[發(fā)明專利]一種制備微米級氣泡分散體系的孔板噴射方法及裝置

有效

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• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN105148760B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦積舜;李實;陳興隆;俞宏偉;張可;許世京;姬澤敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01F3/04;B01F15/02;E21B43/20
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

1.一種制備微米級氣泡分散體系的裝置，該裝置包括電子散射源、體系反應(yīng)生成容器、孔板噴射器和泵注系統(tǒng)，所述孔板噴射器置于所述體系反應(yīng)生成容器內(nèi)，所述體系反應(yīng)生成容器與所述泵注系統(tǒng)相連；

所述體系反應(yīng)生成容器包括釜體和上端蓋；所述釜體的側(cè)壁上設(shè)有觀察窗，所述釜體的底部設(shè)有進出口、氣體入口和微量泵入口；所述上端蓋上設(shè)有體系出口和排氣口；

所述孔板噴射器包括殼體、氣體管線、鋼體、孔板、液體管、上蓋和密封墊；所述孔板由上蓋和密封墊壓實在所述殼體和鋼體的上方，所述孔板上開有孔眼；所述氣體管線位于所述殼體內(nèi)部的中心位置，其頂部端口與所述孔眼正對，其底部端口與所述氣體入口連通；所述鋼體位于所述殼體內(nèi)部并位于所述氣體管線的周圍；所述液體管由所述殼體的側(cè)壁進入并穿過所述鋼體，其一端口置于所述氣體管線的頂部端口與所述孔眼之間，另一端口與所述微量泵入口連通；

所述泵注系統(tǒng)包括微量容器、中間容器、驅(qū)替泵和微量泵；所述微量容器的一端與所述微量泵入口相連，另一端與所述微量泵相連；所述中間容器包括第一中間容器和第二中間容器，所述驅(qū)替泵包括第一驅(qū)替泵和第二驅(qū)替泵；其中，所述第一中間容器的一端與所述氣體入口相連，另一端與所述第一驅(qū)替泵連接，所述第二中間容器的一端與所述進出口相連，另一端與所述第二驅(qū)替泵連接；

所述電子散射源的電子束發(fā)射端與所述觀察窗正對。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：

所述孔板的厚度為0.1-1mm，所述孔板的材質(zhì)包括鋼；

所述孔眼位于孔板的中心，孔眼的直徑為10-100μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述孔眼的個數(shù)為1個，該孔眼是通過激光打孔制得的，其直徑精度為±3μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述氣體管線的頂部端口與孔眼之間的距離為1-2cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述鋼體具有孔隙結(jié)構(gòu)，所述鋼體的頂端和底端均為凹面結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述凹面結(jié)構(gòu)位于中心位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述電子散射源包括第一陽極、陰極、加速陽極、可調(diào)聚焦線圈和玻璃外罩；所述第一陽極、陰極和加速陽極從上至下依次設(shè)置在所述電子散射源背對觀察窗的一端上，所述可調(diào)聚焦線圈置于所述玻璃外罩的外面，能夠沿玻璃外罩的軸向移動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述體系反應(yīng)生成容器上設(shè)有壓力表。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備微米級氣泡分散體系的裝置，其特征在于：所述體系反應(yīng)生成容器的體系出口與應(yīng)用系統(tǒng)相連。

10.一種利用權(quán)利要求1-9任一項所述的裝置制備微米級氣泡分散體系的方法，其包括以下步驟：

步驟1：開啟第二驅(qū)替泵將液體輸入體系反應(yīng)生成容器內(nèi)，使體系反應(yīng)生成容器內(nèi)的溫度和壓力達到設(shè)計值；

步驟2：開啟微量泵，將微量容器中的液體輸入孔板噴射器中，使液體在孔板的孔眼處形成液膜；

步驟3：開啟第一驅(qū)替泵將第一中間容器中的氣體輸入孔板噴射器中，使氣體穿過上述液膜在體系反應(yīng)生成容器內(nèi)形成氣泡；

步驟4：開啟電子散射源，將電子打入上述氣泡中，形成微米級氣泡分散體系。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：在步驟1中，所述體系反應(yīng)生成容器內(nèi)的溫度為常溫至90℃，壓力為0-50MPa。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：在步驟2中，控制微量容器中液體的流速不高于0.1mL/min。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：在步驟3中，將第一中間容器中的氣體輸入孔板噴射器中時，氣體的輸入速度不超過2mL/min。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：該方法還包括當(dāng)所述體系反應(yīng)生成容器的頂部有單相氣體聚集時，從體系反應(yīng)生成容器上端蓋上的排氣口排出單相氣體的步驟。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：該方法還包括當(dāng)形成微米級氣泡分散體系時，將其從體系反應(yīng)生成容器的體系出口注入應(yīng)用系統(tǒng)的步驟。