[發(fā)明專利]微納氣泡氣液反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010147482.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111346589B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹俊連;王德忠;蔡康貝;宋煜晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/24
• 分類號(hào): B01J19/24
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種微納氣泡氣液反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)器殼體，所述反應(yīng)器殼體中依次設(shè)置有納米氣泡產(chǎn)生區(qū)（1）、氣液混合腔（2）、微米氣泡產(chǎn)生區(qū)（3）以及毫米氣泡產(chǎn)生區(qū)（4）；

所述納米氣泡產(chǎn)生區(qū)（1）產(chǎn)生納米氣泡并在氣液混合腔（2）內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)，所述納米氣泡再依次經(jīng)過(guò)微米氣泡產(chǎn)生區(qū)（3）、毫米氣泡產(chǎn)生區(qū)（4）逐級(jí)增大氣泡直徑，使氣泡達(dá)到能夠被旋流分離器分離的尺寸；

所述納米氣泡產(chǎn)生區(qū)（1）采用文丘里式氣泡發(fā)生器產(chǎn)生納米氣泡；

所述納米氣泡產(chǎn)生區(qū)（1）包括第一直管進(jìn)口段（101）、第一收縮段（102）、第一喉部段（103）、第一擴(kuò)張段（104）、第一直管出口段（105）、第一進(jìn)氣孔（106）以及第一螺紋孔（107）；

所述第一喉部段（103）的一端依次連接有第一收縮段（102）、第一直管進(jìn)口段（101），所述第一喉部段（103）的另一端依次連接有第一擴(kuò)張段（104）、第一直管出口段（105）；

所述第一螺紋孔（107）通過(guò)第一進(jìn)氣孔（106）與第一喉部段（103）連接，所述第一螺紋孔（107）連接外部氣源；

所述微米氣泡產(chǎn)生區(qū)（3）包括第二流道（301）以及超聲變幅桿（302）；

所述超聲變幅桿（302）安裝在第二流道（301）上；

所述超聲變幅桿（302）與超聲波發(fā)生器連接并將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波傳遞到第二流道（301）內(nèi)的流體中，以納米氣泡為氣核，通過(guò)超聲空化作用將納米氣泡的直徑擴(kuò)張到微米量級(jí)；

所述毫米氣泡產(chǎn)生區(qū)（4）采用文丘里式氣泡發(fā)生器；

所述毫米氣泡產(chǎn)生區(qū)（4）包括第二直管進(jìn)口段（401）、第二收縮段（402）、第二喉部段（403）、第二擴(kuò)張段（404）、第二直管出口段（405）、第二進(jìn)氣孔（406）以及第二螺紋孔（407）；

所述第二喉部段（403）的一端依次連接有第二收縮段（402）、第二直管進(jìn)口段（401），所述第二喉部段（403）的另一端依次連接有第二擴(kuò)張段（404）、第二直管出口段（405）；

所述第二螺紋孔（407）通過(guò)第二進(jìn)氣孔（406）與第二喉部段（403）連接，所述第一螺紋孔（107）連接外部氣源；

所述第一直管進(jìn)口段（101）、第一喉部段（103）、第一直管出口段（105）、第一進(jìn)氣孔（106）、第一螺紋孔（107）都為圓柱形管狀結(jié)構(gòu)，所述第一收縮段（102）、第一擴(kuò)張段（104）為圓臺(tái)形管狀結(jié)構(gòu)；

所述第一直管進(jìn)口段（101）、第一直管出口段（105）的內(nèi)徑為50㎜，所述第一進(jìn)氣孔（106）的直徑為1㎜，所述第一螺紋孔（107）的內(nèi)徑為5㎜；

所述第一收縮段（102）的收縮角為15°到27°之間，所述第一擴(kuò)張段（104）的擴(kuò)張角為8°到16°之間；

所述第一直管進(jìn)口段（101）的內(nèi)徑與第一喉部段（103）的內(nèi)徑的比值在2到6之間，所述第一喉部段（103）的長(zhǎng)度與第一喉部段（103）的內(nèi)徑的比值在1到3之間；

所述第二直管進(jìn)口段（401）、第二喉部段（403）、第二直管出口段（405）、第二進(jìn)氣孔（406）以及第二螺紋孔（407）都為圓柱形管狀結(jié)構(gòu)，所述第二收縮段（402）、第二擴(kuò)張段（404）為圓臺(tái)形管狀結(jié)構(gòu)；

所述第二直管進(jìn)口段（401）、第二直管出口段（405）的內(nèi)徑為50㎜，所述第二喉部段（403）的內(nèi)徑、長(zhǎng)度分別為23㎜、50㎜；所述第二進(jìn)氣孔（406）的直徑為1㎜；所述第二螺紋孔（407）的內(nèi)徑為5㎜；

所述第二收縮段（402）的收縮角為37°，所述第二擴(kuò)張段（404）的擴(kuò)張角為7.5°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納氣泡氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述氣液混合腔（2）的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，所述L≥1m；

其中，所述氣液混合腔（2）中設(shè)置有第一流道（21）；

所述第一流道（21）采用直管結(jié)構(gòu)、螺旋狀盤管結(jié)構(gòu)或蛇形管結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納氣泡氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器的功率為20kW，所述超聲變幅桿（302）的頻率為20kHz。