專利名稱：提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體的提取裝置，該裝置例如是用于在氣體 與液體之間實現(xiàn)質(zhì)量、熱量和/或動量轉(zhuǎn)移的氣-液接觸裝置，特別是， 本發(fā)明涉及一種洗氣裝置，其用于將可溶于水的氣體從混合氣流中清 除出去。
背景技術(shù)：
對于此類裝置的要求在許多產(chǎn)業(yè)部門中都是相同的，其中的產(chǎn)業(yè) 部門例如是化學(xué)產(chǎn)業(yè)部門或發(fā)電行業(yè)，在這些行業(yè)中，完成這一功能 的裝置通常被稱為氣體洗滌器。這些裝置表現(xiàn)出不同的效能，該效能 取決于它們的設(shè)計和它們所處的應(yīng)用場合。在產(chǎn)業(yè)中，從廢氣流或過程氣(process gas)流中去除某些組分 的需求來源于如下的事實這些組分存在對環(huán)境造成損害或造成有毒 公害的潛在風(fēng)險。例如，烴類燃料中所含的硫化物導(dǎo)致這樣的結(jié)果 燃料的燃燒會帶來二氧化硫的排放。在被按照這種方式釋放之后，二 氧化硫可能被大氣中的水分吸收，這將有助于形成酸雨。目前，對于盡可能地降低廢氣中所含雜質(zhì)濃度的壓力越來越大。當(dāng)前的法規(guī)為各種組分都設(shè)定了最高排放水平，且這些限制水平有望 在將來會進一步降低。某些雜質(zhì)可溶解到液體一例如水中。因而，很常見的作法是在化 學(xué)或工業(yè)處理過程中設(shè)置一些處理階段(stage),在這些處理階段中， 含有潛在危險性或污染性的雜質(zhì)的氣流被按照一定的方式與液體流混 合起來，以促進氣體的吸收，由此形成氣-液溶液，隨后，該溶液受 到處理，以減小其有害作用。這樣的過程通常被稱為洗滌或洗氣處理。典型的處理是在氣流中使用細霧或液體噴霧，以便于使氣體暴露 在表面積大的小液滴中，從而促進了按照該方式對氣體的吸收。此外，如下的方案也是公知的使要被洗滌的氣體在液體槽中產(chǎn)生出氣泡， 從而實現(xiàn)了將氣體吸收到液體中的途徑。通常情況下，通過使氣體流 經(jīng)板件上的多個孔洞、并從位于板件上方的水中流過而實現(xiàn)該設(shè)計。 另一種公知的處理采用了如下的設(shè)計按照某種方式，使氣體與液體 對向流或共向流，此條件下，液體與氣體組分之間的接觸面積得以增 大，例如通過釆用所謂的"填充床"來實現(xiàn)該處理。這些系統(tǒng)的效能存在著相當(dāng)大的變動，其效能可取決于氣體和液 體的性質(zhì)一例如溶解性、反應(yīng)活性、溫度、pH值等。但是，所有這些系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特性在于氣流與液流的物理混 合對處理的效能具有根本的重要性。氣流與液流的有效混合將包括如 下的因素氣體相與液體相之間長時間的接觸；并且接觸表面具有大 的面積。湍流和紊流混合方法能帶來很高的混合效率，但也會造成系 統(tǒng)中流動能的損失，這些方法或者會對系統(tǒng)的總性能造成損害，或者 難于利用其它的裝置對等地實施(counter-act)、或者實施起來的成本 高，其中的其它裝置例如是機械裝置。第4405533號美國專利(Norabeck等人)介紹了一種輸送裝置， 其用于與蒸發(fā)接觸體配套使用，該專利涉及到如下的內(nèi)容在蒸發(fā)體或熱交換器中使用分布開的噴霧，目的在于減少空氣或氣流中夾帶的 不利水滴。提出該裝置的目的在于簡化結(jié)構(gòu)，并對水噴霧進行引導(dǎo)， 從而可確保噴霧與熱交換器翅片的表面具有良好的接觸。盡管該裝置 涉及到了在金屬表面上噴射水的內(nèi)容，但這樣作的原因并不針對于將 氣體摻入到液體中、進而改善混合效果或類似的目的，而且，該裝置 也不能被用于上述的目的。第2004/011200 ( Goode等人)號美國專利7>開了 一種方法，其用 于將向下流動/向上流動的濕煙氣脫硫(WFGD )系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為向上流動 的單環(huán)路WFGD系統(tǒng)，該專利涉及一種用于實施煙氣脫硫的常規(guī)噴 淋塔，該方案采取的措施是取消位于噴淋塔上游的普通冷卻裝置， 從而消除了在系統(tǒng)內(nèi)部將向上流-向下流分支與向上流分支組合起來 的需求，從而改善了壓力損耗特性，同時，在系統(tǒng)內(nèi)部仍然保留了冷卻區(qū)域。