本发明专利技术涉及气液混合反应领域，公开了一种液相混合气泡发生器、气液鼓泡床反应装置及其反应方法，其中，所述液相混合气泡发生器包括文丘里管(1)和出口直管(15)，所述文丘里管(1)包括渐缩段(3)、喉口直段(4)和渐扩段(7)，所述出口直管(15)连接于所述渐扩段(7)，所述喉口直段(4)上设置有贯通管壁的液体进口(17)，所述出口直管(15)上设置有与径向方向成角度地贯通管壁的旋流气孔(9)。通过上述技术方案，可以在一种液体中先后加入另一种液体和气体，实现两个液体和气体的混合，使得液相之间的混合更为均匀，并且气泡以更小的尺寸混合在液体中，提高混合均匀性。提高混合均匀性。提高混合均匀性。
【技术实现步骤摘要】
液相混合气泡发生器、气液鼓泡床反应装置及其反应方法
[0001]本专利技术涉及气液混合反应领域，具体地涉及一种液相混合气泡发生器，还涉及一种气液鼓泡床反应装置及其反应方法。
技术介绍
[0002]气液鼓泡床反应器是一种重要的多相反应器，气液两相并流向上流动，液相是连续相，气相是分散相，气相以气泡的形式分散于液相中，其中，气泡越小，气液相界面积越大，越有利于气液两相的传质，可以提高反应器的性能。
[0003]CN109200839A公开了一种文丘里式微气泡发生装置，包括循环泵、气泡发生装置和管路，通过管路将储水系统依次与循环泵、气泡发生装置连接，形成一个回路；所述气泡发生装置包括前扩散段、整流段、文丘里管、过渡段和后收缩段依次连接，所述文丘里管的喉部通过通气管连接通气系统，所述通气系统向文丘里管中通入气液混合体；所述整流段内设有整流器。该方案充分利用液体经过文丘里管喉部区域时形成的高速度水流剪切与渐扩段时产生的高强度涡流扰动，气泡产生效率高、数量大、无污染、节约能耗、系统运行安全；此外，流量计、阀门、循环泵均为成熟的产品，整个装置结果简单，安装方便，运行及维护费用较低。
[0004]CN109731491A公开了一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置，包括文丘里管，所述文丘里管设置有两个，所述文丘里管套设在固定圆盘上，所述文丘里管上端设置有进水口，所述文丘里管的进水口处于固定圆盘的圆心位置，所述固定圆盘上穿插设置有若干固定杆，所述固定杆上套设有螺丝，每个所述固定杆与两个固定圆盘垂直相连，每个所述固定杆之间相互平行，两个所述固定圆盘相互平行，所述进水口下方连接有收缩管，所述进水口与收缩管为一个整体，所述收缩管末端一侧设置有喉管，所述文丘里管上设置有进气孔，所述文丘里管相对于进水口一端设置有出水口，所述收缩管末端与喉管之间有一个间距很小的间隙，所述收缩管外壁与进气孔之间有一个间隙，两个所述文丘里管之间设置有对撞间隙。该方案采用了双流对撞式的结构设计，两股含微纳米气泡的流体发生对向撞击，产生了比传统单管射流高1.5
‑
3倍的湍流强度，促使微纳米的二次破碎，使微纳米气泡产生的数量更多，粒径变得均匀，本专利技术通过两股泡沫流对撞，使微纳米气泡的扩散方式变为360
°
环形圆盘状形式，有利于微纳米气泡的扩散，由于特殊的对撞式结构设计，水体对其的反作用力很小，因此该装置在水下工作时，无需其它的固定装置，便捷性大大提高，本专利技术与传统的单管文丘里管装置相比，在对产生相同粒径，相同微纳米气泡数量要求下，所需能耗更低。
[0005]然而，当实际生产中，参与反应的液相往往并不是一种，而是需要将两种液相与一种气相混合，并使得气相在液相混合物中生成微气泡。以上两个方案及其他现有技术并没有公开适用于将一种气相混合于两个液相中生成微气泡的装置。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种液相混合气泡发生器，解决现有气泡发生器中液相之间混合不均、气泡尺寸大、气泡尺寸不均匀以及气液鼓泡床反应装置中液体混合不均、传热传质效率低和能耗大等问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种液相混合气泡发生器，其中，所述液相混合气泡发生器包括文丘里管和出口直管，所述文丘里管包括渐缩段、喉口直段和渐扩段，所述出口直管连接于所述渐扩段，所述喉口直段上设置有贯通管壁的液体进口，所述出口直管上设置有与径向方向成角度地贯通管壁的旋流气孔。
[0008]可选择的，所述液体进口为环隙。
[0009]可选择的，所述液体进口的截面沿流动方向渐缩。
[0010]可选择的，所述旋流气孔沿小于所述出口直管的内周半径的同心圆的切向方向贯通管壁。
[0011]可选择的，所述液相混合气泡发生器包括在所述液体进口处包围所述喉口直段的液相室，并且/或者，所述液相混合气泡发生器包括在所述旋流气孔处包括所述出口直管的气相室。
[0012]可选择的，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述喉口直段和所述渐扩段中的片状的液相涡流件。
[0013]可选择的，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述喉口直段中且位于所述旋流气孔上游的片状的混合件。
[0014]可选择的，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述出口直管中且位于所述旋流气孔处的加速件，所述加速件与所述出口直管的内周面之间形成环隙。
[0015]可选择的，所述加速件包括渐缩部，所述渐缩部上设置有片状的气液涡流件。
[0016]可选择的，所述微气泡发生器包括设置在所述出口直管远离所述渐扩段的一端中的网状或格栅状的破泡板。
[0017]可选择的，所述微气泡发生器包括连接于所述渐缩段的进口直管。
[0018]另外，本专利技术还提供了一种气液鼓泡床反应装置，其中，所述气液鼓泡床反应装置包括鼓泡床、循环管路和设置在所述鼓泡床下部的根据以上方案所述的液相混合气泡发生器，所述鼓泡床设置有位于顶部的气相出口、位于侧部的液相出口、连通于所述液体进口的分离液进口、连接于所述旋流气孔的气相进口、位于上部的循环出口、位于底部的循环进口，所述循环管路连接于所述循环进口和所述循环出口，所述循环管路上旁接有原料进口。
