Technologie pro odlučování a čištění plynů, které využívají kapalné sorbenty, závisí na účinnosti přenosu hmoty na rozhraní plyn-kapalina. Častou metodou zvětšování kontaktního rozhraní je rozstřik kapalin. V minulosti bylo navrženo několik typů atomizerů (tlakové vířivé a dvou-médiové trysky, multi-otvorovové trysky nebo soustavy s plochým filmem), které jsou instalovány v rozstřikových kolonách (RK) např. pro zachycování CO2 absorpcí do roztoků alkanolaminů nebo čpavku. V projektu bude zkoumáno několik perspektivních strategií pro produkci filmu a kapek ke zvýšení přenosu hmoty mezi plynnou a kapalnou fází. Záměrem bude posoudit vhodnost těchto systémů filmů a kapek pro účely absorpce v RK. Dalším cílem bude výběr nejkonkurenceschopnější rozstřikové techniky, redukce polydisperzity spreje (stability filmu), a její další výzkum s využitím modifikace reologie kapaliny. Dalšími studovanými strategiemi bude zlepšení procesu turbulentního míšení vnějšími silami (indukce ultrazvukového záření, zavíření v RK). Bude studována účinnost zachycování CO2 v RK na výše uvedené aspekty.

Popis anglicky
Separation and gas cleaning technologies, based on liquid sorbents, rely on efficient mass transfer in gas-liquid contactors. Liquid atomization is frequent method of interfacial area increasing. Several atomizer types (pressure-swirl and twin-fluid, multi-nozzle, or flat-jet arrays) were proposed and installed in spray columns (SC) particularly for CO2 capture with absorption using alkanolamine solutions and aqueous ammonia. Several strategies (from the above listed) will be studied for uniform film/droplets production and mass transfer enhancement between gas and liquid phases. The main target will be to evaluate suitability of these film and spray systems for gas absorption purposes. Selection of the most competitive atomization technique, reduction of the spray polydispersisty (film stability) and its further development in line with modification of liquid rheology. Enhancement of the turbulent mixing via external force (ultrasonic irradiation induction, vortex flow in SC) are additional applied strategies. Effect of above aspects on CO2 capture efficiency in SC will be studied.

Klíčová slova
kapalný film;sprej;rozstřik kapalin;čištění plynů;chemická absorpce plynů;přenos hmoty; sprejová kolona;

Klíčová slova anglicky
liquid film, spray, liquid atomization, gas cleaning, spray column, mass transfer, chemical gas absorption

22-17806S

čeština

Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D. - hlavní řešitel

Energetický ústav
- odpovědné pracoviště (14.4.2021 - nezadáno)
Energetický ústav
- příjemce (14.4.2021 - nezadáno)

Detail

JEDELSKÝ, J. Recent advances in spray technologies for flue gas cleaning and Carbon Capture. ERCOFTAC Spring Festival 2022, 6th - 7th - 8th April 2022, hosted by PC Czech Republic: Czech Technical University in Prague, 2022. p. 1-14.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; PRINZ, F.; HÁJEK, O.; JEDELSKÝ, J.; JÍCHA, M. Adaptation of conical liquid sheet and spray morphologies to cross-flowing gas. INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, 2024, vol. 172, no. february 2024, 12 p. ISSN: 0301-9322.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; KUMAR, V.; AVULAPATI, M.; DECANAY, L.; JEDELSKÝ, J. Novel atomizer concept for CCS applications: Impinging effervescent atomizer. SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY, 2023, vol. 311, no. 1, 20 p. ISSN: 1873-3794.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; HÁJEK, J.; HÁJEK, O.; PRINZ, F.; JEDELSKÝ, J. Evaluation of Orifice Shape Design on Flat Fan Atomization. In EFM22 – Experimental Fluid Mechanics 2022. EPJ Web of Conferences. EDP Sciences, 2022. p. 1-5. ISSN: 2101-6275.
Detail

VANKESWARAM, S.; MALÝ, M.; JEDELSKÝ, J. Understanding the fuel spray characteristics in the near-nozzle region for a pressure swirl atomizer. JOURNAL OF AEROSOL SCIENCE, 2024, vol. 1, no. 178, p. 1-17. ISSN: 0021-8502.
Detail

MALÝ, M.; CEJPEK, O.; HÁJEK, J.; JEDELSKÝ, J. Effect of atomizer performance on CO2 capture efficiency in spray tower: Pressure swirl and Effervescent atomizers. Shanghai: ICLASS, 2024. p. 1-8.
Detail