該裝置是對現(xiàn)有噴淋塔系統(tǒng)的一種簡單改進，并沒有提供一 種新型的提取裝置。第6036756號美國專利(Gohara等人)介紹了 一種改型的中心進 口式洗氣器，其帶有吸收氣體的分配盤，用于改善氣體-液體在吸收 區(qū)中的相互接觸，該裝置是由常規(guī)的噴淋塔構(gòu)成的，但對氣體入流進 行引導(dǎo)，使其流經(jīng)處理單元的中心。在裝置的底部設(shè)置了容納著洗氣 液體的槽池，且氣體進口靠近槽池中液體的液面，從而可將氣流從向 下流動折返為向上流動。在氣體改變流動方向的位置點處，設(shè)置了另 外的穿孔盤，該盤具有改善氣流任何不良分布的效果。第5527496號美國專利(Rogers等人)介紹了一種集成有噴淋頭 的盤裝置，其包括多個水平的盤，這些盤被定向在與穿孔板相交的平 行線上。在第二實施方式中，盤將液體引導(dǎo)向上，以使得液體在隨后 向下掉落到穿孔板上。該裝置使用了數(shù)目很多的小噴霧嘴，以改善流 體在穿孔板上的分布，且該裝置被構(gòu)建成大型噴淋塔的組成部件。采 用大量噴霧嘴會帶來被液體流中所含碎屑堵塞的風(fēng)險，但對于陸基 (land based)的系統(tǒng)，可在維護保養(yǎng)期間將堵塞的噴霧嘴更換掉。 在穿孔板的上方設(shè)置大量的噴嘴將無法確保避免氣體出現(xiàn)旁路現(xiàn)象， 這是因為氣體可從相鄰噴嘴之間的區(qū)域流過而不與液體相接觸。在噴 淋頭之間的區(qū)域內(nèi)，相對流動的液體會發(fā)生沖撞，從而，與不存在任 何液體的相鄰噴嘴間的區(qū)域相比，氣體在流過噴淋頭之間區(qū)域時會遇 到較大的阻擋。因而，從噴嘴間區(qū)域流過的氣體量將增加，導(dǎo)致大量 的通流氣體沒有經(jīng)過洗氣處理而通過。發(fā)明內(nèi)容因而，本發(fā)明的目的在于提供一種用于氣流和液體流的混合裝置， 其通過形成大的接觸表面積、保證足夠的接觸時間、以及形成紊流而 顯著改善混合效果，從而增強了氣體被吸收到液體中的程度，同時還 實現(xiàn)了低的壓力損失。本發(fā)明是基于上述的思路而研發(fā)的。根據(jù)本發(fā)明的第一方面， 一種用于氣體的提取裝置包括擴散器，其用于對氣體進行傳輸，使其經(jīng)過該擴散器的擴散區(qū)域；以及噴射裝 置，其用于在整個擴散區(qū)域上噴射連續(xù)的液體流，以使得氣體被液體 流夾帶走。根據(jù)本發(fā)明的第二方面， 一種用于對氣體進行處理的方法包括 設(shè)置具有擴散區(qū)域的擴散器；在整個擴散區(qū)域上噴射液體流；以及對 氣體進行傳輸，使其通過擴散區(qū)域，以與液體流相接觸，從而使氣體 被夾帶到液體流中，并變?yōu)榕c液體良好混合的狀態(tài)。在整個擴散區(qū)域上噴射液體流可帶來的優(yōu)點在于流經(jīng)擴散器的 所有氣體都與液體相接觸，由此在氣體與液體之間實現(xiàn)了優(yōu)異的轉(zhuǎn)移 效果，其中的轉(zhuǎn)移例如是熱量轉(zhuǎn)移、質(zhì)量轉(zhuǎn)移、或動量轉(zhuǎn)移。因而， 在本發(fā)明中，連續(xù)的介質(zhì)是液體，由此減小了發(fā)生氣體旁路的可能性。 在典型的現(xiàn)有系統(tǒng)中，連續(xù)的介質(zhì)是氣體，這將導(dǎo)致氣體旁路的發(fā)生。本發(fā)明還確保了經(jīng)過擴散器的壓力損失降低，這是因為對液體 的噴射具有通過擴散區(qū)域?qū)怏w進行抽吸的作用。這一作用不僅可起 到噴射器的作用，還意味著能被用來形成混合效果的能量與液體射 流的動能直接相關(guān)，而非與氣流的動能相關(guān)，因而，混合能量將顯著 地增大。優(yōu)選地是，噴射液體流基本上平行于擴散區(qū)域的表面。這就減小 了發(fā)生氣體旁路的可能性，而氣體旁路會顯著降低裝置或方法的效能。 這樣的設(shè)計還實現(xiàn)了如下的效果氣體可被良好地夾帶到液體中。優(yōu)選地是，用于將液體流噴射到表面上的裝置應(yīng)當(dāng)形成覆蓋整個 擴散區(qū)域的、在空間上連續(xù)的非中斷性液體流，該液體流例如可以是 液體流面(sheet)的形式。