • the vortex ring gas flow enters the lower part of the device’s body, where it is accelerated due to the narrowing of the body by means of the torus surface 10 of the reflector 9, deviates from the initial direction, and makes a turn to the axis of the housing, mixes with the supplied fluid and enters the central region of the helical vortex flow in the opposite direction.
  • the flow velocity and its kinetic energy in this case significantly increase due to a decrease in its diameter.
  • a multilayer (four-layer) vortex flow is formed in which countercurrent motion of the layers is observed both in the transverse and longitudinal sections.
  • a low pressure zone forms along the S axis of the housing as a result of the high flow rate, due to which liquid from the nozzle 4 is ejected into the stream. The amount of liquid entering the gas stream automatically changes with a change in the gas flow rate, that is, with a change in gas flow.
  • the liquid entering the gas stream is actively dispersed and finely atomized by the turbulized gas stream. Liquid particles are evenly distributed over the entire volume of the stream, mixed with the vortices of the stream and react with the gas, while ensuring the highest possible heat or mass transfer coefficient.
  • the conditions of ejection of liquid into the gas stream are worsened, and the amount of liquid becomes insufficient for the process of mass transfer.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для контактного взаимодействия газа и жидкости. Способ контактного взаимодействия включает тангенциальную подачу газа в цилиндрический корпус, закручивание газового потока вокруг оси корпуса с образованием винтового вихревого потока по периферии корпуса, подачу жидкости в вихревой поток газа по оси корпуса с обеспечением ее диспергирования и тепломассообмена между газом и жидкостью. Винтовой вихревой поток газа в концевой части корпуса ускоряют путем сужения корпуса, разворачивают поток газа к оси корпуса, смешивают с жидкостью и направляют газожидкостный поток в центральную область винтового вихревого потока в противоположном ему направлении. Устройство для контактного взаимодействия содержит расположенные в верхней части корпуса тангенциальный патрубок подвода газа и патрубок вывода отработанных фаз, завихритель газа, патрубок подачи жидкости, размещенный в нижней части корпуса по его оси, расположенную под корпусом емкость с жидкостью, связанную по жидкой среде с патрубком подачи жидкости, отражатель, размещенный в нижней части корпуса и обеспечивающий поворот потока газа. Технический результат: улучшение контактного взаимодействия газа и жидкости, интенсификация массообмена, повышение его эффективности.

