[發明專利]超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置與方法

有效

• 申請號: 201310034649.0
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103071311A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 盧義剛;陳格平;江建亮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D11/00
• 分類號: B01D11/00;B01J19/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，包括高壓空化腔(1)，其特征在于，

所述高壓空化腔(1)內設置有通過電纜(10)與超聲波發生器相連接的超聲波換能器(11)、用于加熱高壓空化腔(1)內介質的加熱管(7)，所述加熱管(7)與外部溫度監控器(8)相連接；

所述高壓空化腔(1)的圍壁上還設置有連接高壓成核氣體源的成核氣體進口(13)、連接超臨界二氧化碳源的二氧化碳進口(5)、連接真空機的抽真空進口(12)和用于顯示高壓空化腔(1)內壓力的第一壓力表(3)。

2.根據權利要求1所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述成核氣體進口(13)、超臨界二氧化碳進口(5)、抽真空進口(12)分別設置有成核氣體閥門(14)、超臨界二氧化碳閥門(6)和抽真空閥門(9)，且成核氣體閥門(14)的前端還設置有用于監控成核氣體源壓力的第二壓力表(4)。

3.根據權利要求1所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述超聲波換能器(11)為頻率是20-50KHz、輻射功率密度為100~200?W/cm²的夾心式壓電陶瓷換能器。

4.根據權利要求1所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述超聲波換能器(11)的數量為一個或一個以上，通過螺紋或螺桿連接在高壓空化腔(1)的底部或四周。

5.根據權利要求1所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述高壓空化腔(1)材料為鋁合金。

6.根據權利要求1至5任一項所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述高壓空化腔(1)的圍壁內側設置有用于觀察腔內空化情況的透明PC窗(2)。

7.根據權利要求6所述的超聲誘導超臨界二氧化碳空化裝置，其特征在于，所述PC窗(2)通過厭氧膠與壓空化腔(1)的圍壁內側相粘接。

8.一種采用1至7任一項所述的空化裝置的超聲誘導超臨界二氧化碳空化方法，其特征在于，包括步驟：

S1，關閉超臨界二氧化碳閥門(6)、成核氣體閥門(14)，開啟抽真空閥門(9)；啟動抽真空機，將高壓空化腔(1)抽真空，使高壓空化腔(1)內的真空度達到0~0.5Pa；

S2，開啟超臨界二氧化碳進口閥門(6)，向高壓空化腔(1)注入超臨界二氧化碳，直到高壓空化腔(1)內的壓力達到8-20MPa；

S3，開啟成核氣體閥門(14)，向高壓空化腔(1)注入成核氣體氨；

S4，開啟外部溫度監控器(8)，在高壓空化腔(1)內的溫度低于操作溫度時，開啟加熱管7，將高壓空化腔(1)內的溫度加熱并保持在34~80℃；

S5，開啟超聲波發生器，使超聲波發生器驅動超聲波換能器(11)工作，向超臨界二氧化碳輻射超聲波，使高壓成核氣泡在超聲波作用下發生空化。