CN117717981A - 一种产生介观态的动能转换器 - Google Patents
一种产生介观态的动能转换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117717981A CN117717981A CN202311748468.4A CN202311748468A CN117717981A CN 117717981 A CN117717981 A CN 117717981A CN 202311748468 A CN202311748468 A CN 202311748468A CN 117717981 A CN117717981 A CN 117717981A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- liquid phase
- liquid
- mesoscopic
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 150
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 11
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 94
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开一种产生介观态的动能转换器，用于气液二相反应物或气液固三相反应物形成介观态，包括：介观池调控器壳体、气相分割器、干扰器、气液相分割器、液相通道、环形通道、气体粉碎器及气体/液相导向板；介观池调控器壳体用于容纳其他功能构件；气相分割器为细分气相部件，用于对气相进行分割；干扰器为弹簧构件，用于减少形成介观态后返混；气液相分割器为微孔件，用于对气液相进行分割；液相通道具有多种通道形状，用于确定液相第一进入方式；环形通道用于确定液体进入的通道作为液相第二进入方式；气体粉碎器用于对气体进行切割粉碎，安装倾角可调；气体/液相导向板设置在介观池调控器壳体或气液相分割器的载体上并对介观态进行导向。
Description
技术领域
本发明涉及石油资源加工利用设备革新技术领域，特别涉及一种产生介观态的动能转换器。
背景技术
目前，液气两相或气液固三相反应中，例如重质油轻质化反应中，气相通过各种结构气体分布器的形式提供反应气源，并且通常会通过鼓泡床、膨胀床、悬浮床、或沸腾床等进行加氢反应，氢气以鼓泡形式进入油液中，由于供气方式的限制，超高压、高压氢气在反应器中形成毫米、厘米级气泡，原料油液相颗粒直径与气泡部不是最优匹配，造成反应物油、气之间接触面积小，传质效率较低，供氢能力有限，即使提高反应操作压力，加强反应强度，提供用于反应所需气量也较少；同时在高压力作用下，气体的溶解有一定饱和度，从而使得反应效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种产生介观态的动能转换器，在低压、超低压(1-8Mp)条件下，液相、固相、气相三相以不同气液比、不同流速、不同的固相加注量等工艺条件，利用多种构件的动能转换产生介观尺度的混合态，介观态的主要特征是表比面积大、传质效率高以及传热快，在合理的气液比条件下实现无限供氢，在长方形、正方形、圆筒形、锥形或适应空间要求的组合结构型式等空腔壳体零件内，利用气体粉碎构件、气液粉碎构件和阻尼防返混构件等实现各种能量的交换，使其产生的气液固三相以1um～500um的气泡和液固颗粒的混合反应物态(介观态)(也可在反应器内产生介观态)进入工艺需求的反应器进行反应，得到工艺要求的反应物。
本发明在于提供一种产生介观态的动能转换器，用于气液二相反应物或气液固三相反应物形成介观态，包括：
介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)；其中：
所述介观态中，气液两相以1um～500um的气泡和液体微颗粒的混合反应物态存在；或气液固三相以1um～500um的气泡和液固颗粒的混合反应物态存在；
所述介观池调控器壳体(1)用于容纳并保护所述动能转换器中除所述介观池调控器壳体(1)外的其他功能构件；
所述气相分割器(2)为由微加工方式形成的一个或多个细分气相部件，用于对气相进行分割；
所述干扰器(3)为根据工况确定长短和安装方式的弹簧构件，用于减少形成所述介观态后返混；
所述气液相分割器(4)为由微加工方式形成的一个或多个微孔件，用于对气液相进行分割，所述微孔件的孔隙符合正态分布，透气量与工况相适配，均匀无偏流，与液相接触面的润湿角度超过150°；所述气液相分割器(4)冯卡门导柱和拉瓦尔引流导管；
所述液相通道(5)具有多种通道形状，用于确定液体进入多种通道形状中的其中一种作为液相第一进入方式；进入所述液相通道(5)的液体与具有增减速功能的所述气相分割器(2)适配形成所述介观态；所述液相通道(5)的所述通道形状为叶型、椭圆形、圆形或坡口圆形中的一种；