Description

СПОСОБ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА И ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Область техники
Изобретение относится к области химической технологии, теплотехники, точнее - к способам контактного взаимодействия сред в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердые частицы и к устройствам для осуществления тепломассообменных процессов в химической, пищевой, металлургической, газовой, газоперерабатывающей, нефтяной и других отраслях промышленности.
Изобретение предназначено для проведения охлаждения и конденсации паров, химических реакций, мокрой очистки газов от твердых, жидких и газообразных примесей; абсорбции, ректификации и других технологических процессов.
Предшествующий уровень техники
Из документа SU 1149475 известен способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления. Известный способ включает закручивание газового потока, подачу в его осевую зону жидкости, формирование её в пленку на поверхности тела вращения с последующим диспергированием жидкости закрученным газовым потоком и разделением на жидкую и газовую фазы.
Недостатками известного способа и реализующего его устройства являются низкая степень диспергирования жидкости, недостаточная площадь контакта сред из-за большого диаметра капель жидкости. При снижении расхода газового потока диаметр капель жидкости еще более увеличивается, что снижает эффективность тепломассообмена между газом и жидкостью.
Известен способ контактного взаимодействия газа, жидкости и твердых частиц и устройство для его осуществления (вихревой скруббер Вентури), описанные в книге Лукин, В. Д. и др. Очистка вентиляционных выбросов в химической промышленности, Л., «Химия», 1980, с. 66-69. В конфузор тангенциально подают запыленный газ, который всасьшает из осевого патрубка жидкость для смачивания твердых частиц, образования конгломератов и последующего отделения их от газа. Процесс очистки осуществляют в вихревом винтовом кольцевом потоке газа. Скруббер Вентури эффективен при улавливании частиц с размером более 10 мкм. При меньшем размере частиц эффективность снижается из-за низкой степени диспергирования жидкости. Для повышения степени очистки применяют двухступенчатую очистку, что усложняет процесс.
Известен способ контактного взаимодействия газа, жидкости и твердых частиц и устройство для его осуществления по патенту RU 2261139. Согласно известному способу в вихревой скруббер тангенциально подают не газ, как в скруббере Вентури, а жидкий поглотитель, который закручивается в корпусе устройства в виде вращающегося по винтовой линии водяного «шнура». Пылегазовый поток подают по оси скруббера в зону пониженного давления. Сопло для подачи жидкости вьшолнено с возможностью осевого перемещения относительно корпуса устройства. Тангенциальная подача жидкости выполнена с возможностью изменения направления закрутки жидкости и её расхода в зависимости от параметров пылегазового потока, что реализуется с помощью системы автоматики регулирования. Известный способ позволяет повысить эффективность массообменного процесса, однако обладает следующими недостатками:
- недостаточно большая площадь контакта пылегазовой смеси и жидкого поглотителя, так как жидкость концентрируется преимущественно по периферии устройства в виде винтового «шнура» и недостаточно активно диспергируется потоком газа из-за малой кинетической энергии газового потока;
- низкая степень турбулизации потоков газа и жидкости, так как в способе использована прямоточная система их движения, не способствующая образованию вихрей и активизации массообменного процесса;
- повышенное давление в системе очистки пылегазового потока, так как его на конечной стадии продувают через емкость с водой;
- необходимость использования дополнительного оборудования для автоматического регулирования процесса.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ контакта газа и жидкости и устройство для его осуществления по патенту RU 2192912. Данный способ включает в себя следующие этапы:
- тангенциальную подачу газа через большое количество сопел, - закручивание газового потока,
- образование кольцевого вихревого потока с обеспечением его движения по винтовой линии,
- подача жидкости в зону пониженного давления по оси потока,
- диспергирование жидкости потоком газа и формирование её в пленку,
- осуществление массообмена между газом и жидкостью в вихревом потоке.
Особенностями данного способа являются прямоточный контакт газа и жидкости, накапливание жидкости на стенках устройства и формирование вращающегося цилиндрического слоя, через который продувают газовые струи, после чего жидкость отбирают и дополнительно диспергируют газовым потоком. Формирование цилиндрического вращающегося слоя жидкости проводят с центробежным ускорением, превышающим ускорение свободного падения до 340 раз.
