[發明專利]一種強化碳化反應傳質速率的氣液傳質設備

有效

• 申請號: 202111059422.2
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113663635B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 李強;劉佳琳;郭旭;雷毛;朱浩瑋;高佳璇;劉兆增;王振波
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J10/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳曉思

1.一種強化碳化反應傳質速率的氣液傳質設備，其特征在于：主體部分為反應容器，所述反應容器底部設置有NaAlO₂溶液通道和CO₂溶氣水通道，所述NaAlO₂溶液通道伸入反應容器內的端部設置有NaAlO₂溶液噴嘴，所述CO₂溶氣水通道的出口處設置有可拆卸式的絲網裝置，所述絲網裝置遮蓋所述CO₂溶氣水通道出口的一部分；

所述CO₂溶氣水通道的上方設置有三個氣體再分布裝置，三個氣體再分布裝置之間及氣體再分布裝置與容器壁之間均留有空隙，每個所述氣體再分布裝置均設計為波浪形結構，其中兩處彎道處設計為不同的弧度，并且在大弧度處的頂部開設兩個直徑為6mm的圓孔。

2.根據權利要求1所述的氣液傳質設備，其特征還在于，所述反應容器內部設置有圓形擋板，所述NaAlO₂溶液噴嘴鑲嵌于擋板上的開孔內，且與CO₂溶氣水通道出口位于同一高度，所述絲網裝置固定放置在圓形擋板上，所述氣體再分布裝置通過立柱懸空安置在所述CO₂溶氣水通道出口的正上方，所述立柱下端固定在擋板上。

3.根據權利要求2所述的氣液傳質設備，其特征還在于，所述反應容器內還設置有兩個單弓形折流板，所述兩個單弓形折流板將上浮的氣泡流導流為折流的形式，在提供碳化反應場所的同時通過折流的方式進一步改變大、小氣泡的分布情況。

4.根據權利要求1所述的氣液傳質設備，其特征還在于，所述絲網裝置的放置位置覆蓋所述CO₂溶氣水通道出口的三分之一至三分之二，保證反應容器中大、小氣泡同時存在，所述絲網裝置為可拆卸式柵網結構，可隨時更換不同規格的絲網裝置，以得到不同粒徑的小氣泡。

5.根據權利要求1所述的氣液傳質設備，其特征還在于，還包括微氣泡發生器，所述微氣泡發生器為管狀結構，其液體入口和液體出口之間設置有文丘里流道，所述液體出口連通所述CO₂溶氣水通道，所述微氣泡發生器的對應文丘里流道的喉部位置處設置有儲氣室，所述文丘里流道喉部設有多個徑向分布的進氣口，所述儲氣室外側設置有氣體入口。

6.根據權利要求5所述的氣液傳質設備，其特征還在于，所述儲氣室為位于微氣泡發生器外側的環殼狀結構，所述喉部在流體流動方向上是由小直徑柱段和大直徑柱段構成的階梯結構，所述文丘里流道進氣口設置在大直徑柱段位置處。

7.根據權利要求5所述的氣液傳質設備，其特征還在于，在齒輪泵與NaAlO₂溶液管道之間、離心泵與微氣泡發生器之間、氣罐與微氣泡發生器的氣體入口之間均裝設有流量計，所述流量計用于調節流量，可根據反應要求靈活調節反應容器內的NaAlO₂溶液和CO₂氣體的含量，控制反應。

8.根據權利要求5所述的氣液傳質設備，其特征還在于，通過微氣泡發生器和絲網裝置，使得反應容器內氣泡直徑的范圍涵蓋0.04～5mm，大氣泡體積占氣泡總體積的30％～70％。