CN212942849U - 一种微气泡反应发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微气泡反应发生装置，在反应过程中，气体从进气口处输入至气体腔内，并迅速充满整个气体腔中；接着，气体通过通孔从气体腔内流入第一反应通道中，由于第一反应通道内装有分散板，分散板上设有多个分散孔，因此，气体透过分散板，被均匀分散成多股气流，并进入液体腔内，此时，液体通过进液口处输入液体腔内，进入的液体具有一定的流速，将多股气流剪切成多个微小的气泡，实现气液充分混合。混合后的气液混合物从出液口处流经输入口，并进入气液反应组进行化学反应。由于本微气泡反应发生装置在第一反应通道内设置分散板，将气体充分分散成微小气泡，降低气体压降，增大气液接触面积，提高吸附效率，有利于提升气液反应效率。

Description

一种微气泡反应发生装置

技术领域

本实用新型涉及微反应设备技术领域，具体涉及一种微气泡反应发生装置。

背景技术

目前市面上常见的适用于气液反应的微反应器主要有微降膜反应器、微鼓泡反应器、金属套管式微通道反应器和常规的微通道反应器，其中微降膜反应器的液体是以膜状运动与气相进行接触与反应，但是针对不同的进料量，需要设置不同尺寸的微降膜反应器，以保证料液可以均匀的分布到每一根降液管中，且分布均匀，一旦液膜不稳定，将直接影响反应器的生产能力、产品质量及设备使用寿命。

微鼓泡反应器的原理是气体进口宽度小于液体进口宽度，从而达到保证流体均匀分布的效果，但是这种反应器的压降大，气体需要通过压缩机加压进入到反应器内部。

金属套管式微气泡反应器，内、外管由法兰连接，内、外环内径相差很小，形成环形微通道。不同外径的内管和外管，形成不同尺寸的微通道。金属套管式微通道反应器的核心部件是内管一端沿周向分布的微孔板结构，微孔板上面有无数个微孔道结构组成，微孔板把由内管流入的物料分割成小气流，与环形通道中的流体撞击形成错流，从而完成混合反应。其优点为：采用圆柱管周围开微孔，使单次撞击变为多次撞击，处理量大大增加；但是对于金属套管长度尺寸的限制，通常气液的停留时间不能太长，在1分钟以内，而且只能在外管的外面增加夹套换热功能，但是传热效率不高，不适合与剧烈放热的反应。

实用新型内容

针对上述现有技术问题，本实用新型提供了一种微气泡反应发生装置，将气体分散成微小气泡，气体压降小，气液接触面积大，吸附效率高，有利于提升气液反应效率。

本实用新型采用以下的技术方案：

一种微气泡反应发生装置，包括：气泡发生组，所述气泡发生组包括两个第一端板、气泡发生板及分散板，两个所述第一端板分别层叠在所述气泡发生板的相对两侧，所述气泡发生板的相对两侧面分别设有气体腔与第一反应通道，所述气体腔的底部设有通孔，所述气体腔通过所述通孔与所述第一反应通道连通，所述分散板装设在所述第一反应通道内，所述分散板上设有多个分散孔，所述分散板与一个所述第一端板之间留有液体腔，所述气泡发生板上还设有与所述气体腔连通的进气口及与所述液体腔连通的进液口和出液口；气液反应组，所述气液反应组上设有输入口与输出口，所述输入口与所述出液口连通，所述气液反应组用于接收所述气泡发生组输出的气液混合物，并使得气液混合物进行发生反应。

在其中一个实施例中，所述气泡发生板为至少两个，所述气泡发生板均位于两个所述第一端板之间，相邻两个所述气泡发生板之间隔有第一分隔板，在相邻两个所述气泡发生板之间，其中一个所述出液口与另一个所述进液口连通。

在其中一个实施例中，所述第一端板设有第一导热通道及与所述第一导热通道连通的第一导热进口与第一导热出口，且所述第一端板与所述气泡发生板之间隔有第一导热板。

在其中一个实施例中，还包括第一导热管与第二导热管，所述第一导热管与所述第二导热管分别位于所述第一端板的相对两侧，所述第一导热进口与所述第一导热管连通，所述第一导热出口与所述第二导热管连通。