Устройство для осуществления способа содержит корпус, завихритель газового потока, тангенциально установленные патрубки подвода газа в корпус, патрубок подачи жидкости, переливную перегородку для формирования слоя жидкости на стенках корпуса, емкость с жидкостью и патрубок вывода отработанных фаз. Для прижатия газового потока к поверхности слоя жидкости на стенках корпуса устройство снабжено обтекателем, установленным по оси устройства.
Известное решение позволяет повысить эффективность массообмена, то есть контакта газа с жидкостью, а также расширить диапазон эффективной работы устройства.
Однако известный способ контакта газа и жидкости и устройство для его осуществления имеют следующие недостатки:
- низкая степень диспергирования жидкости, поскольку жидкость в массообменном процессе участвует в виде слоя на стенках устройства;
- неразвитая площадь контакта газа и жидкости из-за формирования жидкости в виде слоя;
- незначительная турбулизация потока газа из-за отсутствия противоточного движения;
- незначительное время контакта реагирующих фаз в связи с низкой турбулизацией потоков газа и жидкости и прямоточным их движением; - повышенное давления потока газа, так как его продувают через слой жидкости в завихрителе;
- неравномерное распределение потоков газа и жидкости по поперечному сечению устройства и нерациональное использование рабочего объёма в связи с тем, что взаимодействующие фазы концентрируются преимущественно по периферии устройства, а осевое пространство не участвует в массообменном процессе.
В результате известное решение не позволяет обеспечить высокую эффективность массообменного процесса.
Изобретение направлено на улучшение контактного взаимодействия газа и жидкости и связанную с этим интенсификацию массообменного процесса между фазами и повышение его эффективности за счет увеличения степени диспергирования жидкости, площади контакта газа и жидкости, турбулизации потока газа, увеличения времени контакта, равномерного распределения газа и жидкости по сечению устройства и рационального использования его рабочего объема.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решена в способе контактного взаимодействия газа и жидкости, включающем тангенциальную подачу газа в цилиндрический корпус, закручивание газового потока вокруг оси корпуса с образованием винтового вихревого потока газа по периферии упомянутого цилиндрического корпуса, подачу жидкости в вихревой поток газа по оси корпуса с обеспечением ее диспергирования потоком газа и тепломассообмена между газом и жидкостью за счет их динамического взаимодействия. Согласно изобретению винтовой вихревой поток газа в концевой части цилиндрического корпуса ускоряют путем сужения упомянутого корпуса, разворачивают поток газа к оси корпуса, смешивают с подаваемой жидкостью и направляют газожидкостный поток в центральную область винтового вихревого потока в противоположном ему направлении.
Поставленная задача решена в также в устройстве для осуществления контактного взаимодействия газа и жидкости, включающем цилиндрический корпус, тангенциально установленный патрубок подвода газа, завихритель газа, патрубок подачи жидкости, расположенный в нижней части корпуса по его оси, и патрубок вывода отработанных фаз, расположенный в верхней части корпуса. Согласно изобретению патрубок подвода газа расположен в верхней части корпуса, а под корпусом расположена ёмкость с жидкостью, связанная по жидкой среде с патрубком подачи жидкости, при этом корпус дополнительно снабжен отражателем, расположенным в нижней части корпуса и обеспечивающим поворот потока воздуха при его движении от периферии к центру.
Описанный выше способ и реализующее его устройство по сравнению с известными решениями позволяют значительно улучшить условия контактного взаимодействия газа и жидкости, интенсифицировать тепломассообменные процессы и увеличить их скорость за счет следующих факторов:
- максимально развитой площади контакта газа и жидкости вследствие тонкого диспергирования жидкости;
- высокой степени диспергирования жидкости из-за высокой степени взаимной кинетической турбулизации слоев газового потока в продольном и поперечном сечениях по всему объему рабочего пространства;
- значительного повышения времени контакта газа и жидкости вследствие высокой турбулизации газового потока, образования как встречного продольного, так и поперечного движения газа и жидкости и увеличения времени пребывания сред в корпусе устройства.
Указанные факторы позволяют повысить производительность устройства за счет равномерного распределения реагирующих фаз по сечению корпуса устройства, рационального использования всего рабочего объема и активизации тепломассобменных процессов.
