[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)氣液傳質(zhì)傳熱的反應(yīng)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810757652.8
• 申請(qǐng)日: 2018-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN108745214A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶江寧;趙云清;凌斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇攬山環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J10/00
• 分類號(hào): B01J10/00;B01J19/00;B01J19/32;B01J4/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

一種實(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)氣液傳質(zhì)傳熱的反應(yīng)系統(tǒng)，自上至下設(shè)有氣體出口、液體布灑裝置、氣體入口和排液口，所述液體布灑裝置與氣體入口之間設(shè)有干擾器，所述干擾器設(shè)有透水通氣的孔隙，從氣體入口進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的氣流穿過所述孔隙方能進(jìn)到干擾器的上方，所述孔隙的邊緣具有齒狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)所述孔隙提速后形成的擾動(dòng)氣流將液滴吹散后，干擾器上方的立體空間內(nèi)形成混沌態(tài)的氣液非均相體系。本發(fā)明反應(yīng)系統(tǒng)以氣體流速為擾動(dòng)項(xiàng)，使液體在氣流中形成多尺度，非均相、立體空間的混沌態(tài)，氣液在混沌態(tài)混合、傳質(zhì)和傳熱，大大提高了氣液傳質(zhì)傳熱接觸時(shí)間和傳質(zhì)傳熱效率，液膜表面不斷更新，氣液接觸充分，且具有不易堵塞，處理量大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及氣液傳質(zhì)傳熱技術(shù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，氣體與液體傳質(zhì)傳熱通常使用噴淋、填料等反應(yīng)器，噴淋反應(yīng)具有高氣速、大流量、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，但反應(yīng)時(shí)間短，效率低，填料反應(yīng)器具有比表面積大，氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但具有容易堵塞和流量小的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)技術(shù)以牛頓物理學(xué)或者拉普拉斯理論描述，可以精確計(jì)算和預(yù)測(cè)，但需要一個(gè)接近理想狀態(tài)的近似穩(wěn)定的環(huán)境。傳統(tǒng)傳質(zhì)、傳熱反應(yīng)器為此需要在一定的壓力、溫度、流速、pH值、反應(yīng)時(shí)間等多個(gè)約束條件下進(jìn)行。為了保證這些反應(yīng)條件，需要大量的裝置和能耗才能維持。而近代混沌理論的研究表明：混沌狀態(tài)具有自穩(wěn)定性，能夠減少或者弱約束條件下形成穩(wěn)態(tài)，由于減少或者弱化了約束，對(duì)保證傳質(zhì)、傳熱必須的各種條件可降低或者省略。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)氣液傳質(zhì)傳熱的反應(yīng)系統(tǒng)，可改善現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括：

一種實(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)氣液傳質(zhì)傳熱的反應(yīng)系統(tǒng)，自上至下設(shè)有氣體出口、液體布灑裝置、氣體入口和排液口，其特征在于：所述液體布灑裝置與氣體入口之間設(shè)有干擾器，所述干擾器設(shè)有透水通氣的孔隙，從氣體入口進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的氣流穿過所述孔隙方能進(jìn)到干擾器的上方，所述孔隙的邊緣具有齒狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)所述孔隙提速后形成的擾動(dòng)氣流將液滴吹散后，干擾器上方的立體空間內(nèi)形成混沌態(tài)的氣液非均相體系。

在上述方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)或優(yōu)選的方案還包括：

從孔隙中通過的氣體流速為≮5m/s。

所述齒狀結(jié)構(gòu)的輪廓線為具有分形特性的曲線。

所述N階分形曲線為Koch分形曲線或謝爾賓斯基三角形（Sierpinski triangle）分形曲線。

依據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)的氣液流道的橫截面積大小及形狀，所述干擾器可設(shè)計(jì)為單體結(jié)構(gòu)或由多個(gè)干擾器單元拼接組成，即當(dāng)氣液流道的橫截面積較大，干擾器不便于一體成型時(shí)，干擾器可由多塊干擾器單元拼接組成。

所述干擾器單元設(shè)有方形的外框，所述外框的四周分別設(shè)有一掛耳，干擾器單元通過所述掛耳安裝在反應(yīng)系統(tǒng)的支撐框架上。

干擾器單元的一組對(duì)邊上，兩只掛耳位于該對(duì)邊中心線的兩側(cè)且靠近中心線的位置，在干擾器單元的另一組對(duì)邊上，兩只掛耳位于該對(duì)邊中心線兩側(cè)且靠近邊端部的位置。

所述干擾器或干擾器單元設(shè)有多個(gè)平行的條狀柵板，相鄰條狀柵板之間保持一定間距，形成所述孔隙。

所述干擾器設(shè)有多個(gè)平行的條狀柵板，相鄰條狀柵板之間保持一定間距，形成所述孔隙。

將設(shè)置在相鄰條狀柵板相對(duì)一面上的齒狀結(jié)構(gòu)，以凹凸相對(duì)的方式錯(cuò)開布置。

所述條狀柵板相對(duì)于水平面的夾角為0～45℃。

所述孔隙為星形孔，所述星形孔設(shè)有呈中心放射狀排列的多個(gè)切口槽，所述切口槽的邊緣為齒狀結(jié)構(gòu)。

有益效果：