阅读说明：本技术 一种传热传质装置 (Heat and mass transfer device ) 是由 不公告发明人 于 2018-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种传热传质装置。传热传质装置包括：外围腔体、起泡板、起泡孔、喷头；其中,所述外围腔体包括入口端和出口端；所述起泡板安装于所述外围腔体的内部；起泡孔位于起泡板上。工质一从所述入口端流入所述外围腔体后,流经所述起泡板时,在起泡孔上产生泡并鼓入工质二。在起泡板下方附近设置有喷头,喷出工质三的液滴或液柱。本发明装置具有较高的传热传质效率。(The invention provides a heat and mass transfer device. The heat and mass transfer device comprises: a peripheral cavity, a foaming plate, a foaming hole and a spray head; wherein the peripheral cavity comprises an inlet end and an outlet end; the foaming plate is arranged inside the peripheral cavity; the foaming holes are positioned on the foaming plate. After the first working medium flows into the peripheral cavity from the inlet end, bubbles are generated on the bubble generating holes and a second working medium is blown into the bubble generating holes when the first working medium flows through the bubble plate. And a nozzle is arranged near the lower part of the foaming plate and used for spraying liquid drops or liquid columns of the working medium III. The device has higher heat and mass transfer efficiency.)

一种传热传质装置

技术领域

本发明涉及传热传质技术领域，包括换热、混合、净化、化工反应等。

背景技术

随着工业的高速发展，有很多场合，比如换热、化工、环保治理等等，需要不同工质，尤其是气体与液体的混合以达到传热传质的目的。目前常用的一种方式就是鼓泡法，也就是在液体内鼓入气体产生气泡。然而传统的鼓泡法效率不高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种高效传热传质装置。

一种传热传质装置，其特征在于，包括：***腔体、起泡板、起泡孔和喷头；

其中，所述***腔体包括入口端和出口端；所述起泡板安装于所述***腔体的内部；工质一从入口端进入所述***腔体，在起泡板下方通过起泡板上的起泡孔产生泡进入工质二的液池；所述喷头喷出大量工质三的液滴或液柱；工质三的液滴或液柱在起泡板下方通过起泡板上的起泡孔进入泡以及工质二的液池。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三与工质二是同一种物质。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三与工质二是不同种物质。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述喷头在起泡板下方；喷射方向正对起泡板，喷出大量工质三的液滴或液柱；优选的，所述喷头与起泡板平面的垂直距离小于1.5米。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述喷头喷射方向与起泡板平面交错，喷出大量工质三的液滴或液柱使其以一定角度冲向起泡板。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述喷头以任意方向喷射，喷出大量工质三的液滴或液柱，使其被工质一的流动所携带而冲向起泡板。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三的液滴或液柱是荷电的。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一或工质二的液池是荷电的。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一是气体，而工质二以及工质三是液体。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一是一种流体，而工质二是另一种流体。比如工质一是油，而工质二是水，从而鼓出的是油泡。比如工质一或二是超临界流体。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一和/或工质二和/或工质三含可发生相变的物质。比如工质一含有可发生冷凝的水蒸气。比如工质二是可蒸发的水。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一和/或工质二和/或工质三是等离子体。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述工质一和/或工质二和/或工质三为流态化物质。只要工质一可在工质二的液池内形成泡状即可。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述流态化物质为固态颗粒。比如工质二的液池可以是细小的、具备一定流动性的颗粒床。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三的液滴或液柱为对泡进行调控的功能性物质。

所述的传热传质装置，其特征在于，所述功能性物质为表面活性剂、酸、碱、吸附剂、微纳米颗粒。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三、工质一及工质二之间发生化学反应。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质二的液池内设有换热壁面。比如可以是换热管道，管道内有另外的换热工质。

一种气体净化装置，包括所述的传热传质装置，含有污染物的气体作为工质一。比如以含有污染物烟气作为工质一，吸收液作为工质二和工质三，对烟气中的污染物进行吸收。

一种脱硫装置，包括所述的传热传质装置，含硫气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。吸收液比如碱液。

一种除微细颗粒物装置，包括中所述的传热传质装置，含微细颗粒物的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。比如以含有颗粒物的空气作为工质一，吸收液为水。颗粒物在泡内通过与泡以及泡内液滴表面的碰撞而被吸附去除。

一种除雾装置，包括所述的传热传质装置，含雾滴的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。比如以含有水雾滴的空气作为工质一，吸收液为水。

一种脱硝装置，包括所述的传热传质装置，含氮氧化物的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。

一种曝气装置，包括所述的传热传质装置，气体作为工质一。

一种水体曝气装置，包括所述的传热传质装置，空气或氧气作为工质一，水作为工质二和工质三。比如污水处理以及养殖业需要对水体进行曝气。

一种二氧化碳收集装置，包括所述的传热传质装置，含二氧化碳的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。

一种换热装置，包括所述的传热传质装置，工质一的温度不同于工质二和工质三的温度。通过本装置可以实现热量在工质一与工质二之间的传递。比如工质一为相对高温气体，工质二和三为相对低温液体，则通过本装置热量会由工质一传递给工质二和三；工质一内还可有蒸汽，蒸汽会冷凝并放出热量使得换热更迅速。再比如工质一为相对低温气体，工质二和三为相对高温液体，则热量迅速由工质二和三传递给工质一；工质二可发生蒸发，蒸汽进入泡，使得工质一更迅速带走热量。工质二可以进一步与工质二液池内的换热壁面进行换热。

