[發明專利]兩相流體強傳質逆流接觸的方法和裝置

有效

• 申請號: 202110500298.2
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113198624B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 許蕭;楊強;龔淳鎧;楊海強;陳正軍;王碩;王寧;熊泰
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B04C5/02
• 分類號: B04C5/02;B04C5/14
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明;許營營

1.兩相流體強傳質逆流接觸的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用旋流、射流、漸擴流道對第一流體進行引流，形成強負壓區域，第一流體的射流速度為5～50m/s，雷諾數為8000～40000；

步驟2：第二流體被吸引進入強負壓區域，與第一流體發生混合接觸；

步驟3：混合后的第一流體和第二流體進入分離區域，在分離區域的上部，第二流體得到排出，在分離區域的下部，第一流體得到排出；至此，在單個接觸單元的第一流體和第二流體實現了接觸和分離；

步驟4：排出的第二流體沿第一流體的反方向進入另一個相鄰的接觸單元的強負壓區域；排出的第一流體沿著流動方向進入相鄰接觸單元的第一流體進料口；以此類推，形成多個接觸單元的連通；宏觀上，第一流體和第二流體呈現逆流接觸。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一流體和第二流體不完全互溶，第二流體密度小于第一流體密度，第一流體的粘度不大于50cP。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進入強負壓區域的第二流體來自于沿第一流體方向相鄰接觸單元的分離區域；相比于下方接觸單元分離區域第二流體排出口的絕對壓強，某接觸單元的強負壓區域的絕對壓強更低，壓強差值為5～50kPa。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，進入強負壓區域的第二流體與來自于相鄰接觸單元分離區域的第二流體之間設有第二流體通道，所述第二流體通道內部的第二流體雷諾數不大于4000。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一流體在分離區域的旋轉加速度為6～1000倍重力加速度，實現第二流體從第一流體的剝離，第一流體在分離區域的壓力降為0.005～0.1MPa，第二流體從第一流體分離的效率不小于70％。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當注入的第二流體流量與第一流體流量的比例小于5％時，分離區域排出的第二流體允許夾帶第一流體的體積流量比例不超過80％；當注入的第二流體流量與第一流體流量的比例大于等于5％時，分離區域排出的第二流體允許夾帶第一流體的體積流量比例不超過30％。

7.兩相流體強傳質逆流接觸的裝置，其特征在于，包括多個串聯的接觸單元，每個所述接觸單元包括第一流體進口、第二流體進口、第一流體出口、第二流體出口、強負壓區域和分離區域；所述第一流體進口、所述強負壓區域、所述分離區域和所述第一流體出口順序連通，所述第一流體出口連接下一個所述接觸單元的所述第一流體進口；所述第二流體進口、所述強負壓區域、所述分離區域和第二流體出口順序連通，所述第二流體出口與下一個所述接觸單元的所述第二流體進口通過第二流體通道連通。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述強負壓區域包括依次連通的第一通道、漸縮通道和漸擴通道，所述漸縮通道的下部連通所述第二流體進口，所述第一通道的中間固定有所述第一流體進口；所述第一流體進口靠近所述漸擴通道的一端設有導流部，所述導流部的端部連接有噴嘴；或者，所述第一流體進口靠近所述漸擴通道的一端設有噴嘴，所述噴嘴在靠近所述第一流體進口的位置設有導流部；所述漸擴通道的底部連通所述分離區域，所述分離區域靠近所述漸擴通道的一端為分離區域進料口，所述分離區域遠離所述漸擴通道的一端為分離區域出料口；所述分離區域內設有內置引氣口，所述第二流體出口連通所述內置引氣口，所述分離區域內環設有旋流分離葉片。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，當所述接觸單元數量小于4時，沿著第一流體方向的不同所述接觸單元的所述噴嘴直徑依次增大，按照線性增大比例為1.03～1.3設置，首個所述強負壓區域的所述噴嘴直徑為2.5～30mm；當所述接觸單元數量大于等于4時，所有所述噴嘴直徑大小一樣，所述噴嘴直徑為2.5～30mm。