JEDELSKÝ, J.; MALÝ, M.; VANKESWARAM, S.; ZAREMBA, M.; KARDOS, R.; CSEMANY, D.; ČERVENEC, A.; JÓZSA, V. Effects of secondary breakup, collision dynamics, gravity and evaporation on droplet size distribution in a pressure-swirl JET A-1 spray. Fuel, 2024, vol. 359, no. 1, p. 1-21. ISSN: 0016-2361.
Detail

JEDELSKÝ, J.; MALÝ, M.; BĚLKA, M.; POLZER, A.; SÁMELOVÁ, V.; CEJPEK, O.; WIGLEY, G. Effect of Fabrication Method and Surface Roughness on Spray Characteristics for Small Pressure-Swirl Atomizers. Journal of Manufacturing Processes, 2023, vol. 85, no. 1, p. 166-178. ISSN: 2212-4616.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; BĚLKA, M.; DECANAY, L.; AVULAPATI, M.; JEDELSKÝ, J. Single Orifice Effervescent Atomizer in simulated Counter–flow Conditions. 2022. 10 p.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; HÁJEK, J.; LINDOVSKÝ, J.; JEDELSKÝ, J. Comparison of Pressure Swirl Hollow-Cone and Full-Cone Atomizers for Spray Column Application. Jeju: Ilass Asia 2023, 2023. p. 97-98.
Detail

MALÝ, M.; CEJPEK, O.; HÁJEK, J.; JEDELSKÝ, J. Usability of a low-end 3D printer for prototyping of pressure-swirl atomizers. In EPJ Web of Conferences. EPJ Web of Conferences. EDP Sciences, 2022. p. 1-4. ISSN: 2101-6275.
Detail

JEDELSKÝ, J.; VAN DER LAAN, S.; CEJPEK, O.; MALÝ, M.; KADLEC, M.; SMILEK, J. Atomization of shear-thinning liquids using pressure swirl atomizers. Shanghai: ICLASS 2024, 2024. p. 1-12.
Detail

MALÝ, M.; CEJPEK, O.; LINDOVSKÝ, J.; HÁJEK, J.; HÁJEK, O.; BĚLKA, M.; JEDELSKÝ, J. Importance of atomizer choice for CO2 capture in spray columns. Fuel, 2025, vol. 385, no. 1, p. 1-10. ISSN: 1873-7153.
Detail

HÁJEK, J.; MALÝ, M.; HÁJEK, O.; CEJPEK, O.; RAPTA, P.; JÍCHA, M. Liquid dispersion in inner cavity of rotating packed bed. In EFM22 – Experimental Fluid Mechanics 2022. EPJ Web of Conferences. EDP Sciences, 2024. p. 1-5. ISSN: 2101-6275.
Detail

LEE, T.; PARK, J.; JEDELSKÝ, J. Theoretical Analyses of Drop Size in Impinging and Effervescent Liquid Jets. San Diego, CA: AIAA AVIATION 2023 Forum, 2023. p. 1-6.
Detail

JEDELSKÝ, J.; VAN DER LAAN, S.; CEJPEK, O.; MALÝ, M. Non-Newtonian shear-thinning liquids: their effect on droplet size spectrum of different atomization techniques. Jeju: ILASS–Asia 2023, 2023. p. 30-31.
Detail

PARMAR, G.; KUMAR, V.; CEJPEK, O.; JEDELSKÝ, J.; AVULAPATI, M. A Novel Correlation for Considering the Effect of Neighboring Droplets on the Evaporation Rate of Solvent Droplets Used in Carbon Capture Applications. ASME Journal of Heat and Mass Transfer, 2024, vol. 146, no. 4, 12 p. ISSN: 2832-8450.
Detail

CEJPEK, O.; MALÝ, M.; PRINZ, F.; HÁJEK, O.; BĚLKA, M.; LINDOVSKÝ, J.; HÁJEK, J.; NOVOSAD, P.; JEDELSKÝ, J. Pressure loss and droplet entrainment under spray absorber conditions. SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY, 2025, vol. 354, no. 8, 11 p. ISSN: 1383-5866.
Detail

PARK, J.; LEE, T.; MALÝ, M.; CEJPEK, O.; JEDELSKÝ, J. DETERMINATION OF THE DROP SIZE AND DISTRIBUTIONS IN SWIRL INJECTION IN CROSS FLOWS, IMPINGING, AND EFFERVESCENT INJECTORS. ATOMIZATION AND SPRAYS, 2024, vol. 34, no. 5, p. 27-38. ISSN: 1044-5110.
Detail

BĚLKA, M.; CEJPEK, O.; LÍZAL, F.; MALÝ, M.; JEDELSKÝ, J. Numerical modeling of CO2 capture in a spray tower with aqueous ammonia and full-cone atomizers. INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, 2025, vol. 193, no. dec 2025, p. 1-16.
Detail

Odpovědnost: Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D.