按照這種方式，在擴散區(qū)域的范圍內(nèi)獲得 了均勻的液體流。用于對液體流進行噴射的裝置可以是液體入口。可 選地是，該入口是噴嘴或噴霧器，但也可以使用其它任何合適的液體 分配器。所述入口可將液體線性地噴射橫過整個擴散器，或者可將液體沿 徑向方向向著擴散器的中心點向內(nèi)噴射。但是，優(yōu)選地是，液體被從 入口沿徑向向外噴射。有利地是，對入口的設(shè)計特別針對于如下的目的在整個擴散區(qū) 域上形成連續(xù)的液體噴流流面。優(yōu)選地是，入口包括導(dǎo)管和基本上為 錐形的阻塞體，其中的阻塞體優(yōu)選為曲線的錐形阻塞體，其所處位置 靠近導(dǎo)管的開口，從而，在使用過程中，能形成徑向的液體流面。這 樣的入口形成了在空間中連續(xù)的、完整的液體流面，從而防止了氣體 旁路的產(chǎn)生。入口在擴散區(qū)域上的位置可基本上處于中心。在一種優(yōu)選的實施方式中，擴散器是板件，該板件至少部分上具 有多個開孔或孔洞，這些開孔或孔洞延伸穿過板件而構(gòu)成了擴散區(qū)域。 因而，擴散區(qū)域是擴散器上這樣的部分氣體從該部分處通過一例如 經(jīng)由開孔或孔洞而通過該部分。孔洞的直徑典型地為lmm到25mm 之間，且開孔面積在板件表面上所占的百分比在5%到25%之間。在 一種優(yōu)選的實例中，孔洞直徑為5mm，開孔面積的百分比為15% 。擴散區(qū)域可被布置成基本上垂直于工作過程中氣體的總體的流動 方向。作為備選方案，擴散區(qū)域可相對于氣流的方向進行傾斜。這樣 設(shè)計的效果是減小了孔洞在水平方向上的面積，這能減輕液體經(jīng)孔 洞產(chǎn)生的滴流。可設(shè)置圍繞著擴散器的外周垂直地延伸的壁部，以使得擴散器與 壁部相互配合而形成凹部，液體流位于該凹部中。通過設(shè)置圍繞著擴 散器的壁部，噴射的液體流和所夾帶的氣體將撞擊到壁部上，從而在 壁部的附近造成大量的紊流混合效果。另外，該效果將使氣泡破裂， 從而增加了液體與氣體之間的接觸面積。形成了混合良好的發(fā)泡區(qū)， 該發(fā)泡區(qū)可在液體流的上方向內(nèi)移動，并覆蓋了液體流。液體夾帶、 紊流混合、進而形成發(fā)泡區(qū)的效果是增加了氣體在液體中的停留時 間。有利地是，擴散區(qū)域被非滲透性或無孔隙的區(qū)域包圍著。因而， 在該區(qū)域內(nèi)，氣體或液體經(jīng)擴散器進行的流動可被阻止?？衫貌粠?有任何貫通孔洞的板件的一部分來形成這樣的結(jié)構(gòu)。利用這樣的設(shè)置， 當(dāng)液體被噴射到擴散區(qū)域上、且隨后在擴散區(qū)域的一側(cè)(即，并非直 接位于擴散區(qū)域上方的那一側(cè))進行紊流混合時，液體不會返流經(jīng)過擴散器，這是因為紊流混合位置下方的區(qū)域是不帶有孔隙的。盡管無 孔隙區(qū)的主要目的是為了防止液體流逆著氣流流經(jīng)擴散器，但可以看 出其還能避免某些現(xiàn)有裝置出現(xiàn)的問題，其中，這些現(xiàn)有裝置直接在擴散區(qū)域的上方執(zhí)行紊流混合。據(jù)認(rèn)為在擴散區(qū)域的上方直接進行 紊流混合可在擴散器的表面上造成不均勻的壓力，這會降低傳輸裝置 的效率?？稍O(shè)置一條或多條導(dǎo)管一例如降液管，以允許液體從擴散器的下 游側(cè)流向上游側(cè)。導(dǎo)管開口高出擴散器的高度控制著擴散器上方液體 及發(fā)泡區(qū)的高度。本發(fā)明的裝置和方法的應(yīng)用場合并不受到限制，該方法和裝置可 被應(yīng)用在任何需要在氣體流與液體流之間進行轉(zhuǎn)移的場合中。例如， 裝置和方法分別可以是轉(zhuǎn)移裝置和轉(zhuǎn)移方法。在一種優(yōu)選實施方式中， 裝置是用于將雜質(zhì)從氣體中洗去的洗氣裝置，方法是用于將雜質(zhì)從氣 體中洗去的方法。在某些實例中，雜質(zhì)是二氧化硫和/或液體是海水。在將雜質(zhì)從內(nèi)燃機的廢氣中洗去方面一特別是在海洋船只上，本 發(fā)明具有特別的優(yōu)勢。