气液接触器和排放物清洁系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及气液接触器和排放物清洁系统及方法，更具体地涉及被构建成能够产生均匀间隔的水平液体射流的喷嘴阵列，其形状能使来自气流的干扰最小化。本发明专利技术的一个实施方案涉及包括液体入口和出口以及气体入口和出口的气液接触器模块。喷嘴阵列与液体入口和气体入口连通。喷嘴阵列被构建成能够产生均匀间隔的水平液体射流，其形状能使来自气流的干扰最小化，并且能使气流和液流的相互作用最大化，同时又能迅速补充液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体地涉及被构建成能够产生均勻间隔的水平液体射流的喷嘴阵列，其形状能使来自气流的干扰最小化，同时又能迅速补充液体。
技术介绍
将气体吸收到液体中是许多气液接触系统的关键工艺步骤。气液接触器又称气液反应器，可以分成表面反应器和体积反应器，其中，分别在液体表面和液相本体内产生两相之间的界面表面积(interfacial surface area) 0有许多气液表面反应器的实例，如转盘接触器和液体射流接触器。转盘发生器是部分浸于液体中并且暴露于气体料流中的圆盘 (转子)。液体溶液的薄膜形成在转子表面上，并与共流试剂气流接触。旋转圆盘更新液体试剂与气体的接触。在体积气液反应器中，气相作为小气泡分散到本体液相中。气泡在形状上可以是球形或不规则的，并通过气体鼓泡器引入到液体中。可以对气泡进行机械搅拌， 以增强传质。在许多气液接触系统中，可通过本体流体和气液界面之间的液相传质系数k、界面表面积A和浓度梯度AC来控制气体输送至液相的速度。因而，气体吸收到液体中的速度的实用公式为Φ = φα = kGa(p — pi) = kLa(C*L -Cl)其中变量Φ为反应器单位体积的气体吸收速度(摩尔/cm3) ； Φ为单位界面面积的平均吸收速度(摩尔/cm2) ；a为单位体积的气液界面面积(cm2/cm3或cm—1) ；ρ和pi分别为气体本体中和界面上的试剂气体分压(巴)。Cl*为将要与存在的气相浓度Pi平衡的液体侧浓度(摩尔/cm3) ;CL(摩尔/cm3)为液体本体中溶解气体的平均浓度；而ke和&分别为气体侧和液体侧的传质系数(cm/s)。在现有技术中，有许多使气体接触器系统中的传质和比表面积进行最大化的方法。主要方法包括气体鼓泡器、湿壁喷射、和喷雾或雾化。气液接触器的选择取决于反应条件，包括气体/液体流动、传质和化学反应的性质。表1总结了一些现有技术的气液反应器的各种传质性能特征。为了优化气体吸收速度，必须要使参数h、和(Cj-Q)最大化。在许多气液反应体系中，溶解度Cj非常低，因此对浓度梯度的控制有限。这样，设计高效的气液流反应器时考虑的主要参数是传质和界面表面积与反应器的体积比，又称比表面积。表1 传统气液反应器的性能比较权利要求1.气液接触器模块，其包括 液体入口 ；气体入口 ； 气体出口 ；与液体入口和气体入口连通的喷嘴阵列，其中所述喷嘴阵列被构建成产生均勻间隔的水平液体射流，其形状使得来自气体的干扰最小化；能够允许液体通过、同时基本上阻止气体通过的气液分离器；和与气液分离器流体连通的液体出口。2.权利要求1的模块，其还包括至少两个并联的气液接触器模块。3.权利要求1的模块，其还包括至少两个串联的气液接触器模块。4.权利要求1的模块，其中气液接触器模块包含选自以下组中的材料铜、镍、铬、钢、 铝、涂敷的金属、及它们的组合。5.权利要求1的模块，其中气液接触器模块包含塑料材料。6.权利要求1的模块，其中气液接触器模块包括结构聚合物、聚酰亚胺、复合材料、及它们的组合的至少一种。7.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括错位结构的喷嘴。8.权利要求1的模块，其中气液接触器模块的大小调整为能够处理全部预先决定的处理要求的增加量。9.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列定向为提供错流的气液接触器模块。10.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列定向为提供共流的气液接触器模块。11.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列定向为提供逆流的气液接触器模块。12.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括至少两个以大于约0.2cm的距离分隔的喷嘴。13.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括至少一排喷嘴。14.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括至少三排以均勻的距离分隔的喷嘴。