Кроме того, снижаются и энергетические затраты, поскольку процессы подачи жидкости в газовый поток, её диспергирование, смешивание фаз и турбулизация потока газа осуществляются за счет кинетической энергии газа без использования дополнительных энергозатрат.
Предпочтительно поверхность отражателя представляет собой внутреннюю поверхность самопересекающегося тора, усеченного экваториальной плоскостью, а точка торовой поверхности отражателя, лежащая на ее оси вращения, предпочтительно расположена ниже экваториальной плоскости на расстоянии 0,75-^0,90 радиуса образующей окружности торовой поверхности. Особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания варианта его осуществления со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показано устройство для реализации способа контактного взаимодействия газа и жидкости, вид в продольном разрезе;
на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 ;
на фиг. 3 представлена геометрическая модель торовой поверхности отражателя;
на фиг. 4 изображена схема газодинамики в рабочем объеме устройства для осуществления способа контактного взаимодействия газа и жидкости, вид в продольном сечении;
на фиг. 5 - сечение по В-В на фиг. 4;
на фиг. 6 - сечение по С-С на фиг. 4 Вариант осуществления изобретения
Способ контактного взаимодействия газа и жидкости в соответствии с настоящим изобретением реализуется в устройстве, показанном на фиг. 1 , 2. Это устройство содержит цилиндрический корпус 1 , расположенные в его верхней части завихритель 2 (например, улиткообразный) и тангенциально установленный патрубок 3 подвода газа в корпус 1 , патрубок 4 подачи жидкости, смонтированный в нижней части корпуса в зоне пониженного давления газового потока по его оси, емкость 5, снабженную патрубком 6 для наполнения емкости, и патрубок 7 для обеспечения постоянного уровня жидкости.
В нижней части корпуса 1 смонтирована разделительная перегородка 8. На ней установлен отражатель 9, поверхность которого представляет собой внутреннюю поверхность 10 самопересекающегося тора (фиг. 3), то есть тора, у которого расстояние ОО \ (или 002) между осью Х-Х вращения и центром образующей окружности меньше радиуса RoT этой образующей окружности. Поверхность 10 усечена экваториальной плоскостью 10'. Диаметр do отражателя, диаметр dK корпуса и диаметр d-ш торовой поверхности равны между собой. Точка 10" торовой поверхности отражателя, лежащая на ее оси Х-Х вращения, расположена ниже экваториальной плоскости на расстоянии 0,75-0,90 радиуса RoT образующей окружности торовой поверхности. Для вывода отработанных фаз из устройства в верхней его части имеются патрубок 11, разделитель газа и жидкости 12 и сливной патрубок 13. Для удаления остаточной жидкости из отражателя имеются патрубки 14. В показанном на чертежах варианте осуществления изобретения, согласно которому корпус расположен по существу вертикально, патрубки 14 расположены в нижней части поверхности 10 отражателя 9 обтекателя, однако они могут быть расположены в других местах, в частности, в боковой поверхности корпуса при его расположении, отличном от вертикального.
Необходимо отметить, что термины «верхний» и «нижний» в данном описании использованы по отношению к конструкции, схематично изображенной на фиг. 1 и 4, то есть являются условными, и по существу означают, что одни элементы (завихритель 2, патрубок 3 подвода газа, патрубок 11 вывода отработанных фаз) находятся у одного основания цилиндрического корпуса, а другие (разделительная перегородка 8, емкость 5 для жидкости и патрубки 6 и 7) - у другого.
Способ контактного взаимодействия газа и жидкости в соответствии с настоящим изобретением осуществляется следующим образом (фиг. 4— 6). В корпус 1 устройства тангенциально подают газ, который закручивается завихрителем 2 с образованием винтового вихревого потока, концентрирующегося вдоль стенок корпуса и движущегося с высокой скоростью по винтовой линии L в виде винтового «шнура». Одновременно с этим газовый поток в винтовом «шнуре» вращается вокруг оси по винтовой линии F. Далее вихревой кольцевой поток газа поступает в нижнюю часть корпуса устройства, где посредством торовой поверхности 10 отражателя 9 ускоряется за счет сужения корпуса, отклоняется от первоначального направления, совершает разворот к оси корпуса, смешивается с подаваемой жидкостью и поступает в центральную область винтового вихревого потока в противоположном ему направлении.
Скорость потока и его кинетическая энергия при этом значительно увеличиваются за счет уменьшения его диаметра.
