CN101450292A - 一种气液交换的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气液交换的方法和装置,属气相与液相之间进行能量交换与物质交换的方法。包括一封闭的气液交换容器,气液交换容器的两端各连接有管道,一端是进气管道,另一端是出气管道,在气液交换容器的进气端安装有挡气板,在气液交换容器的出气端安装有挡液板,气液交换容器内充注有液体,液体上方形成的气流通道与进气管道和出气管道连通。当气流从进气管道中进入气液交换容器时,快速气流带动下面的液体脱离液体平面喷向气流通道内的空间,形成液幕,气体穿过液幕,气体与液体充分接触,完成气相与液相之间的能量交换与物质交换。交换后的气流从挡液板下面的出气口排出。本发明的主要优点是体积小、能耗低、精度高、结构简单、使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种气相与液相之间进行能量交换与物质交换的方法,具体是一种在管道内进行气液交换的方法和装置。
背景技术
气液交换是工业生产的一项常用技术,用途广泛。气液交换技术种类繁多,如水膜除尘器、增湿器等。目前,气相与液相之间进行物质交换最常见的是湿式除尘技术,主要作用是将气体中携带的粉尘与气体分离,从而达到净化气体的目的;常见的气相与液相之间进行能量交换采用的是换热器,主要作用是完成气相与液相之间的能量交换。但传统气液交换技术普遍存在能耗大,体积大、结构复杂的缺陷。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有问题而提出的一种气相与液相之间进行能量交换与物质交换的方法和装置。
本发明的技术方案:一种气液交换的装置,包括一封闭的气液交换容器,气液交换容器的两端各连接有管道,一端是进气管道,另一端是出气管道,在气液交换容器的进气端安装有挡气板,在气液交换容器的出气端安装有挡液板,气液交换容器内充注有液体,液体上方形成的气流通道与进气管道和出气管道连通。
一种气液交换的方法,在以上所述的气液交换装置中进行,当气流从进气管道中进入气液交换容器时,由于挡气板的阻气作用,在窄通道入口内形成快速气流,快速气流带动下面的液体脱离液体平面喷向气流通道内的空间,形成液幕和大量液珠,气体穿过液幕,部分水珠随气流一起前行,一段距离后,液珠在自重的影响下与气流分离,落回液体水平面;在这个过程中,气体与液体充分接触,完成气相与液相之间的能量交换与物质交换。部分液体前行到挡液板处时被挡液板拦下,然后沿挡液板流下,形成二次液幕和大量液珠,交换后的气流从挡液板下面的出气口排出。
本发明的主要优点是体积小、能耗低、精度高、结构简单、使用方便。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的原理示意图;
图2是图1原理示意图的截面图;
图3是本发明一个实施例的原理及结构示意图;
图4是本发明又一个实施例的原理及结构示意图。
图中:1、挡液板,2、挡气板,3、转轴,4、液体,5、矩形气流通道,6、出气管道,7、进气管道,8、气液交换容器,9-1、排污口,9—2、补水口,10、溢流口,11、抽气装置,12、排气管,13、吸气罩,14、垂直竖管,15、喷头。
虚线表示为液体平面,箭头表示气流方向。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明是采用这样的方法的:气液交换容器8是一个封闭的矩形管道,向下突出一定的空间由于存储液体,管道内被充注有液体4,这样在液面上方形成了宽度为B、高度为H1的矩形气流通道5。在矩形气流通道的进口装有转轴3和安装在转轴3上并能绕转轴3转动的挡气板2、在矩形气流通道的出口装有能转动的挡液板1,挡气板2的转动,可以调节挡气板2的底部与液体水平面的距离H2,这样挡气板2及液体的水平面形成了宽度为B、高度为H2的窄通道。
由于挡气板2的阻气作用,在窄通道内形成快速气流,快速气流带动液体脱离液体平面喷向矩形气流通道内的空间,形成液幕和大量液珠,气体必须穿过液幕,部分水珠随气流一起前行,一段距离后,液珠在自重的影响下与气流分离,落回液体水平面。在这个过程中,气体与液体充分接触,完成气相与液相之间的进行能量交换与物质交换。当气流沿箭头方向在矩形气流通道流动时
当液体从窄通道喷出时,一部分液体会喷到上壁表面,并沿上壁表面前行,当这些液体前行到挡液板1处时被挡液板1拦下,然后沿挡液板1流下,形成二次液幕和大量液珠,增加了气液接触的机会,挡液板1与液体水平面的距离H3应该足够大,以避免在此形成快速气流。
调节挡气板2的底部与液体水平面的距离H2,可以调节窄通道的宽度,窄通道越窄,气流速度越高,带起的液体量越大,喷出的距离越远,气体与液体越能够充分接触,能量交换与物质交换的效果越好,但气流速度不宜过快,气流过快能耗加大,而且可能使液体雾化,增加气液分离难度。
挡气板2与挡液板1之间的的距离L一般不小于H1的三倍,以保证气体与液体充分接触的空间。
