RU2015121704A - Способ и система смешивания газа и жидкости для гравитационного физического и химического улавливания соединений - Google Patents

Claims (34)

1. Способ смешивания газа и жидкости для гравитационного, физического и химического улавливания соединений или частиц, основанный на уменьшении средней длины свободного пробега соединений в емкости, включающий стадии:

- гравитационного обеднения, включающего уменьшение содержания соединений и капель жидкого химического раствора с тем большим диаметром, чем больше объем;

- физического осаждения, включающего конденсацию удаляемых соединений на влажной поверхности емкости;

- химической адсорбции, включающей химическую реакцию между удаляемыми соединениями и компонентами в жидком химическом растворе.

2. Способ по п. 1, в котором указанное смешивание основано на определении массового соотношения между жидкостью и газом согласно следующей зависимости:

3. Способ по п. 1, включающий стадии:

- впуска газа в разделительную камеру в емкости через впускные отверстия для газа, при этом в указанной емкости присутствует ванна с жидким раствором;

- смешивания в разделительной камере потока газа с потоком жидкого раствора в прямотоке, формируя поток текучей среды с тем, чтобы:

- некоторые из соединений или частиц осаждались на стенках разделительной камеры и затем смывались в ванну с жидким раствором;

- некоторые другие соединения или частицы адсорбировались в каплях химического раствора и в дальнейшем улавливались в ванне с жидким раствором;

- некоторые другие соединения или частицы разрушались с помощью отклоняющих поверхностей и смывались;

- оставшиеся соединения или частицы следовали за потоком жидкого раствора, направляющегося ко дну емкости, и затем поднимались в неламинарном потоке к сепараторному слою в камере смешения емкости, где текучая среда смешивается в противотоке с потоком распыленного жидкого химического раствора таким образом, чтобы все уже влажные соединения или частицы были абсорбированы указанным потоком и гравитация вынуждала их падать в ванну с жидкостью;

- выпуска потока текучей среды из емкости после отделения указанных соединений или частиц.

4. Система, приспособленная для смешивания газа и жидкости для гравитационного, физического и химического улавливания соединений или частиц, основанная на уменьшении средней длины свободного пробега соединений в емкости, содержащая следующие элементы:

- узел гравитационного обеднения, осуществляющий уменьшение содержания соединений и капель жидкого раствора реагента с тем большим диаметром, чем больше объем;

- узел физического осаждения, осуществляющий конденсацию удаляемых соединений на влажной поверхности емкости;

- узел химической адсорбции, осуществляющий химическую реакцию между удаляемыми соединениями и компонентами в жидком химическом растворе.

5. Система по п. 4, содержащая:

- указанную емкость (104, 104'), приспособленную для вмещения указанной жидкости и содержащую объем смешивания указанного газа и жидкости над поверхностью указанной жидкости с образованием потока текучей среды,

- множество трубопроводов (105) подачи газа, присоединенных к соответствующим насыщающим камерам (205), в которых происходит образование потока текучей среды, подающих указанный поток текучей среды в объем смешивания, при этом внутренние стенки указанных насыщающих камер выступают в качестве первой поверхности газожидкостного обмена;

- по меньшей мере один трубопровод (110) для вывода текучей среды из емкости наружу после смешивания;

- по меньшей мере один распределитель (109) указанной жидкости с множеством распылителей (211), выполненных с возможностью распыления указанной жидкости в указанном объеме смешивания и в указанных насыщающих камерах (205);

- по меньшей мере одно отклоняющее устройство (314), размещаемое на соответствующих концах насыщающей камеры, при этом указанное отклоняющее устройство принуждает поток текучей среды направляться к донной части емкости и служит в качестве второй поверхности газожидкостного обмена, выступая как каталитическая поверхность.

6. Система по п. 5, которая содержит:

- один или несколько сепараторов/каплеуловителей (520) внутри емкости над по меньшей мере одним распределителем (109) в качестве слоев насадки для отделения химических соединений от указанной текучей среды;

- одну или несколько систем (521) УФ-ламп, связанных с соответствующими сепараторами/каплеуловителями (520).

7. Система по п. 5, которая содержит тела, плавающие на поверхности жидкости во внутренней части емкости, предназначенные для увеличения поверхности контакта текучая среда - жидкость и для уменьшения испарения жидкого химического раствора.

8. Система по п. 5, в которой указанный по меньшей мере один трубопровод (110) для вывода текучей среды содержит вытяжное устройство (110), принуждающее поток текучей среды выходить из емкости через него.

9. Система по п. 5, которая содержит насосную систему (101, 108), выполненную с возможностью обеспечения перемешивания жидкости от донной части (104') емкости к распределителю (109) и от распределителя во внутреннюю часть емкости.

10. Система по п. 5, в которой указанные трубопроводы подачи и насыщающие камеры (205) изогнуты вниз под углом α в диапазоне 0-90 градусов, предпочтительно в диапазоне 30-60 градусов, более предпочтительно α=45°.

11. Система по п. 5, в которой указанное множество распылителей (211) образуют струю жидкости с углом распыления в диапазоне 15-100 градусов, предпочтительно в диапазоне 80-100 градусов, более предпочтительно 90 градусов.

12. Система по п. 5, которая содержит пьезоэлектрические компоненты, находящиеся в контакте с распылителями, выполненные с возможностью поддержания распылителей в чистом состоянии.

13. Система по п. 8, в которой указанное вытяжное устройство (110) выполнено с возможностью создания потока текучей среды, выходящего из емкости, большего 10 м³∙ ч^-1, и обеспечения перепада давления в емкости более 50 Па.