一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法，当非均相尺寸降低到纳米尺度，其表面张力急剧增加，纳微尺度的分散体表面产生的巨大表面能以及内部的高压环境可以降低反应势垒，从而强化反应。将其应用于晶体制备过程，可降低反应势垒，在未达到饱和溶解度的环境下，在纳微分散体表面生成沉淀，使晶体快速析出，缩短反应晶化时间。缩短反应晶化时间。缩短反应晶化时间。

【技术实现步骤摘要】
一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法


[0001]本专利技术反应系统设计
，更具体的，涉及一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法。

技术介绍

[0002]溶液结晶过程分为晶体成核和晶体生长两个阶段，其中成核是十分关键的一步，其对晶体的晶型、粒度以及结晶过程的稳定性具有重要的影响。因此对晶体产品的设计以及结晶过程的优化控制离不开对成核机理的研究、过程监测与控制。但是晶体成核过程反应速率慢，合成周期长，目前加快晶体成核速率的方法主要有：(1)加入成核剂最主要是使晶体粒度变小，提高了材料力学性能，结晶速率变快，结晶度变高，(2)晶核的生长速度和晶体的生长速度对温度的依赖性不同，晶核生长速度在低温快，因为高温会破坏形成的有序晶核(尤其是在均相成核中)，而高温体系粘度小，链段运动快，向晶核扩散快，容易规整堆积，有利于晶体生长，因此通过强化传质传热的技术手段加快结晶生长速率，但以上方法加快结晶生长速率的效果不明显。而采用纳微分散体可降低晶体的成核势垒，加快晶体反应速率，为此，开发纳微分散体强化晶体反应装置就显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]为了解决现有过程强化技术存在的诸多不足，本专利技术提供一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法，降低反应势垒，在未达到饱和溶解度的环境下，在纳微分散体表面生成沉淀，使晶体快速析出。
[0004]为了解决上述问题中的至少一个，第一方面，本专利技术提供一非均相纳米分散体强化反应装置，包括：
[0005]预反应组件，可导入第一反应物以及第二反应物，产生纳微分散体，所述纳微分散体包括多个纳微尺度气泡；
[0006]反应釜，其第一入口与所述预反应组件的出口连通，第二入口导入晶体反应物，进而在所述纳微分散体表面生成晶体沉淀，析出晶体。
[0007]进一步地，所述第一反应物为气体，所述第二反应物为液体，其粘度高于设定阈值，所述预反应组件包括：
[0008]旋流单元，可通过至少一个第一导入口导入所述第一反应物，通过至少一个第二导入口导入所述第二反应物，所述第一导入口的朝向与所述第二导入口朝向不同，进而可产生粗分散体；
[0009]超重力单元，其入口与所述旋流单元的出口连通，可对所述粗分散体进行剪切，形成纳微分散体。
[0010]进一步地，所述第一导入口的朝向与所述第二导入口朝向相反，和/或，所述第一导入口的朝向所在直线与所述第二导入口的朝向所在直线相互垂直。
[0011]进一步地，所述非均相纳米分散体强化反应装置还包括：
[0012]超声馈入器，可向所述预反应组件和/或所述反应釜内部馈入超声。
[0013]进一步地，所述非均相纳米分散体强化反应装置还包括：
[0014]高剪切泵，用于剪切所述第二反应物，形成第二反应物微元。
[0015]进一步地，所述第一反应物为气体，所述第二反应物为液体，所述预反应组件包括：
[0016]纳微气泡发生器，向所述第一反应物以及所述第二反应物施加压力，形成气液混合物后释放压力，进而形成所述纳微分散体。
[0017]进一步地，所述第一反应物为气体，所述第二反应物为液体，所述预反应组件包括：
[0018]超重力反应器，通过旋转切割所述第一反应物以及所述第二反应物，形成所述纳微分散体。
[0019]进一步地，所述第一反应物为气体，所述第二反应物为液体，所述预反应组件包括：
[0020]超重力反应器，通过旋转切割所述第一反应物以及所述第二反应物，形成所述纳微分散体；
[0021]超声馈入器，可向所述超重力反应器和/或所述反应釜内部馈入超声。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种非均相纳米分散体强化反应方法，包括：
[0023]向预处理组件中导入第一反应物以及第二反应物，产生纳微分散体，所述纳微分散体包括多个纳微尺度气泡；
[0024]将所述微分散体以及晶体反应物导入反应釜，进而在所述纳微分散体表面生成晶体沉淀，析出晶体。
