用于生物浸出反应器的微气泡生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，它包括可置于生物浸出反应器内的膜组件、用于输送气体的供气装置和用于泵送液体的注液装置，所述膜组件内具有气体腔和容置于气体腔内的膜管，所述气体腔内的气体可进入膜管内；所述供气装置与所述膜组件相连，以便所述供气装置将气体注入膜组件的气体腔内；所述注液装置与所述膜组件相连，以便注液装置将液体泵入膜组件内的膜管，并和膜管内的气体混合形成微气泡后输出至生物浸出反应器内。本发明专利技术可大量产生微气泡，大大提高了微气泡的氧传质，而且能够依靠循液体剪切，降低气泡尺寸。

Microbubble generator for bioleaching reactor

The invention discloses a microbubble generating device for a bioleaching reactor, which comprises a membrane module which can be placed in a bioleaching reactor, a gas supply device for conveying gas and a liquid injection device for pumping liquid. The membrane module has a gas cavity and a membrane tube which can be placed in the gas cavity. The gas can enter the membrane tube; the gas supply device is connected with the membrane module so that the gas is injected into the gas chamber of the membrane module; the liquid injection device is connected with the membrane module so that the liquid is pumped into the membrane tube of the membrane module by the liquid injection device and mixed with the gas in the membrane tube to form micro bubbles and output to the membrane module. Bioleaching reactor. The invention can produce a large number of microbubbles, greatly improve the oxygen mass transfer of the microbubbles, and can reduce the bubble size by shearing along the liquid.

