[发明专利]用于使气体和液体形成接触的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于使气体与液体形成接触的方法和设备。特别地，本发明涉及一种用于将气体与液体形成接触的设备，所述设备包括装入件，所述装入件适合于增大气体流和液体流之间的物质交换面积，以及涉及一种用于使气体与液体形成接触的相应的方法，其中液体流动经过这种设备。

技术领域

本发明涉及一种用于使气体和液体形成接触的设备和方法。特别地，本发明涉及一种用于使气体与液体形成接触的设备，所述设备包括装入件，所述装入件适合于增大气体流和液体流之间的物质交换面积，以及涉及一种用于使气体与液体形成接触的相应的方法，其中液体流动经过这种设备。

背景技术

使气体与液体形成接触能够用于将热量和/或物质从气体中转移到液体中和/或相反。物质转移能够伴随着气体(或气体组成部分)和液体(或液体组成部分)之间的化学反应发生。

使气体与液体形成接触的一个实例是空气清洁，其中空气杂质(有害物质)通过被污染的空气与适当的吸收液体形成接触来从空气中去除，也就是说，物质从气体中转移到液体中(在液体中吸收)。相反地，也能够使物质从液体中转移到气体中，也就是说，执行解吸。根据热力学定律，吸收和解吸能够通过改变压力和/或温度来影响。代替于此或同时地，每当气体和液体的温度存在差异时，才产生气体和液体之间的热传递。在此，也能够通过物质转移(例如液体蒸发)或气体和液体之间的化学反应引起温度差。

根据现有技术的用于使气体与液体形成接触的设备的一个实例是所谓的空气洗提器，即垂直的塔柱，所述塔柱通常用填充体来填充，包含挥发性组成部分的液体从上方施加到所述塔柱上，而空气在逆流中从下向上吹送穿过塔柱，以便使挥发性的组成部分从液体中转移到空气流中(解吸，参见上文)。这种设备也能够用于空气净化，如在上文中所描述的那样，也就是说，用于逆流吸收。加载有从空气中去除的有害物质的吸收液体能够通过解吸来再生，并且重新用于吸收，使得吸收液体能够在闭合的循环回路中使用。

为了在这种塔柱中使气体和液体最佳地接触，需要最小的喷洒密度(每横截面积和时间单位的液体量(m³/(m²/h)))。低于最小的喷洒密度，物质交换减少。在借助这种塔柱清洁废气(Y_ein，清洁过的废气用Y_aus来表示)时，对于大的废气量和/或小的有害物质浓度而言用于进行清洁的必要的吸收液体量无法确保达到最小的喷洒密度(参见图1A，情况A1)。当为了解决该问题而将在下方从塔柱排出的液体部分地回引时，也就是说，重新在上方施加到塔柱上(图1B，情况A2)时，系统的效率降低，因为已经清洁过的空气随后在塔柱顶处与已经加载的吸收液体形成接触。为了优化物质交换，能够提高液体的通过量(图1C，情况A3)，但是这强烈地降低所述方法的经济性。

根据用于具有五个级(五个理论上的塔柱底部)的塔柱的案例的热力学计算在不考虑因过小的喷洒密度引起物质交换降低的情况下对于情况A1得到91％的分离度、对于情况A2得到67％的分离度并且对于情况A3得到95％的分离度，而对于情况A1而言，在实践中由于过小的喷洒密度(在该实例中为大约1m³/(m²/h)，在正常范围中为至少10m³/(m²/h))无法达到所述分离度。

发明内容