專利名稱：一種氣液傳質(zhì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣液傳質(zhì)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的氣液傳質(zhì)方法是通過液體與氣體直接接觸實現(xiàn)液體與氣體之間的傳質(zhì)，其特征是液體與氣體直接進行接觸。為了有效地進行液體與氣體之間的傳質(zhì)，液體與氣體要有足夠的接觸面積和接觸時間，并保證氣體與液體之間有足夠的傳質(zhì)動力。
為了實現(xiàn)上述目的，常用的方法是對液體進行霧化，并將霧化的液體與氣體進行接觸，另一種就是將液體均勻分布在傳質(zhì)填料的壁上，氣體與填料壁上的液體直接接觸。液體與氣體流動采用逆流流動方式可增大傳質(zhì)動力。
上述氣液直接進行傳質(zhì)的方法的缺點是，氣液接觸的過程很難有效控制，氣液的混合及氣體帶液現(xiàn)象很難避免，因而可能導(dǎo)致氣液接觸不充分，氣液傳質(zhì)效果不理想，還可能出現(xiàn)不需要的傳質(zhì)效果。
現(xiàn)有的氣體傳質(zhì)方法一般是通過膜的選擇性來實現(xiàn)的，或者通過交替的吸收(吸附)與釋放來實現(xiàn)。前者的缺點是對膜的選擇性要求較高，對于選擇性差的膜，其傳質(zhì)效果不理想，后者往往裝置比較復(fù)雜，轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)兩股氣之間泄漏等問題。
對于兩股氣體之間可凝性氣體的傳質(zhì)，可采用一種新的方法，即可凝性氣體的冷凝及冷凝液體蒸發(fā)的特性，以凝結(jié)液體為中間媒介，實現(xiàn)兩股氣體之間的可凝性氣體的傳質(zhì)，即可凝性氣體在傳質(zhì)壁的一側(cè)冷凝，冷凝液體穿過壁，在壁另一側(cè)蒸發(fā)。該壁類似于常規(guī)傳質(zhì)過程中的膜，但其選擇性不是氣體與氣體之間的選擇性，而是氣體與液體之間的選擇性，因而其選擇性較氣體與氣體之間的選擇性好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣液傳質(zhì)方法。
液體在一個封閉空間A內(nèi)，封閉空間A外是氣體，形成封閉空間A的壁至少有一部分允許空間A的內(nèi)外有物質(zhì)的傳遞，實現(xiàn)氣液傳質(zhì)。
所述的壁至少有一部分是可被液體潤濕的。
封閉空間A具有液體的流入口和流出口。封閉空間A內(nèi)的液體是未充滿的，液體是流動的，且其流動是受控的。
物質(zhì)的傳遞是通過改變壁的滲透性來控制的。物質(zhì)的傳遞的過程中的傳熱是通過改變壁的熱傳導(dǎo)性來控制的。
氣液傳質(zhì)是指所述的液體通過壁從空間A內(nèi)滲透至空間A外，并在空間A外蒸發(fā)，或吸收空間A外氣體中的可凝結(jié)組分使其凝結(jié)。蒸發(fā)和凝結(jié)是通過改變壁的材料來控制的。
封閉空間A內(nèi)有氣體流過，所述的液體是由氣體中可凝性氣體凝結(jié)產(chǎn)生的。
本發(fā)明旨在提供一種能對氣液接觸過程有效控制，避免上述氣液接觸不充分，氣體中帶液，以及出現(xiàn)不需要的傳質(zhì)效果的缺點，從而精確的設(shè)計和控制氣液接觸過程和傳質(zhì)效果。
本發(fā)明也同時提供了一種可凝性氣體在兩股氣體間進行傳遞的方法，即利用可凝性氣體產(chǎn)生的冷凝液為媒介實現(xiàn)可凝性氣體在兩股氣體間進行傳遞。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于有液體存在或有液體產(chǎn)生的傳熱傳質(zhì)場合，能夠有效地提高傳熱傳質(zhì)效率，精確控制傳熱傳質(zhì)的效果，對于改進工藝，節(jié)約能源，提高效率等有普遍的適應(yīng)性。


圖1是液-氣傳質(zhì)方法的原理示意圖；圖2是氣-液傳質(zhì)方法的原理示意圖；圖3是液體在A中不連續(xù)分布情形示意圖；圖4是封閉空間A帶進出口的示意圖；圖5是液體在封閉空間A中流動控制示意圖；圖6是封閉空間A內(nèi)有氣體流過示意圖；圖7是一種復(fù)合壁的結(jié)構(gòu)；圖8是另一種復(fù)合壁的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
如圖1所示，由壁1形成封閉空間A，A內(nèi)有液體2，A外為氣體3，液體中某些組分4透過壁進入的氣體3中，組分4進入到氣體3中有兩種形式，一種形式是組分4氣化以氣態(tài)形式透過壁1并進入到氣體3中，另一種形式，，組分4連同液體中的其他組分一起透過壁1，透過壁1的液體可依附在壁上，或依附在其它媒介上(圖中未表示其他媒介)，壁1和其它媒介為液體所潤濕，液體中的組分4經(jīng)氣化后進入到氣體3中。
圖2與圖1不同之處在于，其傳質(zhì)的方向與圖1相反，圖1為液體向氣體傳質(zhì)，圖2為氣體向液體傳質(zhì)，如圖1，圖2中箭頭所示。圖2中氣體3中的可凝結(jié)組分5凝結(jié)進入到液體2中也有兩種形式，一種形式，氣體組分5透過壁1后，再凝結(jié)進入到液體2中，另一種形式，液體中透過壁1，透過壁1的液體可依附在壁上，或依附在其它媒介上(圖中未表示其他媒介)，壁1和其它媒介為液體所潤濕，氣體組分5無需透過壁，而直接凝結(jié)在為液體所潤濕的壁和其它媒介上。
圖3表明空間A內(nèi)的液體2是未充滿的。
圖4表示空間A有液體2的流入口I和流出口O，液體可在空間A內(nèi)的流動，并與外界進行循環(huán)。