【技术实现步骤摘要】
用于生物浸出反应器的微气泡生成装置
本专利技术涉及一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置。
技术介绍
目前，生物浸出反应器内的生化反应是一个涉及气、液、固三相的复杂放热反应。要求反应器既适合于反应的快速进行，又要适宜细菌的大量繁殖。其中，溶氧水平和固相悬浮均匀程度上评价反应器的两个重要参数。工业上常用的生物浸出反应器是搅拌槽式反应器和气升式反应器(巴槽)，搅拌槽式反应器气液固混合程度较高，但不能高速通气，快速搅拌产生的剪切对细菌损害很大。气升式反应器气相分散、传热速率高、混合迅速等优点，但是反应器内气液固处于流动状态，细菌不能稳定地发挥作用，气速过高时造成的剪切力对细菌的损伤很大。。微气泡是指直径小于50μm的气泡。相对于传统过程工业中使用的毫米级气泡，微气泡具有如下优点：(1)微气泡在上升过程中基本不聚并，而是不断溶解变小直至收缩消失；(2)由于体积非常小，气-液比表面积增大两个数量级以上；(3)气泡在液相中停留时间大幅延长。因此，微气泡在传质过程中表现出更大的优越性。将微气泡应用于生物浸出反应器，对溶氧和剪切都有很大的改善。公开号为CN102849858A的中国专利提出了一种SPG膜微气泡曝气技术，虽然该方法中可以通过调节空气压力改变跨膜压差来控制空气通量，但是空气通量较大时会产生较大的气泡。为保证产生的气泡是微米级的，空气通量都控制在较低水平。而且该方法中空气、循环液的利用率以及微气泡产量都有限。因此，需要专利技术一种可以大量产生微气泡且高效利用空气和循环液的装置。公开号为CN203269933U的中国专利采用通入带压气体在微纳米陶瓷片表面产生微纳米级气泡。这种方法产生的气泡在微纳米陶瓷片表面生成的过程中，由于气泡尺寸比微纳米陶瓷片表面气孔和气孔间距大很多，在气泡形成且脱离膜面前，相邻气泡便相互聚并，聚并大大提高了形成气泡的尺寸，降低气泡生成效率。需要对装置改进，加入扰动对气泡造成剪切可降低生成气泡的尺寸。公开号为CN202376975U的中国专利中，一种陶瓷膜元件组装的组件产生微小气泡，壳体内装有隔板，将进液口和排液口分布于隔板两侧，这样当气泡在膜管表面产生时，由于膜管外面液体流动的影响，对膜面生成的气泡有一定的剪切作用，大大降低了气泡的尺寸。但这种采用膜管内侧进气，外侧通液体的方式，只适用于气液两相或者含固体浓度很低的情况，如果固体浓度较大，容易在壳体内累积，造成堵塞，降低装置使用寿命。另外液体在膜管外通过隔板产生折流，势必造成很大能耗，还会加速气泡聚并，而且这种方式对气泡剪切的影响效果有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，它可大量产生微气泡，大大提高了微气泡的氧传质，而且能够依靠循液体剪切，降低气泡尺寸。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，它包括：可置于生物浸出反应器内的膜组件，所述膜组件内具有气体腔和容置于气体腔内的膜管，所述气体腔内的气体可进入膜管内；用于输送气体的供气装置，所述供气装置与所述膜组件相连，以便所述供气装置将气体注入膜组件的气体腔内；用于泵送液体的注液装置，所述注液装置与所述膜组件相连，以便注液装置将液体泵入膜组件内的膜管，并和膜管内的气体混合形成微气泡后输出至生物浸出反应器内。进一步为了能够向膜组件内注入气体，所述膜组件上设置有与所述气体腔相连通的进气口，所述供气装置与所述膜组件的进气口相连。进一步为了能够向膜管内注入液体，所述膜组件上设置有进液口和出液口，所述注液装置与所述膜组件的进液口相连，所述膜管的一端与所述进液口相连通，所述膜管的另一端与所述出液口相连通。进一步为了能够向多个膜管内同时注入液体，所述膜组件内设置有进集液腔和出集液腔，所述进液口与所述进集液腔相连通，所述出液口与所述出集液腔相连通，所述膜管的一端与所述进集液腔相连通，所述膜管的另一端与所述出集液腔相连通。进一步，所述膜组件内的膜管设置有3、7、12、19、37、61、76、91、138、241个。进一步，所述膜管上设置有至少一个贯通的液体通道。进一步，所述膜管在围成液体通道的壁面上设置有膜层。进一步提供了一种供气装置的具体结构，所述供气装置包括压缩机和供气管路，所述压缩机的出口与所述供气管路的进口相连通，所述供气管路的出口与所述膜组件相连。进一步，所述供气管路上设置有用于检测供气管路中的气体压力的压力表和/或用于检测供气管路中的气体流量的气体流量计。进一步提供了一种注液装置的具体结构，所述注液装置包括循环泵，所述循环泵的进口通过管道伸入生物浸出反应器内，所述循环泵的出口与所述膜组件相连。采用了上述技术方案后，本专利技术中气体从膜管的外侧进入，从内部的膜层的微孔放出，最后被从膜管内流过的液体带出，形成的气泡微小且直径分布均匀；另外，采用多根膜管组合的方式，采用循环液从膜管内通过，气体从膜管外进入，不仅增加了微气泡的产量，很大程度上提高了空气和循环液的利用率，降低能耗；同时，由于流体从膜管内通过，此装置可以用于含有较高浓度固体的体系，这种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，大大提高了氧传质，而且是依靠循环液剪切降低气泡尺寸。附图说明图1为本专利技术的用于生物浸出反应器的微气泡生成装置的结构示意图；图2为本专利技术的膜组件的结构示意图；图3为本专利技术的膜组件的拆分示意图；图4为本专利技术的膜管的剖视图；图5(a)为采用一个膜管的膜组件的微气泡直径分布图；图5(b)为采用三个膜管的膜组件的微气泡直径分布图；图5(c)为采用七个膜管的膜组件的微气泡直径分布图；图6为采用一个、三个、七个膜管的膜组件的微气泡含气率的图表；图7为不同通气量下，采用一个、三个、七个膜管的膜组件的传质系数图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。如图1～4所示，一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，它包括：可置于生物浸出反应器9内的膜组件7，所述膜组件7内具有气体腔和容置于气体腔内的膜管12，所述气体腔内的气体可进入膜管12内；用于输送气体的供气装置，所述供气装置与所述膜组件7相连，以便所述供气装置将气体注入膜组件7的气体腔内；用于泵送液体的注液装置，所述注液装置与所述膜组件7相连，以便注液装置将液体泵入膜组件内的膜管12，并和膜管12内的气体混合形成微气泡后输出至生物浸出反应器9内。如图1所示，所述膜组件7上设置有与所述气体腔相连通的进气口11，所述供气装置与所述膜组件7的进气口11相连；具体地，所述进气口11设置在膜组件7的周壁上。如图2所示，所述膜组件7上设置有进液口10和出液口13，所述注液装置与所述膜组件7的进液口10相连，所述膜管12的一端与所述进液口10相连通，所述膜管12的另一端与所述出液口13相连通；具体地，所述进液口10设置在膜组件7的一个端面上，所述出液口13设置在膜组件7的另外一个端面上。如图2所示，所述膜组件7内设置有进集液腔和出集液腔，所述进液口10与所述进集液腔相连通，所述出液口13与所述出集液腔相连通，所述膜管12的一端与所述进集液腔相连通，所述膜管12的另一端与所述出集液腔相连通。所述膜组件7内的膜管12均布但不限于有3、7、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，其特征在于，它包括：可置于生物浸出反应器(9)内的膜组件(7)，所述膜组件(7)内具有气体腔和容置于气体腔内的膜管(12)，所述气体腔内的气体可进入膜管(12)内；用于输送气体的供气装置，所述供气装置与所述膜组件(7)相连，以便所述供气装置将气体注入膜组件(7)的气体腔内；用于泵送液体的注液装置，所述注液装置与所述膜组件(7)相连，以便注液装置将液体泵入膜组件内的膜管(12)，并和膜管(12)内的气体混合形成微气泡后输出至生物浸出反应器(9)内。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，其特征在于，它包括：可置于生物浸出反应器(9)内的膜组件(7)，所述膜组件(7)内具有气体腔和容置于气体腔内的膜管(12)，所述气体腔内的气体可进入膜管(12)内；用于输送气体的供气装置，所述供气装置与所述膜组件(7)相连，以便所述供气装置将气体注入膜组件(7)的气体腔内；用于泵送液体的注液装置，所述注液装置与所述膜组件(7)相连，以便注液装置将液体泵入膜组件内的膜管(12)，并和膜管(12)内的气体混合形成微气泡后输出至生物浸出反应器(9)内。2.根据权利要求1所述的用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，其特征在于：所述膜组件(7)上设置有与所述气体腔相连通的进气口(11)，所述供气装置与所述膜组件(7)的进气口(11)相连。3.根据权利要求1所述的用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，其特征在于：所述膜组件(7)上设置有进液口(10)和出液口(13)，所述注液装置与所述膜组件(7)的进液口(10)相连，所述膜管(12)的一端与所述进液口(10)相连通，所述膜管(12)的另一端与所述出液口(13)相连通。4.根据权利要求3所述的用于生物浸出反应器的微气泡生成装置，其特征在于：所述膜组件(7)内设置有进集液腔和出集液腔，所述进液口(10)与所述进集液腔相连通，所述出液口(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟鹏，杨超，陈永生，陈彦廷，李明海，
申请(专利权)人：常州扬鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32