所述环形通道(6)用于确定液体进入的通道作为液相第二进入方式；
所述气体粉碎器(7)用于对气体进行切割粉碎，其安装倾角在一定角度范围内可调；
所述气体/液相导向板(8)设置在所述介观池调控器壳体(1)或所述气液相分割器(4)的载体上，并对所述介观态进行导向，所述气体/液相导向板(8)具有一定粗糙度和表面要求，使所述介观态以最小阻力节能传递，减小涡流返混影响；
根据气相、液相的流量和/或流速调整所述气相分割器(2)和所述气液相分割器(4)的孔径、所述液相通道(5)和所述环形通道(6)的通道角度以及所述气体粉碎器(7)的安装倾角；并且根据气液比和液相物性确定选择介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)的不同组合。
优选的，所述介观池调控器壳体由长方形、正方形、圆锥形或圆筒形的抗腐蚀、耐热、高强壳体材料构成。
优选的，所述气相分割器(2)的所述微加工方式包括激光、微刻、电化学或烧结；所述一个或多个细分气相部件包括微通道、粉末烧结的片、管微孔和微喷嘴中的一种或多种。
优选的，所述干扰器(3)的所述弹簧构件的螺距为2～8mm，内径为Φ6～Φ12mm。
优选的，所述气液相分割器(4)的所述微孔件为盘式、片式或圆筒状。
优选的，所述环形通道(6)的间距为4～12mm。
优选的，所述气体粉碎器(7)的安装倾角在0°～30°～45°～60°范围内可调。
优选的，所述气体/液相导向板(8)以4°～7°30″的倾角范围设置所述介观池调控器壳体(1)或所述气液相分割器(4)的载体上。
优选的，所述气相分割器(2)、所述气液相分割器(4)或所述气体粉碎器(7)包括粉末烧结微孔型粉碎器、刻蚀片叠加型粉碎器或气液喷嘴型粉碎器；其中：
所述粉末烧结微孔型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属或合金粉末烧结成筒状或片状结构，与配气盘机械联结或焊接；所述刻蚀片叠加型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属圆片材经激光或电化学刻蚀成辐射型微通道，与带有热胀冷缩调节的夹紧机构进行装配联结，形成所述气相分割器(2)、气液相分割器(4)或气体粉碎器(7)；所述气液喷嘴型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属材料制成喷嘴后将喷嘴与连接体形成。
优选的，所述根据气液比和液相物性确定选择介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)的不同组合包括：
对于气液比500:1内以及液相粘度小，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、液相通道(5)、环形通道(6)、气液相分割器(4)以及气体/液相导向板(8)；
对于气液比900:1内以及液相粘度中，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、环形通道(6)、气液相分割器(4)以及气体/液相导向板(8)；
对于气液比在900～2000：1内以及液相粘度大，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、液相通道(5)、环形通道(6)、气液相分割器(4)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)。
本发明的方法和系统的有益效果：
(1)利用多个功能构件组成介观尺度的动能转换器(本发明称为介观池)，拟反应物是气液二相、气液固三相均可利用该动能转换器，根据原料物性不同、气液比不同、气液物性特征、气液线速和产品要求不同等工艺要求，匹配工艺要求设计制造形成与之匹配的多种结构型式和配置的多样化动能转换器，组合形成产生介观态的具有多种布局型式的介观池部件。在介观池内，反应物料形成介观态，同时根据工艺条件选择介观态反应物料进入反应器的方式和位置，使反应器所在的系统能够进行高效反应；
(2)基于该动能转换器设计制造的气液二相介观调控装置、气液固多相介观混合器和多级介观尺度递进型介观池等产品能够产生1um～500um气泡和固、液颗粒混合的介观形态反应物，介观尺度的气泡与颗粒以不同原料物性和不同气液比等耦合在一起，反应物各相态处于1um～500um微颗粒的介观尺度耦合状态，由于表比面积级数增加，极大提高比表面积和反应接触面积，实现无限供氢，使反应物充分反应，减少传质阻力，提高传质速度和传质效率，能够用于气固、气液固、气液等多种物理化学领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的产生介观态的动能转换器结构原理图。