在其中一个实施例中，所述气泡发生板上设有第一检测口，所述第一检测口与所述液体腔连通。

在其中一个实施例中，所述气液反应组包括两个第二端板、反应板及两个第二导热板，所述第二端板、所述第二导热板、所述反应板、所述第二导热板及所述第二端板依次层叠设置，所述第二端板朝向所述第二导热板上设有第二导热通道，所述第二端板上设有与第二导热通道连通的第二导热进口与第二导热出口，所述反应板朝向第二导热板一侧设有第二反应通道，所述输入口与所述输出口均与所述第二反应通道连通。

在其中一个实施例中，所述反应板为至少两个，所述反应板均位于两个所述第二端板之间，相邻两个所述反应板之间隔有第二分隔板，在相邻两个所述反应板之间，其中一个所述输出口与另一个所述输入口连通。

在其中一个实施例中，所述反应板朝向所述第二分隔板一侧面上设有第三导热通道，所述反应板上设有与第三导热通道连通的第三导热进口与第三导热出口。

在其中一个实施例中，所述反应板上设有第二检测口，所述第二检测口与所述第二反应通道。

在其中一个实施例中，所述气液反应组为至少两个，所述气液反应组并列间隔设置，相邻两个所述气液反应组之间，其中一个所述气液反应组的所述输出口与另一个所述气液反应组的输入口连通。

本实用新型具有的有益效果是：

在反应过程中，气体从进气口处输入至气体腔内，并迅速充满整个气体腔中；接着，气体通过通孔从气体腔内流入第一反应通道中，由于第一反应通道内装有分散板，且分散板上设有多个分散孔，因此，气体透过分散板，被均匀分散成多股气流，并进入液体腔内，此时，液体通过进液口处输入液体腔内，进入的液体具有一定的流速，将多股气流剪切成多个微小的气泡，实现气液充分混合。混合后的气液混合物从出液口处流经输入口，并进入气液反应组进行化学反应。由于本微气泡反应发生装置在第一反应通道内设置分散板，使得第一反应通道中的气体分散成多股气流，充分将气体分散成微小气泡，降低气体压降，增大气液接触面积，提高吸附效率，有利于提升气液反应效率。同时，由于本微气泡反应发生装置结构简单精密，拆卸简单，整体质量轻，方便移动，适合实验室研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其它的附图。

图1为微气泡反应发生装置结构示意图；

图2为气泡发生组结构示意图；

图3为气泡发生组结构剖视图；

图4为图3中圈A处结构放大示意图；

图5为气泡发生板一侧面结构示意图；

图6为气泡发生板另一侧面结构示意图；

图7为气液反应组结构示意图；

图8为反应板一侧面结构示意图；

图9为反应板另一侧面结构示意图。

附图标号说明：

100为微气泡反应发生装置，110为气泡发生组，111为第一端板，1111为第一导热进口，1112为第一导热出口，1113为第一导热通道，112为气泡发生板，1121为进液口，1122为出液口，1123为第一反应通道，1124为气体腔，1125为液体腔，1126为进气口，1127为密封槽，1128为第一检测口，1129为通孔，113为第一导热板，114为第一分隔板，115为分散板，1151为分散孔，120为气液反应组，121为第二端板，1211为第二导热通道，1212为第二导热进口，1213为第二导热出口，122为反应板，1221为输入口，1222为输出口，1223 为第二反应通道，1224为第三导热通道，1225为第三导热进口，1226为第三导热出口，1227 为第二检测口，123为第二导热板，124为第二分隔板，130为第一导热管，140为第二导热管，150为底座。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在一个实施例中，请结合图1至图9，一种微气泡反应发生装置100，包括：气泡发生组 110，所述气泡发生组110包括两个第一端板111、气泡发生板112及分散板115，两个所述第一端板111分别层叠在所述气泡发生板112的相对两侧，所述气泡发生板112的相对两侧面分别设有气体腔1124与第一反应通道1123，所述气体腔1124的底部设有通孔1129，所述气体腔1124通过所述通孔1129与所述第一反应通道1123连通，所述分散板115装设在所述第一反应通道1123内，所述分散板115上设有多个分散孔1151，所述分散板115与一个所述第一端板111之间留有液体腔1125，所述气泡发生板112上还设有与所述气体腔1124连通的进气口1126及与所述液体腔1125连通的进液口1121和出液口1122；气液反应组120，所述气液反应组120上设有输入口1221与输出口1222，所述输入口1221与所述出液口1122 连通，所述气液反应组120用于接收所述气泡发生组110输出的气液混合物，并使得气液混合物进行发生反应。

