[發明專利]一種氣液垂直環形切割微界面空化混合設備

在審

• 申請號: 202110593332.5
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113387453A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李雙濤;黃益平;朱昊;劉漢飛;倪嵩波;黃晶晶;倪澤雨
• 申請（專利權）人: 中建安裝集團有限公司
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 孫甫臣

本發明公開了一種氣液垂直環形切割微界面空化混合設備，包括本體，所述本體包括前端漸縮段、中部切割室、后端混合段及超微細化結構。本發明能夠提高氣液傳質效率，提高氣體溶解率，減少曝氣能量損失。

技術領域

本發明屬于高效溶氣技術領域，具體是一種氣液垂直環形切割微界面空化混合設備。

背景技術

在環保領域，生化處理技術涉及空氣曝氣，臭氧高級氧化技術涉及臭氧曝氣。目前常用曝氣方式以曝氣風機、表面曝氣、潛水射流和沉水曝氣為代表，氣泡直徑一般在毫米級。氣泡的比表面積大、上升速度快、溶解速度慢、逸出損失大，表現為氣體利用率較低，不符合節能思想。

目前，射流曝氣技術應用較廣。利用文丘里負壓吸氣原理，可實現較大的吸氣量和較強的攪動作用。但目前采用的文丘里射流曝氣技術，屬于傳輸型層次，集中于吸氣量大小，所產生的氣泡直徑較大，宏觀體現出較強的攪動作用，但微觀微界面層次的傳質作用較弱，表現為氣體溶解率較低。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種氣液垂直環形切割微界面空化混合設備，以達到提高氣液傳質效率，提高氣體溶解率，減少曝氣能量損失的目的。

本發明提供的一種氣液垂直環形切割微界面空化混合設備, 包括本體，所述本體包括前端漸縮段、中部切割室、后端混合段，分別對應增壓區、釋壓吸氣區、擴散混合區，所述前端漸縮段、中部切割室、后端混合段三者的軸線重合；還包括超微細化結構。

優選地，所述前端漸縮段的壁面與水平軸線的夾角為16°-35°。

優選地，所述中部切割室上設有氣相進口，數量為1-4個；所述中部切割室內設有氣液混合切割區；所述氣液混合切割區的截面為環形，所述氣液混合切割區內的氣相切割流速為5-19m/s。

優選地，所述后端混合段包括水平段和漸擴段；所述漸擴段的壁面與水平軸線的夾角為3°-10°。

優選地，所述前端漸縮段上設有液相進口和出口；所述后端混合段的水平段的內徑橫截面積與前端漸縮段出口的內徑橫截面積的比值為1.15-3.38；所述水平段長度占所述后端混合段長度的5%-15%。所述前端漸縮段混合出口截面與后端混合段混合入口截面的面心距、所述氣相空間與氣液切割區環形分割面的截面寬度，兩者的大小相同。

優選地，所述超微細化結構內設有螺旋導流片，氣液混合相通過后形成螺旋離心流動型態。因強力的離心力與向心力，使未溶解的氣體向所述超微細化結構的軸線集聚，水向所述超微細化結構的內壁處流動。所述螺旋導流片與水平線夾角根據流體壓力降及微氣泡直徑要求計算所得為25°-68°。

優選地，所述超微細化結構內位于螺旋導流片的后側方設有流體切割頭分布區，所述流體切割頭分布區包括2-7個環形截面區，所述環形截面區內布置若干個流體切割頭。

優選地，所述流體切割頭分布區置于所述超微細化結構混合出口前5-10cm處；所述流體切割頭設置為傘狀封閉結構。

優選地，所述傘狀封閉結構包括與超微細化結構內壁連接的傘柄段，所述傘柄段的另一端設置傘帽段，所述傘柄段的直徑為1-5cm，所述傘帽段的最大圓形截面直徑為傘柄段直徑的1.2-2.5倍，所述傘帽段的外壁設有不光滑表面，所述不光滑表面的凹凸高度差不大于2mm。。

優選地，所述前端漸縮段、中部切割室、后端混合段及超微細化結構依次連接形成一整體結構；所述前端漸縮段、中部切割室、后端混合段之間連接的方式包括焊接連接、螺紋連接和法蘭連接；所述超微細化結構與后端混合段的連接方式包括直連和管道連接。

相對于現有技術，本發明的有益效果為：本發明通過設置前端漸縮段、中部切割室、后端混合段及超微細化結構，能夠產生大量微米級氣泡，提高氣液傳質效率，提高氣體溶解率，減少曝氣能量損失。

附圖說明