图2(a)-图2(f)为根据本发明实施例提供的介观池调控器壳体结构示意图。
图3(a)和图3(b)为根据本发明实施例提供的粉末烧结微孔型粉碎器两种尺寸形式结构示意图；图3(c)为根据本发明实施例提供的刻蚀片叠加型粉碎器结构示意图；图3(d)为根据本发明实施例提供的气液喷嘴型粉碎器正视图；图3(e)为根据本发明实施例提供的气液喷嘴型粉碎器安装在反应器内的原理图；图3(f)为根据本发明实施例提供的气液喷嘴型粉碎器剖视图。
图4(a)为根据本发明实施例提供的典型构件匹配后的介观池装置管筒状结构示意图；图4(b)为根据本发明实施例提供的典型构件匹配后的介观池装置箱型壳体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1，本实施例提供一种产生介观态的动能转换器，用于气液二相反应物或气液固三相反应物形成介观态，包括：
介观池调控器壳体1、气相分割器2、干扰器3、气液相分割器4、液相通道5、环形通道6、气体粉碎器7以及气体/液相导向板8；其中：
介观态中，气液两相以1um～500um的气泡和液体微颗粒的混合反应物态存在；或气液固三相以1um～500um的气泡和液固颗粒的混合反应物态存在；
介观池调控器壳体1用于容纳并保护动能转换器中除介观池调控器壳体1外的其他功能构件；
气相分割器2为由微加工方式形成的一个或多个细分气相部件，用于对气相进行分割；
干扰器3为根据工况确定长短和安装方式的弹簧构件，用于减少形成介观态后返混；
气液相分割器4为由微加工方式形成的一个或多个微孔件，用于对气液相进行分割，微孔件的孔隙符合正态分布，透气量与工况相适配，均匀无偏流，与液相接触面的润湿角度超过150°；气液相分割器4冯卡门导柱和拉瓦尔引流导管(图中未示出)；
液相通道5具有多种通道形状，用于基于液体的液相物性特点确定液体进入多种通道形状中的其中一种作为液相第一进入方式；进入液相通道5的液体与具有增减速功能的气相分割器2适配形成工况所需的介观态；
环形通道6用于确定液体进入的通道作为液相第二进入方式；
气体粉碎器7用于对气体进行切割粉碎，其安装倾角在一定角度范围内可调；
气体/液相导向板8设置在介观池调控器壳体1或气液相分割器4的载体上，并对介观态进行导向，气体/液相导向板8具有特定的粗糙度和表面要求，使满足工艺要求的介观态以最小阻力节能传递，减小涡流返混影响。
根据气相、液相的流量和/或流速调整气相分割器2和气液相分割器4的孔径、液相通道5和环形通道6的通道角度以及气体粉碎器7的安装倾角；并且根据气液比和液相物性(主要是粘度)确定选择介观池调控器壳体1、气相分割器2、干扰器3、气液相分割器4、液相通道5、环形通道6、气体粉碎器7以及气体/液相导向板8的不同组合。
本实施例中，液相经液相通道5和环形通道6分别进入，气相通过气源入口进入，气相分割器2、气体粉碎器7、干扰器3、气体/液相导向板8和气液相分割器4分别对气体和液体进行气相分割、气相切割粉碎、防止气相介观态返混、介观态导向以及气液相分割，最后气液相并流后再次通过干扰器3产生抑干扰引物。
作为优选的实施方式，如图2(a)-2(f)所示，介观池调控器壳体由长方形(图2(a))、正方形(图2(f))、圆锥形(图2(d))或圆筒形(图2(b)、图2(c)、图2(d)等适合安装空间的抗腐蚀、耐热、高强壳体材料构成。当然，本领域技术人员应当知晓，还可以采取任何其他适当的形状作为壳体形状，均在本发明的保护范围内。
作为优选的实施方式，气相分割器2的微加工方式包括激光、微刻、电化学或烧结；一个或多个细分气相部件包括微通道、粉末烧结的片、管微孔和微喷嘴中的一种或多种；气相分割器2的尺寸精度及材料符合工况要求。
作为优选的实施方式，干扰器3由符合工况的材料制成，弹簧构件的螺距为2～8mm，内径为Φ6～Φ12mm。
作为优选的实施方式，气液相分割器4的微孔件为盘式、片式或圆筒状。当然，本领域技术人员应当知晓，某些工况下也可选择气相粉碎器3替代气液相分割器4，同样能够达到分割的效果。
作为优选的实施方式，液相通道5的通道形状为叶型、椭圆形、圆形或坡口圆形中的一种。
作为优选的实施方式，依据液相流速和粘度确定环形通道6的间距为4～12mm。
作为优选的实施方式，气体粉碎器7的安装倾角在0°～30°～45°～60°范围内可调。
作为优选的实施方式，气体/液相导向板(8)以4°～7°30″的倾角范围设置介观池调控器壳体1或气液相分割器4的载体上。
作为优选的实施方式，气相分割器2、气液相分割器4或气体粉碎器7包括如下几种形式：
1、如图3(a)和图3(b)所示两种尺寸形式的粉末烧结微孔型粉碎器，由耐高温、抗腐蚀的金属或合金粉末烧结成筒状或片状结构，与配气盘机械联结或焊接；
2、如图3(c)所示的刻蚀片叠加型粉碎器，由耐高温、抗腐蚀的金属圆片材(圆片直径Φ20～60mm，厚度0.5～2mm)经激光或电化学刻蚀成辐射型微通道(通道宽度8～15um)，与带有热胀冷缩调节的夹紧机构进行装配联结，形成特定的气相分割器2、气液相分割器4或气体粉碎器7。