[0025]本专利技术的有益效果
[0026]本专利技术提供一种非均相纳米分散体强化反应装置及方法，当非均相尺寸降低到纳米尺度，其表面张力急剧增加，纳微尺度的分散体表面产生的巨大表面能以及内部的高压环境可以降低反应势垒，从而强化反应。将其应用于晶体制备过程，可降低反应势垒，在未达到饱和溶解度的环境下，在纳微分散体表面生成沉淀，使晶体快速析出，缩短反应晶化时间。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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专利技术的一些实施方式，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。
[0028]图1为本专利技术实施方式中高粘液体的非均相纳米分散体强化反应装置整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施方式中纳微气泡发生器的非均相纳米分散体强化反应装置的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施方式中超重力非均相纳米分散体强化反应装置的一种整体结构示意图；
[0031]图4示出本专利技术实施例中通过“超重力+超声”非均相纳米分散体强化反应装置结构示意图。
[0032]附图说明：1、旋流单元；2、超重力单元；3、超声馈入器；4、高剪切泵；5、反应釜；6、阀门；7、气瓶；8、原料罐；9、丝网填料；10、柱状结构；11、微纳气泡发生器；12排气管道。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]为便于描述，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅设置为描述目的，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，各个实施方式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，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0035]目前，现有过程强化技术大都针对强化反应体系的传质传热速率来加快分子筛生长，不仅带来额外的能耗，而且强化分子筛生长速率的效果不佳，存在诸多不足。
[0036]基于此，本专利技术提供一种非均相纳米分散体强化反应装置，包括：
[0037]预反应组件，可导入第一反应物以及第二反应物，产生纳微分散体，所述纳微分散体包括多个纳微尺度气泡；
[0038]反应釜5，其第一入口与所述预反应组件的出口连通，第二入口导入晶体反应物，进而在所述纳微分散体表面生成晶体沉淀，析出晶体。
[0039]可以理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均相纳米分散体强化反应装置，其特征在于，包括：预反应组件，可导入第一反应物以及第二反应物，产生纳微分散体，所述纳微分散体包括多个纳微尺度气泡；反应釜，其第一入口与所述预反应组件的出口连通，第二入口导入晶体反应物，进而在所述纳微分散体表面生成晶体沉淀，析出晶体。2.根据权利要求1所述的非均相纳米分散体强化反应装置，其特征在于，所述第一反应物为气体，所述第二反应物为液体，其粘度高于设定阈值，所述预反应组件包括：旋流单元，可通过至少一个第一导入口导入所述第一反应物，通过至少一个第二导入口导入所述第二反应物，所述第一导入口的朝向与所述第二导入口朝向不同，进而可产生粗分散体；超重力单元，其入口与所述旋流单元的出口连通，可对所述粗分散体进行剪切，形成纳微分散体。3.根据权利要求2所述的非均相纳米分散体强化反应装置，其特征在于，所述第一导入口的朝向与所述第二导入口朝向相反，和/或，所述第一导入口的朝向所在直线与所述第二导入口的朝向所在直线相互垂直。4.根据权利要求3所述的非均相纳米分散体强化反应装置，其特征在于，所述非均相纳米分散体强化反应装置还包括：超声馈入器，可向所述预反应组件和/或所述反应釜内部馈入超声。5.根据权利要求3所述的非均相纳米分散体强化反应装置，其特征在于，所述非均相纳米分散体强化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝昌，初广文，邹海魁，陈建峰，张亮亮，罗勇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：