15.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括U形通道。16.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括V形通道。17.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括深度大于约2mm的通道。18.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括深度约2mm-约20mm的通道。19.权利要求1的模块，其中液体入口被构建成能够以与喷嘴通道成约90度的角度向喷嘴阵列提供液体。20.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴，第二排喷嘴布置第一排和第三排喷嘴之间，并且第二排喷嘴相对于第一排喷嘴和第三排喷嘴偏置。21.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括至少一个短轴与长轴之比小于0.5的喷嘴。22.权利要求1的模块，其中喷嘴阵列包括至少一个投影截面积为约0.25mm2-约20mm2 的喷嘴。23.权利要求1的模块，其中气液分离器被构建成基本上使运转时液体的向后溅射最小化。24.权利要求1的模块，其中气液分离器包括多个组件。25.权利要求对的模块，其中多个组件包括彼此间隔排列的多个弯曲的叶片。26.权利要求对的模块，其中多个组件包括彼此间隔排列的多个成角度的叶片。27.权利要求1的模块，其还包括布置成与气液分离器相邻的液体排放正压室。28.权利要求27的模块，其还包括被构建成除去气体中夹带的至少一部分液体的去雾ο29.权利要求观的模块，其中去雾器包括多个挡板。30.权利要求观的模块，其中去雾器布置成与气体出口相邻。31.权利要求1的模块，其中液体水平射流包含以下至少一种水、氨、铵盐、胺、烷醇胺、碱金属盐、碱土金属盐、过氧化物和次氯酸盐。32.权利要求1的模块，其中液体水平射流包括钙盐水溶液和镁盐水溶液的至少一种。33.权利要求1的模块，其中液体水平射流包括海水。34.权利要求1的模块，其中液体入口包括卤水。35.用气液接触器处理气相分子的方法，其包括以下步骤形成多个基本上平面的液体射流，所述液体射流的每一个包括平面的液体层，所述多个液体射流以基本上平行的平面排列；提供含至少一种反应性的或可溶的气相分子的气体；以及通过气相分子和液体射流之间的传质相互作用而脱除至少一部分气相分子。36.权利要求35的方法，其中传质相互作用包括体积传质系数为约lsec、约 250sec 1O37.权利要求35的方法，其中传质相互作用包括体积传质系数为约^ec—1-约 150sec 1O38.权利要求35的方法，其中传质相互作用包括体积传质系数为约lO-lOOsec—1。39.权利要求35的方法，其中提供气体的步骤包括以气体流速与反应室体积之比为约 IOOmirT1-约 lOOOmirT1 提供气体。40.权利要求35的方法，其中形成均勻间隔的水平液体射流阵列的步骤包括以约 2psig-约50psig的液体压力形成水平液体射流。41.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括大于约Icm的宽度。42.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括约Icm-约15cm的宽度。43.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括约IOym-约 1000 μ m的厚度。44.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括约IOym-约 250 μ m的厚度。45.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括约IOym-约 IOOym的厚度。46.权利要求35的方法，其中阵列中水平液体射流的至少之一包括约5cm-约30cm的长度。47.权利要求35的方法，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．气液接触器模块，其包括：液体入口；气体入口；气体出口；与液体入口和气体入口连通的喷嘴阵列，其中所述喷嘴阵列被构建成产生均匀间隔的水平液体射流，其形状使得来自气体的干扰最小化；能够允许液体通过、同时基本上阻止气体通过的气液分离器；和与气液分离器流体连通的液体出口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·K·诺依曼，
申请(专利权)人：诺依曼系统集团公司，
类型：发明
国别省市：US