一种强化CO2溶解的装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种强化CO2溶解的装置及系统，在该系统中，液相作为连续相，气相为分散相，CO2气体由进入反应器内部，经曝气组件的剪切作用对气体进行一次剪切形成气泡，气泡随后在切割组件的剪切力下进行二次剪切形成纳微气泡，同时向装置内添加吸附剂，吸附剂为空心结构，可以使得气泡稳定依附在纳米颗粒表面，从而将纳米气泡稳定在水中，解决了现有技术中盐碱地改善时，二氧化碳气体无非稳定，气泡容易逃逸，导致改善效果较差的问题，另一方面克服了静态微孔介质表面纳微气泡聚并的问题。服了静态微孔介质表面纳微气泡聚并的问题。服了静态微孔介质表面纳微气泡聚并的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种强化CO2溶解的装置及系统


[0001]本专利技术涉及强化气体在液相中的分散技术，更具体的，涉及一种强化CO2溶解的装置及系统。

技术介绍

[0002][0003]盐碱地是各类盐碱性土地的总称，是指土地受到不同盐碱化程度的土壤。由于土壤中含有大量盐碱成分，植物生长受到抑制，甚至无法生长。我国盐碱地面积大，新疆是我国盐碱地面积最大的区域，达到全国盐碱地面积的三分之一，若能及时治理盐碱荒地，可改善当地生态环境，提高土地利用率，促进生态经济的进一步发展。
[0004]CO2是作物进行光合作用主要原料，制成的CO2水溶体系pH值低于6.0，但CO2在水中的分散气泡不稳定，若采用传统的漫灌技术，由于CO2逃逸，达不到改良盐碱地目的。因此，开发一种能够强化CO2气体在水溶液中连续高效溶解/分散的工艺系统并结合新型的膜下滴灌溉技术改良盐碱地，具有重要的实际应用价值。