一种除湿装置，包括所述的传热传质装置，工质一为含湿气体或者液体，工质二和工质三为含有吸湿物质的吸收液或者温度低于工质一温度的吸收液。比如对饱和湿空气进行除湿，以饱和湿空气作为工质一，以具有较低温度即低于饱和温度的水作为吸收液，从而湿空气内的蒸汽发生冷凝被除去。

一种增湿装置，包括所述的传热传质装置，工质一为低湿气体或者液体，工质二和工质三为高含水的液体。比如对空气进行加湿。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三的液滴或液柱冲击起泡板、起泡孔使其保持清洁。

本发明实现了工质一、工质二、工质三之间的充分混合。

首先，当工质二与三是同类物质时，机制包括但不限于如下。通过鼓泡，工质一进入工质二进行混合。而由于喷头在起泡前喷出液滴，这些液滴也将进入气泡，从而形成泡内泡外都是工质二的情况，混合程度高。进一步，由于泡的形成、变形、合并、破裂等过程，泡内的液滴受到剧烈扰动；同时泡内液滴的运动及其与泡表面的碰撞也反过来使得泡受到剧烈扰动。再有，喷出的液体，不论液滴还是液柱，穿过起泡孔之后，要么进入泡然后再进入工质二的液池，要么直接进入工质二的液池，二者都对工质二进行了有效的补充。这个补充增强了起泡的稳定性和有效性。尤其当工质一的流量比较大时，大量泡的产生需要大量工质二补充。否则会出现泡多液少的状态，泡会合并成大泡，非常不利于工质一、工质二的混合。工质二的液池内可设有换热壁面，泡加上泡内的大量液滴冲刷换热壁面，换热效果比只用干泡要好。

当工质二与三是不同类物质时，由于一方面泡的形成、变形、合并、破裂等过程使得泡内的液滴受到剧烈扰动，另一方面，泡内液滴的运动及其与泡表面的碰撞也使得泡受到剧烈扰动，因此工质一、工质二、工质三之间有很好的掺混。工质三的液滴及液柱可以是对泡进行调控的功能性物质比如表面活性剂、酸、碱、吸附剂、微纳米颗粒等。除了传热传质，工质一、工质二、工质三之间还可以进一步发生化学反应。

附图说明

图1是本发明实例一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本发明提供了传热传质装置，以解决现有的装置效率低、运行压阻大、成本高的问题。

一种传热传质装置，其特征在于，包括：***腔体1、起泡板4、起泡孔5和喷头7；

其中，所述***腔体1包括入口端2和出口端10；所述起泡板4安装于所述***腔体1的内部；工质一3从入口端2进入所述***腔体1，在起泡板4下方通过起泡板4上的起泡孔5产生泡11进入工质二的液池6；所述喷头7喷出大量工质三的液滴或液柱8；工质三的液滴或液柱8在起泡板4下方通过起泡板4上的起泡孔5进入泡11以及工质二的液池6。

所述喷头7在起泡板4下方；喷射方向正对起泡板4，喷出大量工质三的液滴或液柱8。

所述的传热传质装置，所述工质一3是气体，而工质二以及工质三是液体。

所述的传热传质装置，其特征在于，工质三、工质一及工质二之间发生化学反应。工质一内部的酸性气体，比如硫氧化物或者氮氧化物，与碱液发生中和反应。

所述的传热传质装置，工质三的液滴或液柱8冲击起泡板4、起泡孔5使其保持清洁。

该传热传质装置可以应用在诸多领域，通过合理选择工质一、工质二和工质三，应用到净化空气、净化烟气、脱硫、脱销、除尘、除雾、增湿等，达到非常好的技术效果，例如：

一种酸性气体净化装置，工质三与工质二是同一种物质，均为碱液，比如氢氧化钠溶液或者氢氧化钙溶液。

一种气体净化装置，包括所述的传热传质装置，含有污染物的气体作为工质一。比如以含有污染物烟气作为工质一，吸收液作为工质二和工质三，对烟气中的污染物进行吸收。

一种除微细颗粒物装置，包括中所述的传热传质装置，含微细颗粒物的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。比如以含有颗粒物的空气作为工质一，吸收液为水。颗粒物在泡内通过与泡以及泡内液滴表面的碰撞而被吸附去除。

一种脱硫装置，包括所述的传热传质装置，含硫气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。吸收液比如碱液。

一种脱硝装置，包括所述的传热传质装置，含氮氧化物的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。

一种除雾装置，包括所述的传热传质装置，含雾滴的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。比如以含有水雾滴的空气作为工质一，吸收液为水。

一种曝气装置，包括所述的传热传质装置，气体作为工质一。

一种水体曝气装置，包括所述的传热传质装置，空气或氧气作为工质一，水作为工质二和工质三。比如污水处理以及养殖业需要对水体进行曝气。

一种二氧化碳收集装置，包括所述的传热传质装置，含二氧化碳的气体作为工质一，吸收液作为工质二和工质三。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；其内容不应理解为对本发明的限制。本发明中表示位置关系的用语，如“上”“下”“前”“后”等，仅表示相对位置，并不对方位进行具体限定。