如同陸基發(fā)電站所采用的某些現(xiàn)有技術(shù)那樣，通過水池使氣體發(fā)泡，并利用該水池來對廢氣執(zhí)行洗氣處理，但這樣 的處理方式不能被用于內(nèi)燃機，原因在于能吸收足夠百分比雜質(zhì)所 需的水深將造成很大的背壓。背壓的幅度將會損壞排出廢氣的渦輪增 壓器。另外，不能使用風(fēng)扇對渦輪增壓系統(tǒng)進行加壓。因而，在對海 洋船只的廢氣進行洗氣的場合中，本發(fā)明所帶來的低壓力損耗的特點 將是特別有利的。用在陸基發(fā)電站中的某些洗氣方法釆用海水作為洗氣介質(zhì)，海水 通常為細霧或噴霧的形式。這些方法涉及到如下的操作組合地利用 化學(xué)緩沖劑和/或酸性中和劑將使用過的海水的pH值復(fù)原到安全的水 平。但是，由于海洋船只的空間有限，所需要的大量化學(xué)品不能被存 放、載運在船只上。但本發(fā)明已被發(fā)現(xiàn)能以海水作為洗氣介質(zhì)成功地 工作，且無需使用大量的化學(xué)品，這是因為海水可大量地自由獲得， 且本發(fā)明的裝置和方法確保了氣體在液體中具有增大的接觸面積和停留時間。


下文將參照附圖借助于實例對本發(fā)明進行描述，在附圖中 圖l是裝置的一種特定實施方式的局部剖視圖； 圖2是圖1所示的提取裝置的部分俯視圖； 圖3是對提取裝置一種備選實施方式所作的局部剖視圖，在該實 施方式中，擴散器板件相對于水平方向是傾斜的；以及圖4中的示意圖表示了采用本發(fā)明的提取裝置的洗氣系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
圖1所示的提取裝置包括氣流入口 1，其通入到緊鄰著擴散器板 件9、且位于其下方的區(qū)域中，該區(qū)域的一部分形成了為液體流設(shè)置 的槽池2 (下文將對其進行討論)。液體入口包括中心管3，該中心管 向下指向擴散器板件9上方的緊鄰位置，液體入口還帶有曲線形狀的 錐形阻塞裝置4。中心管3的開口與阻塞裝置4形成了狹縫5，曲線形 狀的錐形阻塞裝置4對流經(jīng)狹縫5的液體流進行重新導(dǎo)向，使其沿水 平方向流經(jīng)擴散器板件。在圖示的實施方式中，狹縫5為液體形成了 圓周形的入口 ，根據(jù)在擴散器板件上形成連續(xù)液體流面所需的壓力和 液體體積流速，其高度在5mm到20mm之間。擴散器板件9帶有多個開孔或孔洞6，氣流可以流經(jīng)這些開孔或 孔洞。在圖示的實施方式中，孔洞6延伸到不達到裝置邊緣的位置點 處，使得板件9的周邊區(qū)域7上不具有貫通的孔洞。板件上設(shè)置了孔 洞的區(qū)域構(gòu)成了擴散區(qū)域。換言之，擴散區(qū)域是板件9上氣體可流過 的面積。在使用中，液體從中心管3中向下流動，并被阻塞裝置4重新導(dǎo) 向，以使得液體流被從狹縫5沿徑向向外噴射出。液體流在整個擴散 區(qū)域上形成了在空間上連續(xù)的、不間斷的液體流面，因而覆蓋著所有 的孔洞6。在這樣的設(shè)計構(gòu)造中，板件9被布置成大體上是水平的， 且液體流也被大體上水平地進行噴射。大體上，液體流的噴射方向基本上平行于板件。廢氣通過氣體入口 1送入到系統(tǒng)中，然后再流經(jīng)孔洞6。在孔洞6 上方迅速流動的液體射流對廢氣造成了抽引作用，由此能基本通過板 件9抽吸廢氣。這樣的設(shè)計將有助于使得洗氣裝置實現(xiàn)低的壓力降。另外，隨著液體被向外噴射，廢氣被夾帶到液體中。液體射流及 所夾帶的氣體IO撞擊到裝置11的側(cè)壁上，這增強了紊流的產(chǎn)生，并 促進了氣泡的破裂，促使氣泡劇烈地混合到液體中。在此條件下，利 用擴散器板件上不帶有任何孔洞的無孔隙外周區(qū)域7，阻止混合后的 液-氣流直接流入到槽池中，并將液-氣流保持在此，從而形成了混 合良好的紊流發(fā)泡體。隨著越來越多的液體和夾帶氣體撞擊到側(cè)壁11 上，發(fā)泡體在液體射流表面的上方向內(nèi)側(cè)移動，從而在液體射流表面 的上方形成了發(fā)泡區(qū)域8。被液體射流的上表面保持著的該發(fā)泡區(qū)域 體會實現(xiàn)一定量的二次夾帶，這進一步增強了混合過程。圖2是裝置的局部俯視圖。該視圖表示了液體射流是如何被設(shè)置 成從入口沿徑向流動的，從而在擴散器板件9的上方形成連續(xù)的流面 12。該視圖還表示出了液體及所夾帶氣體的徑向射流與裝置11的側(cè)壁 相撞。視圖還表示出了這樣的設(shè)計采用了局部溢流堰和降液管15， 這樣的設(shè)計允許多余的液體從擴散器板件的上方流入到下方的槽池2 中。