[0019]可选择的，所述循环管路上设置有换热单元和动力件。
[0020]可选择的，所述气液鼓泡床中设置有位于所述液相混合气泡发生器上侧的近壁环管。
[0021]另外，本专利技术还提供了一种气液鼓泡床反应装置的反应方法，其中，所述反应方法采用以上方案所述的气液鼓泡床反应装置。
[0022]通过上述技术方案，可以在一种液体中先后加入另一种液体和气体，实现两个液体和气体的混合，使得液相之间的混合更为均匀，并且气泡以更小的尺寸混合在液体中，提高混合均匀性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施方式所述的液相混合气泡发生器的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施方式所述的气液鼓泡床反应装置的结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施方式所述的近壁环管的示意图；
[0026]图4是本专利技术实施方式所述的混合件的示意图；
[0027]图5是本专利技术实施方式所述的加速件和气液涡流件的示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]1‑
文丘里管，2
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进口直管，3
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渐缩段，4
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喉口直段，5
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进液管，6
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液相室，7
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渐扩段，8
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液相涡流件，9
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旋流气孔，10
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混合件，11
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进气管，12
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气相室，13
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加速件，14
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气液涡流件，15
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出口直管，16
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破泡板，17
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液体进口，20
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鼓泡床，21
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液相混合气泡发生器包括文丘里管(1)和出口直管(15)，所述文丘里管(1)包括渐缩段(3)、喉口直段(4)和渐扩段(7)，所述出口直管(15)连接于所述渐扩段(7)，所述喉口直段(4)上设置有贯通管壁的液体进口(17)，所述出口直管(15)上设置有与径向方向成角度地贯通管壁的旋流气孔(9)。2.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液体进口(17)为环隙。3.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液体进口(17)的截面沿流动方向渐缩。4.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述旋流气孔(9)沿小于所述出口直管(15)的内周半径的同心圆的切向方向贯通管壁。5.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液相混合气泡发生器包括在所述液体进口(17)处包围所述喉口直段(4)的液相室(6)，并且/或者，所述液相混合气泡发生器包括在所述旋流气孔(9)处包括所述出口直管(15)的气相室(12)。6.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述喉口直段(4)和所述渐扩段(7)中的片状的液相涡流件(8)。7.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述喉口直段(4)中且位于所述旋流气孔(9)上游的片状的混合件(10)。8.根据权利要求1所述的液相混合气泡发生器，其特征在于，所述液相混合气泡发生器包括设置在所述出口直管(15)中且位于所述旋流气孔(9)处的加速件(13)，所述加速件(13)与所述出口直...
【专利技术属性】
技术研发人员：金渭龙，钟思青，徐俊，李勇征，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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