3、如图3(d)-图3(f)所示的气液喷嘴型粉碎器，由耐高温、抗腐蚀的金属材料制成喷嘴后将喷嘴与连接体形成，其中图3(d)为气液喷嘴型粉碎器正视图；图3(e)为气液喷嘴型粉碎器安装在反应器内的原理图；图3(f)为气液喷嘴型粉碎器剖视图。
作为优选的实施方式，根据气液比和液相物性(主要是粘度)确定选择介观池调控器壳体1、气相分割器2、干扰器3、气液相分割器4、液相通道5、环形通道6、气体粉碎器7以及气体/液相导向板8的不同组合包括：
对于气液比500:1内以及液相粘度小，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体1、液相通道5、环形通道6、气液相分割器4以及气体/液相导向板8；
对于气液比900:1内以及液相粘度中，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体1、气相分割器2、环形通道6、气液相分割器4以及气体/液相导向板8；
对于气液比在900～2000：1内以及液相粘度大，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体1、液相通道5、环形通道6、气液相分割器4、气相分割器2、干扰器3、气体粉碎器7以及气体/液相导向板8。
应用实施例：
利用本发明设计制造的重质油超低压加氢介观池(或介观调控装置)，反应物各相态处于1um～500um微颗粒的介观尺度耦合状态，由于表比面积级数增加，反应物间接触面积大大加强，实现无限大供氢，反应物间反应时间、速度加快，从而极大地提高反应效率。
典型构件匹配后的介观池装置应用实施例：
其中如图4(a)所示为典型构件匹配后的介观池装置管筒状结构示意图。
适用操作条件：
(1)操作压力3Mp～8Mp；
(2)气液比1000/1500:1；
(3)催化剂：固体类为微纳颗粒，液态不限；
(4)液相流速：依据加工要求；
(5)气相速度：依据加工要求。
图4(b)所示为典型构件匹配后的介观池装置箱型壳体结构示意图。
适用操作条件：
(1)操作压力3Mp～5Mp；
(2)气液比900/1300:1；
(3)催化剂：固体类为微纳颗粒，液态不限
(4)液相流速：依据加工要求；
(5)气相速度：依据加工要求。
本实施例实现了如下技术目的：
(1)多功能构件动能转换器：气相、液相(含固相)以不同比例、不同流速、不同温度、不同黏度等，按照一定的搅动系数和干扰角度，匹配适合原料物性的激能部件，合理布局，在给定的型腔内优配，相互间进行能量交换，形成气液或气液固介观尺度耦合反应物，并以一定方式进入反应器或内置于反应器内。多功能构件动能转换器组合形成气液或气液固的介观态。
(2)含多功能构件动能转换器组成的装置，本实施例称之介观池，可由多种功能结构型式构成，其主要组成：含有多种外形的壳体、机械式介观调控器、烧结微孔发生器、干扰工艺槽和流线、冯卡门导柱、拉瓦尔引流导管等。适应压力等级1MPa～8MPa的多种气液比参数；针对不同液体流速、气体流速，不同反应物粘度等物性指标进行合理设计选择功能构件和布局设计，形成满足工艺参数要求的介观池装置。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，用于气液二相反应物或气液固三相反应物形成介观态，包括：
介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)；其中：
所述介观态中，气液两相以1um～500um的气泡和液体微颗粒的混合反应物态存在；或气液固三相以1um～500um的气泡和液固颗粒的混合反应物态存在；
所述介观池调控器壳体(1)用于容纳并保护所述动能转换器中除所述介观池调控器壳体(1)外的其他功能构件；
所述气相分割器(2)为由微加工方式形成的一个或多个细分气相部件，用于对气相进行分割；
所述干扰器(3)为根据工况确定长短和安装方式的弹簧构件，用于减少形成所述介观态后返混；
所述气液相分割器(4)为由微加工方式形成的一个或多个微孔件，用于对气液相进行分割，所述微孔件的孔隙符合正态分布，透气量与工况相适配，均匀无偏流，与液相接触面的润湿角度超过150°；所述气液相分割器(4)冯卡门导柱和拉瓦尔引流导管；
所述液相通道(5)具有多种通道形状，用于确定液体进入多种通道形状中的其中一种作为液相第一进入方式；进入所述液相通道(5)的液体与具有增减速功能的所述气相分割器(2)适配形成所述介观态；所述液相通道(5)的所述通道形状为叶型、椭圆形、圆形或坡口圆形中的一种；
所述环形通道(6)用于确定液体进入的通道作为液相第二进入方式；
所述气体粉碎器(7)用于对气体进行切割粉碎，其安装倾角在一定角度范围内可调；
