[发明专利]双向对流自激液幕的气液交换方法和装置

说明书

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和装置，具体说 是涉及一种在倾斜的矩形管道内进行双向对流自激液幕的气液交换方法和装置。

背景技术

气液交换是工业生产的一项常用技术，用途广泛。常见的气相与液相之间进行物 质交换有湿式除尘技术，其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的设备有换热器等，主要作用是 完成气相与液相之间的能量交换。气液交换技术种类繁多，如水膜除尘器、增湿器、 化工塔器等；但传统气液交换技术普遍存在能耗大，体积大、结构复杂、效果差的缺 陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供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，具体地说是一种双向对流多级自激液幕的气液交换方法和装置。

本发明的技术方案是：一种双向对流自激液幕的气液交换装置，其特征是：包括 一倾斜布置的气液交换管道，气液交换管道的低端连接进气管道，高端连接出气管道， 气液交换管道内的下部为液相通道，液相通道内充有流动的液体；液相通道的上方为 气流通道，在气流通道内安装有距离液面一定距离的至少一个挡气板。

一种双向对流自激液幕的气液交换方法，在上述倾斜布置的气液交换管道内进行， 管道内的下部是自高处向低处流动的液体，液体的上方是与液体流动方向反方向流动 的气体，两股流体流动方向相反，形成了双向对流的气液两相流；当气相流在气流通 道内流动时，由于挡气板的阻气作用，在窄通道内形成快速气流，快速气流阻挡液相 形成液坝；液相流在通过液坝时分为两路，一路在自重的作用下，克服快速气流的阻 力，继续向下流动；另外一路在快速气流带动下脱离气液界面喷向挡气板上方的气流 通道空间，激起液幕和大量液珠，液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，落回气液界面，与向下流动的液流汇合，再次流向液坝，如此反复， 形成液相循环；气流穿过液幕以及气流携带液珠前行的过程中，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。

本发明的有益效果是：

1、利用作相对运动的液体和气体进行能量交换，交换效率高。

2、由于气液交换管道倾斜布置，液体靠势能运动，节省了能源。

3、整个设备体积小、结构简单、使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理示意图；

图2是图1的横截面图；

图3是本发明的工作原理示意图；

图4是本发明一个实施例的原理及结构示意图；

图5是本发明圆形截面管的结构原理示意图；

图6是图5结构原理示意图的横截面图。

具体实施方式

如图1和图2所示，气液交换管道是矩形管道，上壁1、下壁4、侧壁5、侧壁6 形成了一个高度为A、宽度为B的封闭的矩形管道，该矩形管道倾斜放置，与水平面 的倾斜角度为α，倾斜角度α根据液相的速度进行调整。

在图1和图2所示的矩形管道内，始终保持稳定的气流和液流。气体2的流动方 向如大箭头所示，自下而上流动，形成气相。液体3流动方向如小箭头所示，自在势 能的作用下自上而下流动，形成液相，两股流体流动方向相反，形成了双向对流的气 液两相流。气体和液体交汇处形成气液界面，界面上方为气相通道，气相通道的高度 为H1，宽度为B，界面下方为液相通道，液相通道的高度为A-H1，宽度为B。在两相 流过程中，气体和液体通过气液的界面完成气液之间的质量交换或能量交换，如果矩 形管具有足够的长度，可以获得满意的气液交换效果。

如图3所示，为了提高气液交换效果，缩短矩形管道的长度，在矩形气相通道装 有挡气板7、转轴8，转轴8带动挡气板7转动，可以调节挡气板7的底部与气液界面 的距离H2，这样挡气板7及在气液界面形成了宽度为B、高度为H2的窄通道。