气流通道的风速一般不超过10米/秒,风速过高,气液分离效果差,气流会将液体带出。
如图3所示,本实施例是用于卷烟厂生产线厂房内的环境除尘。为了便于排污,下壁倾斜了一定的角度,使气液交换容器8的底部向下落下成V形。V形腔内充满液体4,进气管道、出气管道和容器内液体上方的气流通道均为矩形通道。出气管道的出风口连接有抽气装置11,抽气装置为抽风机。在气流通道前方设有溢流口10保持水平面稳定。在进气管道的顶端有吸气罩13。气液交换容器8的底部设有排污口9—1排出沉积的污物,补水口9—2向***补水。
卷烟厂生产线厂房内空气中弥漫着微尘颗粒和各种挥发物气体,质量很差。在风机11的作用下,含杂空气从吸气罩13吸入,按箭头方向沿管道前行,进入气液交换容器8中液体上面的矩形气流通道,矩形气流通道底部的液体是干净的自来水,也可以是本***循环利用的废水,由于挡气板2的阻气作用,窄通道内形成快速气流,快速气流带动水脱离水平面喷向矩形气流通道内的空间,形成水幕和大量水珠,随气流一起前行一段距离后,水珠在自重的影响下与气流分离,落回水平面,上壁6表面的水由挡液板拦下,形成二次水幕和大量水珠。在这个过程中,含杂空气与水充分接触,完成气相与液相之间的物质交换,微尘颗粒被水吸附,各种挥发物气体被融入水中,含杂空气得到了有效的洗涤,干净的空气由风机11经过排气管道排放室内,厂房空气得到净化。
该实施例事实上完成了对作业场所的空气洗涤,达到了保护职工身体健康的目的。
该实施例的特点是能耗低,结构简单。
图4所示的实施例是用于卷烟厂生产线的高温废气处理。
卷烟厂生产线许多设备需要排放高温废气,这些高温废气温度高、湿度高、含尘量高,处理困难,通常的做法是高温废气经过一定除尘处理后排放大气。
如图4所示,该实施例和上一实施例不同的是,进气管道有向上伸出的一段矩形截面的垂直竖管14,垂直竖管14中设有雾化喷头15,雾化喷头15的下方设有开孔版16。高温废气进入垂直竖管14后与雾化喷头15喷出的水雾形成同向的气液二相流,开孔版16增加气液的接触时间,高温废气在垂直竖管14内得到初步处理,然后进入矩形气流通道,在两道水幕的作用下,再次完成气体的降温洗涤过程,同时将含污的水雾吸附,确保气流不会将水雾带出。这样该***完成了降温、除湿、除味、除尘处理,干净的空气由风机11经过排气管12直接排放室内,实现就地取风、就地排放,不对造成任何环境。
在上述过程中,气液之间完成了物质交换,达到了除湿、除味、除尘、净化空气的目的,同时也完成了气液之间的能量交换,达到了使气体降温的目的。
在该实施例中,由于气体温度高于液体温度,该实施例完成了气—液能量交换,即热量从高温气体传递到水中,如果液体温度高于气体温度,该实施例同样可以完成液—气能量交换,即热量从高温液体传递到气体中,同时在这种情况下还可以完成对气体的加湿处理。
该实施例的特点是功能强,精度高,能耗低,结构简单。
Claims (8)
1、一种气液交换的装置,其特征是包括一上口封闭的气液交换容器(8),气液交换容器的前后两端分别连接有管道,一端是进气管道(7),另一端是出气管道(6),在气液交换容器的进气端安装有挡气板(2),在气液交换容器的出气端安装有挡液板(1),气液交换容器内充注有液体,液体上方形成的气流通道与进气管道和出气管道连通。
2、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是在进气管道内还安装有喷头(15)。
3、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是喷头为雾化喷头。
4、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是进气管道、出气管道和容器内液体上方的气流通道均为矩形通道。
5、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是在气流通道前方设有溢流口(10)。
6、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是出气管道的出风口连接有抽气装置(11)。
7、根据权利要求1所述的一种气液交换的装置,其特征是挡气板(2)和挡液板(1)能够绕转轴转动调节与液面的距离。
8、一种气液交换的方法,其特征是在权利要求1所述的气液交换装置中进行,当气流从进气管道中进入气液交换容器时,由于挡气板的阻气作用,在窄通道入口内形成快速气流,快速气流带动下面的液体脱离液体平面喷向气流通道内的空间,形成液幕和大量液珠,气体穿过液幕,部分水珠随气流一起前行,一段距离后,液珠在自重的影响下与气流分离,落回液体水平面;在这个过程中,气体与液体充分接触,完成气相与液相之间的能量交换与物质交换;部分液体前行到挡液板处时被挡液板拦下,然后沿挡液板流下,形成二次液幕和大量液珠,交换后的气流从挡液板下面的出气口排出。
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