溢流堰的高度可被設(shè)置成可對擴散器板件上方的液體層的高度進 行控制。在圖2中，在利用虛線所示的截去部分，可看到擴散區(qū)域上的孔 洞6以及無孔隙區(qū)域7。擴散器板件9上孔洞6的形狀/尺寸/以及分布 之間的關(guān)系、從入口 3噴射出的液體的體積流量、以及流經(jīng)板件9的 氣體流量被設(shè)置成這樣在工作中，阻止液體經(jīng)孔洞6向下流動。在 板件上方保持著足夠大的液體體積和體積流量，以防止大體積的氣體 自由地流過液體卻未與液體發(fā)生充分的混合。對于每小時為6000m3的氣流，板件9的直徑可以為lm，且其利 用孔洞實現(xiàn)的通透率約為15%?？锥吹闹睆娇梢詾?mm，且這些孔 洞被布置成中心三角節(jié)距(centre triangular pitch )為12mm。在該實施方式中，孔洞的進口具有45。的倒角。這樣的設(shè)計造成 了橫過板件具有壓力降，該壓力降增大了氣體通流量，同時滿足了其 它的設(shè)計約束條件 一 例如防止板件發(fā)生滴流。因而，該洗氣裝置實現(xiàn)了足以造成氣體夾帶的高液體流量，并使 得氣體與水發(fā)生強烈的紊流混合一特別是在側(cè)壁ii的附近，從而在板件9的上方形成泡疇，確保了液體具有足夠大的表面積與廢氣進行接 觸。在該實施方式中，盡管并非是重要的，但也可在板件9的附近設(shè) 置分隔壁，以改善液體在板件上的分布，并防止液體濺潑。圖3表示了洗氣裝置的一種備選實施方式，在該實施方式中，擴 散器板件是傾斜的，從而形成了淺的錐形體。板件與水平方向的傾斜 角為e。板件9在靠近側(cè)壁11的無孔隙區(qū)7'不具有任何孔洞。擴散區(qū) 域是傾斜表面的一部分。在該實施方式中，中心管3的末端具有急劇外擴的錐形開口 17， 其與錐形的阻塞體4'相配合，將液體流引導(dǎo)到板件9'的表面上。如同 前一實施方式的情況，液體射流的流動方向基本上平行于板件9'，從 而起到了噴射器的作用，通過板件上的孔洞6對氣體進行抽吸，并將 氣體夾帶到液體中。在使用中，液體和所夾帶的氣體撞擊到裝置的側(cè)壁ll上。這造成 大量的紊流，其造成氣泡的破裂，氣泡的破裂增強了氣體與液體的混 合。該紊流混合過程是在板件9'不帶有孔洞的部分上發(fā)生的，從而形 成了發(fā)泡區(qū)8，其可在板件上向上、向內(nèi)運動。由于孔洞延伸穿過板件的方向相對于垂直軸線是傾斜的，所以， 液體通過孔洞發(fā)生滴流的可能性減小了 。上述的洗氣裝置可作為洗氣系統(tǒng)中被供給能量的氣-液混合裝 置，其中的洗氣系統(tǒng)例如是圖4所示的系統(tǒng)。圖4所示的洗氣系統(tǒng)具有廢氣入口 20和出口 21,并具有三個位 于入口與出口之間的、串聯(lián)布置的洗氣裝置。入口 20將廢氣通入到熱 交換器22中，該熱交換器利用進入的氣流將排出的廢氣加熱，然后，廢氣被送到冷卻裝置23中，該裝置再將氣體送到洗氣裝置24中，洗 氣裝置反過來再將氣體送到精處理裝置25中。除霧器26被布置在精 處理裝置25的下游，霧器之后連接著出口 21。冷卻階段裝置23包括噴嘴30 (或其它合適的噴射裝置)，其被用 于將洗氣液體噴射到導(dǎo)管31中。該導(dǎo)管的寬度從其開口部開始縮小直 徑，錐形縮向細腰部，該細腰部構(gòu)成了縮頸部32。從該縮頸部32開 始，導(dǎo)管向外錐形擴開，從而增大了導(dǎo)管的直徑。直徑從開口部到縮 頸部的減小率大于縮頸部下游的直徑增大率。導(dǎo)管直徑的增大允許流 體壓力得到最大的恢復(fù)，導(dǎo)管的長度決定了混合過程的停留時間。冷卻裝置23的出口 33通入到洗氣裝置24的槽池2中，其中的洗 氣裝置可以是上述的提取裝置。槽池2中匯集了來自于冷卻裝置23 以及系統(tǒng)其它處理階段的、使用后的洗氣液體。在提取裝置24的下游設(shè)置了精處理器25。精處理器具有多孔填 料，該填料例如包括隨機性的金屬填料，其被從另一噴嘴35配送出的 洗氣液體浸濕。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，也存在其它公知的、適于 作為填料的材料。精處理器25可以是本領(lǐng)域公知的普通精處理器。