圖5表示液體在空間A內(nèi)的流動是可以控制的，圖中通過在空間A內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流裝置6使得液體2實現(xiàn)如圖所示的流動。
圖6表示在空間A內(nèi)有氣體的流動，即氣流3從入口I流入，出口O流出?？臻gA內(nèi)液體2由空間A內(nèi)的氣體3中可凝結(jié)組分凝結(jié)產(chǎn)生，凝結(jié)產(chǎn)生出的液體2與空間A外的氣體3中的傳質(zhì)機理與以上所述相同，其特別之處只在于液體2是由氣體中可凝結(jié)組分凝結(jié)產(chǎn)生的。圖6所示情形實際上是以冷凝液體2為媒介實現(xiàn)了氣體與氣體之間的傳質(zhì)。
封閉空間A的壁1，可通過材料和工藝的選擇及材料的復(fù)合來控制液體或氣體在其中滲透性，也可同時對液體和氣體在其中的滲透性進行控制，還可以對壁1的熱傳導(dǎo)性能進行控制。
圖7中壁1的結(jié)構(gòu)為復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中層7為液體有好的滲透性的纖維物質(zhì)，層8為具有微孔結(jié)構(gòu)的高分子材料。層7與其他接觸，層8與液體接觸。層7控制液體在如圖所示的水平箭頭方向上的滲透流量。而層7由于其具有好的液體滲透性，能夠使透過層8的液體在如圖所示的垂直箭頭方向快速滲透，從而既能控制液體的滲透流量，又能保證液體快速沿壁面滲透，液體與氣體有教大的接觸面積。
圖8中壁的結(jié)構(gòu)是為了盡量減小壁的傳熱，而同時保證有足夠的傳質(zhì)。圖8中壁1為三層結(jié)構(gòu)，中間層層9為一種多孔結(jié)構(gòu)，允許液體通過，層中滯留有氣體，而兩側(cè)的層10只允許液體通過，由于層9滯留有氣體，因而可以有效地阻隔壁的傳熱。
根據(jù)傳質(zhì)組分4與5的特點與種類，可對壁1化學(xué)成分進行控制，從而控制組分4的蒸發(fā)，與組分5的冷凝。如傳質(zhì)組分4和5為水時，則可通過在壁1中加入一定的吸濕性物質(zhì)控制水的蒸發(fā)和冷凝。
權(quán)利要求
1.一種氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，液體(2)在一個封閉空間A內(nèi)，封閉空間A外是氣體(3)，形成封閉空間A的壁(1)至少有一部分允許空間A的內(nèi)外有物質(zhì)的傳遞，實現(xiàn)氣液傳質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述的壁至少有一部分是可被液體潤濕的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述的封閉空間A內(nèi)的液體是未充滿的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述封閉空間A具有液體的流入口和流出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述的封閉空間A內(nèi)的液體是流動的，且其流動是受控的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述的物質(zhì)的傳遞是通過改變壁的滲透性來控制的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述物質(zhì)的傳遞的過程中的傳熱是通過改變壁的熱傳導(dǎo)性來控制的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氣液傳質(zhì)是指所述的液體通過壁從空間A內(nèi)滲透至空間A外，并在空間A外蒸發(fā)，或吸收空間A外氣體中的可凝結(jié)組分使其凝結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的蒸發(fā)和凝結(jié)是通過改變壁的材料來控制的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液傳質(zhì)方法，其特征在于，所述的封閉空間A內(nèi)有氣體(4)流過，所述的液體是由氣體中可凝性氣體凝結(jié)產(chǎn)生的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣液傳質(zhì)方法。液體在一個封閉空間A內(nèi)，封閉空間A外是氣體，形成封閉空間A的壁至少有一部分允許空間A的內(nèi)外有物質(zhì)的傳遞，實現(xiàn)氣液傳質(zhì)。本發(fā)明旨在提供一種能對氣液接觸過程進行有效控制，避免氣液接觸不充分，氣體中帶液，以及出現(xiàn)不需要的傳質(zhì)效果的缺點，從而精確的設(shè)計和控制氣液接觸過程和傳質(zhì)效果。本發(fā)明也同時提供了一種可凝性氣體在兩股氣體間進行傳遞的方法，即利用可凝性氣體產(chǎn)生的冷凝液為媒介實現(xiàn)可凝性氣體在兩股氣體間進行傳遞。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于有液體存在或有液體產(chǎn)生的傳熱傳質(zhì)場合，能夠有效地提高傳熱傳質(zhì)效率，精確控制傳熱傳質(zhì)的效果，對于改進工藝，節(jié)約能源，提高效率等有普遍的適應(yīng)性。
文檔編號B01D5/00GK1821696SQ20061004918
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者葉立英, 薩弗, 銳法特 申請人:葉立英