上述的微气泡反应发生装置100，在反应过程中，气体从进气口1126处输入至气体腔1124 内，并迅速充满整个气体腔1124中；接着，气体通过通孔1129从气体腔1124内流入第一反应通道1123中，由于第一反应通道1123内装有分散板115，且分散板115上设有多个分散孔1151，因此，气体透过分散板115，被均匀分散成多股气流，并进入液体腔1125内，此时，液体通过进液口1121处输入液体腔1125内，进入的液体具有一定的流速，将多股气流剪切成多个微小的气泡，实现气液充分混合。混合后的气液混合物从出液口1122处流经输入口 1221，并进入气液反应组120进行化学反应。由于本微气泡反应发生装置100在第一反应通道1123内设置分散板115，使得第一反应通道1123中的气体分散成多股气流，充分将气体分散成微小气泡，降低气体压降，增大气液接触面积，提高吸附效率，有利于提升气液反应效率。同时，由于本微气泡反应发生装置100结构简单精密，拆卸简单，整体质量轻，方便移动，适合实验室研究。

需要说明的是，压降为能量变化，指气体从气体腔1124内流入液体腔1125内所要克服的阻力，比如：流体摩擦力、流体粘性阻力、流体表面张力等。

具体地，气体腔1124与液体腔1125均为蛇形分布，以延长气体或者液体的流动路径，提高气液混合效果。

进一步地，所述气泡发生板112为至少两个，所述气泡发生板112均位于两个所述第一端板111之间，相邻两个所述气泡发生板112之间隔有第一分隔板114，在相邻两个所述气泡发生板112之间，其中一个所述出液口1122与另一个所述进液口1121连通。由此可知，本实施例采用两个以上的气泡发生板112，使得气泡充分变小，提高气液表面接触面积，提高反应率。

具体地，气泡发生板112为两个，两个气泡发生板112并列设置。

在一个实施例中，所述第一端板111设有第一导热通道1113及与所述第一导热通道1113 连通的第一导热进口1111与第一导热出口1112，且所述第一端板111与所述气泡发生板112 之间隔有第一导热板113。由此可知，导热介质从第一导热进口1111进入，在第一导热通道 1113内流动，使得导热介质透过第一导热板113与气泡发生板112充分进行热交换，以便加速气泡的形成。

进一步地，还包括第一导热管130与第二导热管140，所述第一导热管130与所述第二导热管140分别位于所述第一端板111的相对两侧，所述第一导热进口1111与所述第一导热管130连通，所述第一导热出口1112与所述第二导热管140连通。如此，通过第一导热管130与第二导热管140，对气泡发生板112统一供热和统一排热，方便微气泡反应发生装置100的操作和管理。

在一个实施例中，所述气泡发生板112上设有第一检测口1128，所述第一检测口1128 与所述液体腔1125连通，如此，将热电偶插入第一检测口1128中，以便实时检测液体腔1125 内的流体温度。

在一个实施例中，所述气液反应组120包括两个第二端板121、反应板122及两个第二导热板123，所述第二端板121、所述第二导热板123、所述反应板122、所述第二导热板123及所述第二端板121依次层叠设置，所述第二端板121朝向所述第二导热板123上设有第二导热通道1211，所述第二端板121上设有与第二导热通道1211连通的第二导热进口1212与第二导热出口1213，所述反应板122朝向第二导热板123一侧设有第二反应通道1223，所述输入口1221与所述输出口1222均与所述第二反应通道1223连通。由此可知，气液混合物从输入口1221中输入第二反应通道1223中时，导热介质从第二导热进口1212进入，在第二导热通道1211内流动，使得导热介质透过第二导热板123与反应板122充分进行热交换，从而使得气液反应效率进一步提升。

进一步地，所述反应板122为至少两个，所述反应板122均位于两个所述第二端板121 之间，相邻两个所述反应板122之间隔有第二分隔板124，在相邻两个所述反应板122之间，其中一个所述输出口1222与另一个所述输入口1221连通。