在精處理器25與廢氣出口 21之間設(shè)置了常規(guī)構(gòu)造的除霧器26， 其例如是可從Knitwire Europe Ltd /〉司購得的Knitted Mesh De-Mister。除霧器26將洗氣液體從廢氣中清除出去，從而防止將含 有雜質(zhì)的洗氣液體釋放到大氣中。廢氣入口 20和出口 21形成了熱交換器，其將熱量從進入洗氣系 統(tǒng)的熱氣體轉(zhuǎn)移到離開洗氣系統(tǒng)的較冷氣體中。該出口是從作為系統(tǒng) 入口的較大導(dǎo)管中穿過的導(dǎo)管。該提取裝置和洗氣系統(tǒng)可與海水配合使用，以將二氧化硫從內(nèi)燃 機的廢氣中除去。例如，從內(nèi)燃機排出的含有二氧化硫的熱廢氣經(jīng)入 口20進入到洗氣系統(tǒng)中。隨著氣體流入到冷卻裝置23中，其與海水 的噴霧相混合。海水可來自于大海，因而是冷的，或者，海水可來自 于發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，從而可能已是溫?zé)岬?。在任何情況下，海水的 溫度都低于熱廢氣的溫度，因而可將氣體冷卻下來。由于導(dǎo)管在朝向縮頸部的方向上直徑縮小，所以，混合物將加速流向縮頸部32。在這一階段期間，氣體與海水的混合導(dǎo)致氣體與海水相接觸，因 而，氣體中的二氧化硫被水所吸收。廢氣從冷卻裝置23流向被供給能量的提取裝置24。在進入到被 供給能量的提取裝置的槽池34中時，氣體已被冷卻，且被海水浸濕， 其體積流量也降低。可這樣來設(shè)置流動特性和熱特性使得槽池的壓 力略高于被供給能量的提取裝置24下游的壓力，利用擴散器板件上方 的海水流面的夾帶作用，上述的壓力差可確保氣流流過系統(tǒng)的這一部 分。當(dāng)氣體被從上述被供給能量的提取裝置的發(fā)泡區(qū)中釋放出時，其 流入到精處理器25的浸濕填料中，并從此經(jīng)過，在該填料中，氣體遇 到更多的海水，因而二氧化硫被進一步吸收。在精處理器25之后，氣體流經(jīng)除霧器26，并流入到廢氣出口21 中。利用除霧器26來阻止海水進入到出口 21中。出口 21中的廢氣被從入口 20進入到洗氣系統(tǒng)中的熱廢氣加熱， 從而防止了在廢氣中產(chǎn)生凝結(jié)，使廢煙的產(chǎn)生最小化。冷卻裝置23中吸收了約50%的二氧化硫，在被供給能量的提取 裝置24之后，約90%的二氧化硫被吸收了，在經(jīng)過精處理裝置25之 后，洗氣系統(tǒng)已吸收了約95%的二氧化硫。洗氣裝置一特別是冷卻裝置23和被供給能量的提取裝置24還具 有如下作用將顆粒材料從廢氣中除去，這是因為顆粒會被海水夾帶 走?？煽紤]對上述的具體實例進行改動，例如可通過在氣流中設(shè)置兩 個串聯(lián)或并聯(lián)的冷卻裝置、和/或在氣流中設(shè)置兩個串聯(lián)或并聯(lián)的發(fā)泡 裝置來實施改型。可將多個洗氣系統(tǒng)組合，以增大洗氣容量。還可在 不同的處理階段使用多個噴嘴來對海水進行噴射，或者使用不同的噴 射裝置。上文參照了利用海水從內(nèi)燃機廢氣中去除二氧化硫的具體例子來進行描述。但是，該設(shè)備也可被用在其它場合中、使用其它合適的液 體來去除其它的雜質(zhì)，雜質(zhì)可被吸收到該液體中。雜質(zhì)可溶解到液體 中和/或與液體發(fā)生反應(yīng)?？蓪⑵渌瘜W(xué)品與液體組合起來使用。另外， 本發(fā)明的裝置和方法可以是其它形式的提取或轉(zhuǎn)移裝置/方法，例如可 以是氣體洗提裝置/方法或除濕裝置/方法。裝置的總體幾何結(jié)構(gòu)可以是任何截面形狀，例如可以是圓形、方 形或其它形狀，只要其能最好地適合于可用空間的布局、以及液體流 的流動行為即可。適于與處理中所涉及的氣體和液體配合使用的結(jié)構(gòu) 材料對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體的提取裝置，其包括擴散器，其用于對氣體進行傳輸，使其經(jīng)過該擴散器的擴散區(qū)域；以及噴射裝置，其用于在整個擴散區(qū)域上噴射連續(xù)的液體流，以使得氣體被液體流所夾帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述裝置是用于將 雜質(zhì)從氣體中洗去的洗氣裝置，該氣體中含有雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于液體流的噴射 方向基本上平行于擴散區(qū)域的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的裝置，其特征在于液體流與 擴散區(qū)域相接觸。