В результате поворота потока газа в корпусе образуется многослойный (четырёхслойный) вихревой поток, в котором наблюдается противоточное движение слоев как в поперечном, так и в продольном сечениях. По продольньм и поперечным границам Q слоев за счет встречного движения и высокой скорости потоков происходит интенсивная взаимная, кинетическая турбулизация сначала поверхностных участков, а затем и внутренних зон слоев, что в конечном итоге приводит к турбулизации газа по всему объему V потока и корпуса. По оси S корпуса в результате высокой скорости потока образуется зона пониженного давления, за счет чего в поток эжектируется жидкость из патрубка 4. Количество поступающей в газовый поток жидкости автоматически изменяется с изменением скорости потока газа, то есть с изменением расхода газа.
Поступающая в поток газа жидкость активно диспергируется и тонко распыляется турбулизированным газовым потоком. Частицы жидкости равномерно распределяются по всему объему потока, смешиваются с вихрями потока и реагируют с газом, при этом обеспечивается максимально высокий коэффициент тепло- или массопередачи.
Приведенные выше соотношения между конструктивными параметрами устройства для осуществления способа контактного взаимодействия газа и жидкости являются оптимальными. При соблюдении соотношений достигаются высокие показатели тепломассообменного процесса.
Так, при расположении точки 10" торовой поверхности на величину менее 0,75 радиуса RoT образующей окружности торовой поверхности 10 в центральной осевой части потока образуется зона разрежения, в которой восходящие слои газа не пересекаются и не контактируют друг с другом, что снижает возможность турбулизации за счет кинетического взаимодействия и уменьшает эффективность массообменного процесса. При этом наблюдается также избыточное количество жидкости, захватываемый потоком из патрубка 4.
При расположении точки 10" торовой поверхности 10 на величину более 0,90 радиуса RQT образующей окружности торовой поверхности 10 потоки газа пересекаются друг с другом, разрушаются и нарушают поверхностный контакт в центральной и верхней части устройства, что снижает кинетическую турбулизацию газового потока и эффективность массобмена. Кроме того, при этом ухудшаются условия эжектирования жидкости в поток газа и количество жидкости становится недостаточным для проведения процесса массообмена.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ контактного взаимодействия газа и жидкости, включающий тангенциальную подачу газа в цилиндрический корпус, закручивание газового потока вокруг оси корпуса с образованием винтового вихревого потока газа по периферии упомянутого цилиндрического корпуса, подачу жидкости в вихревой поток газа по оси корпуса с обеспечением ее диспергирования потоком газа и тепломассообмена между газом и жидкостью за счет их динамического взаимодействия, отличающийся тем, что винтовой вихревой поток газа в концевой части цилиндрического корпуса ускоряют путем сужения упомянутого корпуса, разворачивают поток газа к оси корпуса, смешивают с подаваемой жидкостью и направляют газожидкостный поток в центральную область винтового вихревого потока в противоположном ему направлении.
2. Устройство для контактного взаимодействия газа и жидкости, включающее цилиндрический корпус (1), тангенциально установленный патрубок (3) подвода газа, завихритель (2) газа, патрубок (4) подачи жидкости, расположенный в нижней части корпуса (1) по его оси, и патрубок (1 1) вывода отработанных фаз, расположенный в верхней части корпуса (1), отличающееся тем, что патрубок (3) подвода газа расположен в верхней части корпуса (1), а под корпусом (1) расположена ёмкость (5) с жидкостью, связанная по жидкой среде с патрубком (4) подачи жидкости, при этом корпус (1) дополнительно снабжен отражателем (9), расположенным в нижней части корпуса (1) и обеспечивающим поворот потока воздуха при его движении от периферии к центру.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что поверхность (10) отражателя (9) представляет собой внутреннюю поверхность самопересекающегося тора, усеченного экваториальной плоскостью (10').
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что точка (10") торовой поверхности (10) отражателя (9), лежащая на ее оси вращения, расположена ниже экваториальной плоскости (10') на расстоянии 0,75-0,90 радиуса (RoT) образующей окружности торовой поверхности (10).
PCT/RU2011/000499 2011-07-08 2011-07-08 Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления WO2013009204A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000499 WO2013009204A1 (ru) 2011-07-08 2011-07-08 Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления
RU2013158078/05A RU2579084C2 (ru) 2011-07-08 2011-07-08 Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000499 WO2013009204A1 (ru) 2011-07-08 2011-07-08 Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013009204A1 true WO2013009204A1 (ru) 2013-01-17