具体地，反应板122为两个，两个反应板122并列贴合设置。

在一个实施例中，所述反应板122朝向所述第二分隔板124一侧面上设有第三导热通道1224，所述反应板122上设有与第三导热通道1224连通的第三导热进口1225与第三导热出口1226，如此，在反应板122上开设导热通道，以增加反应过程中的热量供应。

在一个实施例中，所述反应板122上设有第二检测口1227，所述第二检测口1227与所述第二反应通道1223。如此，将热电偶插入第二检测口1227中，以便实时检测第二反应通道1223的反应温度。

在一个实施例中，所述气液反应组120为至少两个，所述气液反应组120并列间隔设置，相邻两个所述气液反应组120之间，其中一个所述气液反应组120的所述输出口1222与另一个所述气液反应组120的输入口1221连通。

具体地，气液反应组120为四个，当然，在其它实施例中，气液反应组120的数量可根据实际需求而具体设定。

在一个实施例中，还包括底座150，气泡发生组110装设在底座150上。

在一个实施例中，气泡发生板112的一侧面上还设有密封槽1127，密封槽1127沿着气泡发生板112的周向延伸设置，如此，将密封橡胶条塞入密封槽1127内，以提高板与板之间的密封性能。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种微气泡反应发生装置，其特征在于，包括：

气泡发生组，所述气泡发生组包括两个第一端板、气泡发生板及分散板，两个所述第一端板分别层叠在所述气泡发生板的相对两侧，所述气泡发生板的相对两侧面分别设有气体腔与第一反应通道，所述气体腔的底部设有通孔，所述气体腔通过所述通孔与所述第一反应通道连通，所述分散板装设在所述第一反应通道内，所述分散板上设有多个分散孔，所述分散板与一个所述第一端板之间留有液体腔，所述气泡发生板上还设有与所述气体腔连通的进气口及与所述液体腔连通的进液口和出液口；

气液反应组，所述气液反应组上设有输入口与输出口，所述输入口与所述出液口连通，所述气液反应组用于接收所述气泡发生组输出的气液混合物，并使得气液混合物进行发生反应。

2.根据权利要求1所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述气泡发生板为至少两个，所述气泡发生板均位于两个所述第一端板之间，相邻两个所述气泡发生板之间隔有第一分隔板，在相邻两个所述气泡发生板之间，其中一个所述出液口与另一个所述进液口连通。

3.根据权利要求1所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述第一端板设有第一导热通道及与所述第一导热通道连通的第一导热进口与第一导热出口，且所述第一端板与所述气泡发生板之间隔有第一导热板。

4.根据权利要求3所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，还包括第一导热管与第二导热管，所述第一导热管与所述第二导热管分别位于所述第一端板的相对两侧，所述第一导热进口与所述第一导热管连通，所述第一导热出口与所述第二导热管连通。

5.根据权利要求1所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述气泡发生板上设有第一检测口，所述第一检测口与所述液体腔连通。

6.根据权利要求1所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述气液反应组包括两个第二端板、反应板及两个第二导热板，所述第二端板、所述第二导热板、所述反应板、所述第二导热板及所述第二端板依次层叠设置，所述第二端板朝向所述第二导热板上设有第二导热通道，所述第二端板上设有与第二导热通道连通的第二导热进口与第二导热出口，所述反应板朝向第二导热板一侧设有第二反应通道，所述输入口与所述输出口均与所述第二反应通道连通。

7.根据权利要求6所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述反应板为至少两个，所述反应板均位于两个所述第二端板之间，相邻两个所述反应板之间隔有第二分隔板，在相邻两个所述反应板之间，其中一个所述输出口与另一个所述输入口连通。

8.根据权利要求7所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述反应板朝向所述第二分隔板一侧面上设有第三导热通道，所述反应板上设有与第三导热通道连通的第三导热进口与第三导热出口。

9.根据权利要求6所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述反应板上设有第二检测口，所述第二检测口与所述第二反应通道。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种微气泡反应发生装置，其特征在于，所述气液反应组为至少两个，所述气液反应组并列间隔设置，相邻两个所述气液反应组之间，其中一个所述气液反应组的所述输出口与另一个所述气液反应组的输入口连通。

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