所述气体/液相导向板(8)设置在所述介观池调控器壳体(1)或所述气液相分割器(4)的载体上，并对所述介观态进行导向，所述气体/液相导向板(8)具有一定粗糙度和表面要求，使所述介观态以最小阻力节能传递，减小涡流返混影响；
根据气相、液相的流量和/或流速调整所述气相分割器(2)和所述气液相分割器(4)的孔径、所述液相通道(5)和所述环形通道(6)的通道角度以及所述气体粉碎器(7)的安装倾角；并且根据气液比和液相物性确定选择介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)的不同组合。
2.根据权利要求1所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述介观池调控器壳体由长方形、正方形、圆锥形或圆筒形的抗腐蚀、耐热、高强壳体材料构成。
3.根据权利要求2所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述气相分割器(2)的所述微加工方式包括激光、微刻、电化学或烧结；所述一个或多个细分气相部件包括微通道、粉末烧结的片、管微孔和微喷嘴中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述干扰器(3)的所述弹簧构件的螺距为2～8mm，内径为Φ6～Φ12mm。
5.根据权利要求4所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述气液相分割器(4)的所述微孔件为盘式、片式或圆筒状。
6.根据权利要求5所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述环形通道(6)的间距为4～12mm。
7.根据权利要求6所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述气体粉碎器(7)的安装倾角在0°～30°～45°～60°范围内可调。
8.根据权利要求7所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述气体/液相导向板(8)以4°～7°30″的倾角范围设置所述介观池调控器壳体(1)或所述气液相分割器(4)的载体上。
9.根据权利要求8所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述气相分割器(2)、所述气液相分割器(4)或所述气体粉碎器(7)包括粉末烧结微孔型粉碎器、刻蚀片叠加型粉碎器或气液喷嘴型粉碎器；其中：
所述粉末烧结微孔型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属或合金粉末烧结成筒状或片状结构，与配气盘机械联结或焊接；所述刻蚀片叠加型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属圆片材经激光或电化学刻蚀成辐射型微通道，与带有热胀冷缩调节的夹紧机构进行装配联结，形成所述气相分割器(2)、气液相分割器(4)或气体粉碎器(7)；所述气液喷嘴型粉碎器由耐高温、抗腐蚀的金属材料制成喷嘴后将喷嘴与连接体形成。
10.根据权利要求9所述的一种产生介观态的动能转换器，其特征在于，所述根据气液比和液相物性确定选择介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气液相分割器(4)、液相通道(5)、环形通道(6)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)的不同组合包括：
对于气液比500:1内以及液相粘度小，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、液相通道(5)、环形通道(6)、气液相分割器(4)以及气体/液相导向板(8)；
对于气液比900:1内以及液相粘度中，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、气相分割器(2)、环形通道(6)、气液相分割器(4)以及气体/液相导向板(8)；