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于用于噴射液 體流的裝置包括液體入口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于入口基本上位于中 心處，并靠近擴散區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于液體被引導(dǎo)為 從入口沿徑向向外流動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于入口包括導(dǎo)管和大 體上為錐形的阻塞體，阻塞體的位置靠近導(dǎo)管的開口，以便于在使用 中形成徑向的液體流面。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于擴散器包括 板件，板件的至少一部分具有多個貫通延伸的開孔，這些開孔形成了 擴散區(qū)域。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于擴散區(qū)域 被布置成基本上垂直于氣體在工作中的總體流動方向。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到9之一所述的裝置，其特征在于擴散區(qū) 域相對于氣體在工作中的總體流動方向是傾斜的。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，還包括 圍繞著擴散器的外周延伸的壁部，液體流在工作中撞擊到該壁部上，擴散器和壁部共同配合而形成了凹部，液體處于該凹部中。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，還包括 至少一個分隔部，其位于板件的附近，該分隔部的延伸方向平行于工 作中氣體的流動方向。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于擴散器還 包括圍繞著擴散區(qū)域的區(qū)域，氣體和液體不能從該區(qū)域透過。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，還包括 一個或多個導(dǎo)管，其用于使液體從擴散器的下游側(cè)流到上游側(cè)，在工 作中，導(dǎo)管開口高出擴散器的高度對擴散器上液體的液位進行控制。
16. —種廢氣洗氣系統(tǒng)，其用于從廢氣中去除雜質(zhì)，該系統(tǒng)包括 兩個串聯(lián)的洗氣裝置，其中一個洗氣裝置是根據(jù)權(quán)利要求1到15之一 所述的提取裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于另一洗氣裝置是 冷卻裝置，其包括用于將液體引入到廢氣流中的第一液體源、以及導(dǎo) 管，在工作中，氣體流經(jīng)所述的導(dǎo)管，導(dǎo)管具有位于液體源下游的縮 頸部，在冷卻階段，氣體與液體的接觸造成了由液體從氣體中吸收雜 質(zhì)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于提取裝置 位于另一洗氣裝置的下游。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16到18之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包 括除霧器或/和第三洗氣裝置，第三洗氣裝置包括被液體浸濕的多孔 填料，廢氣從該填料中流過。