技术实现思路

[0005]针对CO2在水中的溶解度低、分散气泡不稳定的难点，本申请实施例提供一种强化CO2溶解和分散的工艺系统，部分CO2气体能够在超重力反应器内以纳微气泡的形式分散在水溶液中。纳微气泡是气泡直径处于纳米或微米级的气泡，实验表明，纳微气泡的存在能够显著增大液相气含率，且在水中上升速度慢，存在时间长。
[0006]为了解决上述问题中的至少一个，第一方面，本专利技术提供一种强化CO2溶解的装置，包括：壳体，以及设于所述壳体内腔的曝气组件和切割组件，所述壳体包括CO2气体入口、初始水溶液入口、液体出口以及吸附剂入口；/>[0007]所述曝气组件用于对CO2气体以及初始水溶液进行一次剪切，形成CO2气泡；
[0008]所述切割组件用于二次剪切导入其中的所述CO2气泡，形成CO2水溶液，所述CO2水溶液内包括多个CO2纳微气泡；
[0009]其中，所述吸附剂为空心结构且外表面形成微纳尺度的凹陷，可将所述CO2纳微气泡锁存与所述吸附剂表面，进而所述CO2纳微气泡可稳定存在于所述初始水溶液中；
[0010]所述液体出口处设有pH值检测组件，可用于检测所述CO2水溶液的pH。
[0011]优选地，所述装置还包括：转动组件，所述转动组件中央设置导入件，所述切割组件围绕所述导入件设置并固定在所述转动组件，所述导入件可将所述初始水溶液导入至所述切割组件。
[0012]优选地，所述转动组件包括：转盘，以及垂直于所述转盘固定的转动轴。
[0013]优选地，所述切割组件包括切割填料，所述切割填料固定在所述转动组件上，围绕所述导入件设置。
[0014]优选地，所述导入件包括流体分布器，所述流体分布器与所述曝气组件出口连接，
形成一流体通道，所述流体分布器上设有多个喷嘴，初始水溶液可通过所述流体分布器呈设定角度喷射至所述切割组件。
[0015]优选地，所述转动轴一端连接一电机，所述电机连接一太阳能板。
[0016]优选地，所述切割填料为亲水性的丝网填料。
[0017]优选地，所述吸附剂为亲水性的多孔到纳米碳或二氧化硅纳米颗粒。
[0018]优选地，所述液体出口处设有CO2浓度检测计。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种强化CO2溶解的系统，包括：如上述所述的装置、CO2气体钢瓶以及初始水溶液储罐。
[0020]本专利技术的有益效果
[0021]本专利技术提供的一种强化CO2溶解的装置及系统，在该系统中，液相作为连续相，气相为分散相，CO2气体由进入反应器内部，经曝气组件的剪切作用对气体进行一次剪切形成气泡，气泡随后在切割组件的剪切力下进行二次剪切形成纳微气泡，同时向装置内添加吸附剂，吸附剂为空心结构，可以使得气泡稳定依附在纳米颗粒表面，从而将纳米气泡稳定在水中，解决了现有技术中盐碱地改善时，二氧化碳气体无非稳定，气泡容易逃逸，导致改善效果较差的问题，另一方面克服了静态微孔介质表面纳微气泡聚并的问题。
附图说明
[0022]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。
[0023]图1为本专利技术实施方式中强化CO2溶解的装置结构示意图；
[0024]附图说明：1、壳体；2、切割组件；3、填料；4、进液口；5、CO2气体入口；6、液体出口；7、转动轴；8、电机；9、太阳能板；10、CO2气体钢瓶；11、初始水溶液储罐；12、CO2浓度检测仪；13、PH值检测仪。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]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。
[0027]由于CO2逃逸，达不到改良盐碱地目的。因此，开发一种能够强化CO2气体在水溶液中连续高效溶解/分散的工艺系统并结合新型的膜下滴灌溉技术改良盐碱地，具有重要的
实际应用价值。
[0028]在超重力强化“三传一反”方面的规律研究及超重力在碳捕集方面的应用为本专利技术提供了基础；此外，在超重力强化气体分散方面，有研究发现，超重力场内的气体在液相中的分散效果非常好，可以发生激光散射现象，证明产生了大量纳米级气泡，也为本专利技术奠定了良好的基础。
[0029]基于此，本专利技术提供一种强化CO2溶解的装置，如图1所示，包括：壳体1，以及设于所述壳体内腔的曝气组件和切割组件2，所述壳体包括CO2气体入口5、初始水溶液入口、液体出口6以及吸附剂入口；
[0030]所述曝气组件用于对CO2气体以及初始水溶液进行一次剪切，形成CO2气泡；
[0031]所述切割组件2用于二次剪切导入其中的所述CO2气泡，形成CO2水溶液，所述CO2水溶液内包括多个CO2纳微气泡；
[0032]其中，所述吸附剂为空心结构且外表面形成微纳尺度的凹陷，可将所述CO2纳微气泡锁存与所述吸附剂表面，进而所述CO2纳微气泡可稳定存在于所述初始水溶液中；
[0033]所述液体出口6处设有pH值检测组件，可用于检测所述CO2水溶液的pH。
[0034]在本实施例中，本专利技术提供的强化CO2溶解的装置，得到的CO2水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化CO2溶解的装置，其特征在于，包括：壳体，以及设于所述壳体内腔的曝气组件和切割组件，所述壳体包括CO2气体入口、初始水溶液入口、液体出口以及吸附剂入口；所述曝气组件用于对CO2气体以及初始水溶液进行一次剪切，形成CO2气泡；所述切割组件用于二次剪切导入其中的所述CO2气泡，形成CO2水溶液，所述CO2水溶液内包括多个CO2纳微气泡；其中，所述吸附剂为空心结构且外表面形成微纳尺度的凹陷，可将所述CO2纳微气泡锁存与所述吸附剂表面，进而所述CO2纳微气泡可稳定存在于所述初始水溶液中；所述液体出口处设有pH值检测组件，可用于检测所述CO2水溶液的pH。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：转动组件，所述转动组件中央设置导入件，所述切割组件围绕所述导入件设置并固定在所述转动组件，所述导入件可将所述初始水溶液导入至所述切割组件。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转动组件包括：转盘，以及垂直于所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：初广文，孙宝昌，陈建峰，邹海魁，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：