[實用新型]一種基于電場強化的鼓泡式石蠟氧化裝置

有效

• 申請號: 202222713154.8
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN218665923U
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張偉;王軍鋒;李彬;吳天一;蘇巧玲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10G73/38
• 分類號: C10G73/38
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 汪芬

本實用新型公開了一種基于電場強化的鼓泡式石蠟氧化裝置，包括由絕緣段和金屬段加工而成的氧化反應器、原料配送單元、電場強化氣泡分散發生單元、供氣單元以及氧化后處理單元。原料配送單元包括原料貯槽、比例泵和石蠟預熱器，反應器與原料配送單元通過進料口連通。反應器底部的電場強化氣泡分散單元包括配置電極和高壓電源，環電極與高壓電源連接，毛細電極接地并同時作為鼓泡器與供氣單元連通，由供氣單元向毛細管內腔提供空氣，通過高壓電源和氣體流量計分別控制施加電壓和氣體流量，使氣體以微氣泡形式均勻分散到液體石蠟中，能夠增大反應物相互接觸面積，從而能極大地強化氣液相間反應和傳質過程，有利于液體石蠟的充分氧化。

技術領域

本實用新型屬于石蠟改性技術領域，特指一種基于電場強化的鼓泡式石蠟氧化催化裝置。

背景技術

隨著各行各業對蠟品質需求的提升，采用氧化方法對石蠟進行化學改性以獲得具有更高附加值的改性蠟受到了普遍重視。石蠟氧化后在潤滑性、顏料分散性、乳化性和油溶性等許多性能方面均會得到提升，同時其柔韌性也會得到改善。因此，氧化石蠟在合成潤滑油、涂層、防治、金屬防腐蝕、熱塑性樹脂、陶瓷、生物降解材料、金屬表面處理等方面得到了廣泛的應用。

目前石蠟的氧化工藝主要采用的是罐組式和多段式連續氧化法。罐組式石蠟連續氧化法是將物料經過多個串聯的反應塔完成氧化反應，其核心思想為：增加串聯反應設備和建立專門導向的輸送裝置，通過利用反應容積效應、增加線速度和減少混合效應的方法，將一塔中未反應的液體石蠟同催化劑輸送到串聯塔中進行二次或多次氧化以提高液體石蠟的氧化率。多段塔式石蠟連續氧化法的原理是設置多段氣液并流接觸的上升式氧化塔，通過增加塔高延長氣泡與液體石蠟的接觸時間使氧化反應更充分。從多相流傳熱傳質的角度來看，在氧化反應器底部鼓泡產生的氣泡對反應過程及液體石蠟氧化深度具有重要影響。液體石蠟中氣泡尺寸的減小可增大相界面積并延長氣泡在液體石蠟中的滯留時間，能有效強化相間混合和提高相間傳質效率。傳統方法主要通過機械攪拌或采用多孔介質來達到限制氣泡尺寸、強化相間混合的目的。但由于相關技術普遍存在能耗過高、氣泡尺寸減小有限且均勻性難以控制等問題，限制了石蠟氧化工藝的發展。

實用新型內容

本實用新型根據現有技術的不足與缺陷，提出了一種基于電場強化的鼓泡式石蠟氧化裝置，目的是利用施加外電場強化氣泡分散的技術實現液體石蠟的高效、低能耗氧化催化。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種基于電場強化的鼓泡式石蠟氧化裝置，包括：

氧化反應器，所述氧化反應器自下往上分為反應器絕緣段和反應器金屬段，兩段相互連接，形成反應腔；

與反應器絕緣段底部進料口連接的原料配送單元；

設置在反應器絕緣段內的電場強化氣泡分散發生單元，所述電場強化氣泡分散發生單元包括陣列式毛細電極和環電極；

與陣列式毛細電極相連接的供氣單元；

與反應器金屬段連接氧化后處理單元，所述氧化后處理單元包括消泡器和氧化石蠟貯槽。

進一步，所述原料配送單元包括原料貯槽、比例泵、石蠟預熱器，原料貯槽內存放液體石蠟和催化劑；原料貯槽的出口通過輸送管依次連通比例泵、石蠟預熱器。

進一步，所述氧化后處理單元包括消泡器和氧化石蠟貯槽，出料口、消泡器和氧化石蠟貯槽之間通過管道依次連接。

進一步，所述環電極與反應器絕緣段的內壁接觸固定，并通過導線與氧化反應器外部的高壓電源連接。

進一步，所述陣列式毛細電極是由多根單個毛細電極豎直安裝在反應器絕緣段的底部，且多根單個毛細電極之間按照陣列布置。

進一步，每個毛細電極內徑在0.1～0.3mm之間，頂部高于進料口10mm以上，陣列式毛細電極與環電極之間距離在10～20mm。