20. —種用于對氣體進行處理的方法，其包括設(shè)置具有擴散區(qū) 域的擴散器；在整個擴散區(qū)域上噴射液體流；以及對氣體進行傳輸， 使其流經(jīng)擴散區(qū)域，以與液體流相接觸，從而使氣體被夾帶到液體流 中，并變?yōu)榕c液體流良好混合的狀態(tài)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于該方法是用于將 雜質(zhì)從氣體中洗去的方法，氣體中含有雜質(zhì)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于雜質(zhì)是二氧化硫。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20到22之一所述的方法，其特征在于液體 流的噴射方向基本上平行于擴散區(qū)域的表面。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20到23之一所述的方法，其特征在于液體 被噴射成與擴散區(qū)域的表面相接觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20到24之一所述的方法，其特征在于液體 被從液體入口噴射出來。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于液體入口基本上 位于中心處，并靠近擴散區(qū)域。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于液體被引 導(dǎo)成從入口沿徑向向外流動。
28. 根據(jù)權(quán)利要求20到27之一所述的方法，其特征在于，還包 括步驟使氣體與所夾帶的液體發(fā)生紊流混合，并在液體流的上方形 成發(fā)泡區(qū)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求19到28之一所述的方法，其特征在于擴散 器上設(shè)置有圍繞著擴散區(qū)域的區(qū)域，氣體和液體不能從該區(qū)域透過。
30. 根據(jù)權(quán)利要求20到29之一所述的方法，其特征在于，還包 括利用一個或多個導(dǎo)管對擴散器上方的液體液位進行控制，導(dǎo)管允 許液體從擴散器的下游側(cè)流向上游側(cè)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求20到30之一所述的方法，其特征在于使用 了根據(jù)權(quán)利要求1到18之一所述的裝置。
32. 根據(jù)權(quán)利要求20到31之一所述的方法，其特征在于液體 是海水。
33. —種對廢氣執(zhí)行洗氣以去除廢氣中雜質(zhì)的方法，其包括將 廢氣流引入到洗氣系統(tǒng)中；以及使氣體流經(jīng)第一洗氣階段和第二洗氣 階段，該兩個洗氣階段串聯(lián)設(shè)置，其中一個洗氣階段采用了根據(jù)權(quán)利 要求20到32之一所述的方法。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于另一個洗氣階段 是冷卻階段，在該階段中，液體被引入到氣流中，然后，氣體與液體 流經(jīng)縮頸部，氣體與液體的接觸造成由液體從氣體吸收雜質(zhì)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的方法，其特征在于冷卻階段 處于另一洗氣階段的上游。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33到35之一所述的方法，其特征在于，還包 括使氣體流經(jīng)除霧器和/或使氣體流經(jīng)第三洗氣裝置，第三洗氣裝置 包括由液體浸濕的多孔填料，廢氣流經(jīng)該填料。
全文摘要
一種用于氣體的提取裝置，其優(yōu)選為洗氣裝置，該裝置包括擴散器，其用于對氣體進行傳輸，使其經(jīng)過該擴散器的擴散區(qū)域；以及噴射裝置，其用于在整個擴散區(qū)域上噴射液體流，以使得氣體被液體流所夾帶。本發(fā)明還提供了一種方法，其包括在整個擴散器的擴散區(qū)域上噴射液體流；并對氣體進行傳輸，使其流經(jīng)擴散區(qū)域，以與液體流相接觸。
文檔編號B01D53/18GK101330963SQ200680046982
公開日2008年12月24日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者史蒂文·吉勒姆, 彼得·J·伍德伯恩, 約翰·D·揚 申請人:阿特金斯有限公司