Family

ID=47506284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000499 WO2013009204A1 (ru) 2011-07-08 2011-07-08 Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2579084C2 (ru)
WO (1) WO2013009204A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567613C1 (ru) * 2014-01-28 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВКМ групп" RU Способ мокрой очистки газа и устройство для его осуществления
CN111714914A (zh) * 2020-07-07 2020-09-29 山东禹王生态食业有限公司 一种防跑料的闪蒸罐

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847083A (en) * 1956-06-18 1958-08-12 Exxon Research Engineering Co Fractionator design
US3862827A (en) * 1972-10-24 1975-01-28 Gerhard Miczek West dust collector with concurrent flow contacting chamber
SU1225603A1 (ru) * 1985-01-07 1986-04-23 Воронежский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Пылеуловитель
SU1058110A1 (ru) * 1982-05-06 1992-06-30 Специальное Конструкторское Бюро "Энергохиммаш" Тепломассообменный аппарат
RU2192912C1 (ru) * 2001-04-18 2002-11-20 Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" Способ контакта газа и жидкости и устройство для его осуществления

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847083A (en) * 1956-06-18 1958-08-12 Exxon Research Engineering Co Fractionator design
US3862827A (en) * 1972-10-24 1975-01-28 Gerhard Miczek West dust collector with concurrent flow contacting chamber
SU1058110A1 (ru) * 1982-05-06 1992-06-30 Специальное Конструкторское Бюро "Энергохиммаш" Тепломассообменный аппарат
SU1225603A1 (ru) * 1985-01-07 1986-04-23 Воронежский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Пылеуловитель
RU2192912C1 (ru) * 2001-04-18 2002-11-20 Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" Способ контакта газа и жидкости и устройство для его осуществления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567613C1 (ru) * 2014-01-28 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВКМ групп" RU Способ мокрой очистки газа и устройство для его осуществления
CN111714914A (zh) * 2020-07-07 2020-09-29 山东禹王生态食业有限公司 一种防跑料的闪蒸罐

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158078A (ru) 2015-08-20
RU2579084C2 (ru) 2016-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9915423B2 (en) Rotational flow and sink flow-coupling integrated system for ultra-clean desulphuration and dedusting and desulphuration and dedusting method therefor
US20080066622A1 (en) Reflecting packed column
CN104399367B (zh) 一种带有缩放形孔板的烟气洗涤装置
CN103301958B (zh) 气液分离装置
RU2650967C1 (ru) Способ очистки газов и устройство для его осуществления
CN210302958U (zh) 一种橡胶密炼尾气处理系统
RU2579084C2 (ru) Способ контактного взаимодействия газа и жидкости и устройство для его осуществления
CN106582163A (zh) 含尘气体净化方法及装置
CN205379776U (zh) 湿法喷淋旋流一体化空气净化装置
RU97933U1 (ru) Аппарат для промывки и охлаждения отходящих сернистых газов
CN103008138A (zh) 一种逆喷式湿法烟气洗涤喷嘴
CN104096512B (zh) 一种尿素水解反应器出口除雾装置
CN104548760B (zh) 一种气溶胶捕集分离装置及方法
CN1221644A (zh) 旋流离散吸收分离方法与吸收塔
JP2012170863A (ja) 気液分離器
CN113648775A (zh) 气体降温-洗涤装置与方法
RU2386470C1 (ru) Сепаратор
RU2380166C1 (ru) Устройство для мокрой очистки газов
CN107626199A (zh) 一种烟气净化反应器及烟气净化系统
RU2260470C1 (ru) Пылеуловитель вихревой
RU2671733C1 (ru) Устройство для сепарации газожидкостной смеси
RU147796U1 (ru) Аппарат для промывки и охлаждения сернистых газов
CN206184016U (zh) 旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸‑换热一体化设备
CN201410358Y (zh) 高气速废气处理装置
RU96784U1 (ru) Сепаратор центробежный вихревого типа вертикальный "сцв-г"

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11869197

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013158078

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11869197

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1