对于气液比在900～2000：1内以及液相粘度大，确定的组合以及组合的顺序为介观池调控器壳体(1)、液相通道(5)、环形通道(6)、气液相分割器(4)、气相分割器(2)、干扰器(3)、气体粉碎器(7)以及气体/液相导向板(8)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311748468.4A CN117717981A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种产生介观态的动能转换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311748468.4A CN117717981A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种产生介观态的动能转换器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117717981A true CN117717981A (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=90206696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311748468.4A Pending CN117717981A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种产生介观态的动能转换器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117717981A (zh) |
-
2023
- 2023-12-19 CN CN202311748468.4A patent/CN117717981A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220062832A1 (en) | High-gravity device for generating nano/micron bubbles and reaction system | |
| KR101490526B1 (ko) | 위킹 구조물 내에서의 혼합 및 마이크로채널 소자 내 윅내부에서의 강화된 혼합의 용도 | |
| US8017261B2 (en) | Electrochemical cells utilizing Taylor Vortex Flows | |
| JP5427603B2 (ja) | プロセスチャネル内の流れを制御する流れ配送チャネル | |
| CN101733056B (zh) | 一种撞击流微通道反应器及应用 | |
| RU2527983C2 (ru) | Перемешивающее устройство для реактора с нисходящим потоком | |
| EP1412067A2 (en) | Apparatus for mixing and reacting at least two fluids | |
| CN108339504B (zh) | 微结构反应器 | |
| JP2009541053A (ja) | マイクロチャネル装置、および分裂流によって単位操作を実行する方法 | |
| JP5490528B2 (ja) | 混合装置 | |
| CN112403413B (zh) | 一种集成式逆流强化微反应器 | |
| US20090034362A1 (en) | Microdevice and method for joining fluids | |
| CN117717981A (zh) | 一种产生介观态的动能转换器 | |
| CN114887564B (zh) | 一种微通道反应器 | |
| CN211487612U (zh) | 一种无压烧结碳化硅反应器 | |
| WO2012142290A1 (en) | Interaction chamber with flow inlet optimization | |
| CN212348687U (zh) | 微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器 | |
| CN111111600B (zh) | 反应器 | |
| CN111957279A (zh) | 微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器 | |
| CN209901299U (zh) | 一种振荡流螺旋挡板反应器 | |
| US9543605B2 (en) | Hydrogen generating device and power generating equipment | |
| CN111468052A (zh) | 一种连续流反应模块、反应器及填料单元 | |
| Luo et al. | Experimental investigations of liquid-liquid dispersion in a novel helical tube reactor | |
| CN109603693B (zh) | 一种多相反应装置及系统 | |
| CN214076357U (zh) | 一种生成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |