【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工设备领域，具体涉及一种耦合式的微气泡制备方法。
技术介绍
1、微孔曝气法能够通过控制多孔膜的膜孔径来控制生成微气泡的尺寸，但是膜孔径越小，膜材料的加工难度越大，同时由于无法控制微孔之间的距离，在微孔曝气法生成微气泡的过程中，往往存在相邻膜孔上的气泡聚并现象。
2、引气-散气法的典型代表是旋流式微气泡发生器，旋流式微气泡发生器借助于液相旋流以剪切破碎气相形成微气泡，这类微气泡发生器的优点是能够通过旋流产生较大的剪切破碎作用，但是该过程生成的微气泡尺寸和尺寸分布范围都较大。
3、为提高微气泡发生器的气泡产生效果，相关研究者对微气泡发生器的结构进行了改进。文件号为cn109550418a的中国专利技术专利公布了《一种旋流型微气泡发生器及气液反应器》，耦合了文丘里管和旋流剪切技术，将进液管设计为切向进液管的结构，此结构能够增强液相的剪切作用力，一定程度上强化了气泡破碎效果，但不能有效减小微气泡尺寸。文件号为cn211328958u的中国技术专利提出了《一种微气泡发生装置》，通过多孔管内液体的高速剪切作用破碎通过孔道的气体，形成微米级气泡，但对大气液比下聚并的大气泡没有进一步的破碎作用，而且结构复杂、能耗较高。
4、综上所述，现有的微气泡发生器存在的问题是：在高气液比环境下生成的气泡的尺寸大且尺寸均一性差。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种耦合式的微气泡制备方法，用于解决现有的微气泡发生器在高气液比环境下生成的气
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、本专利技术公开了一种耦合式的微气泡制备方法，该方法包括以下步骤：
4、设置耦合式微气泡发生器，所述耦合式微气泡发生器包括微孔成泡与旋流剪切的耦合装置，所述微孔成泡与旋流剪切的耦合装置包括微孔导流管，微孔导流管为多孔膜材质制成的管体，其管身密布有微孔通道；所述微孔导流管的进液端端口或者内部设置有起旋装置；
5、气相通过微孔导流管的微孔通道进入微孔导流管内，其中在穿过微孔通道时，气体被分散为初步气泡；
6、旋流在微孔导流管内一边旋流、一边向前运动，沿途剪切从微孔通道流出的初步气泡，使初步气泡加速脱离微孔导流管的内壁表面变成尺寸更小的小气泡，小气泡溶解在旋流内，与旋流一起变成溶解有小气泡的流体。
7、进一步地，所述耦合式微气泡发生器还包括文丘里管，所述文丘里管包括渐扩段，所述微孔导流管的出液端与所述文丘里管的渐扩段的进口对接；在所述小气泡与旋流一起变成溶解有小气泡的流体之后还包括以下步骤：
8、所述溶解有小气泡的流体进入文丘里管内，并在所述文丘里管的渐扩段的过程中，流通面积增加，液体的流速降低，产生较大的湍流，溶解在液体中的小气泡在湍流中减压而破碎，释放出微气泡，微气泡在直管出口段分散开来，从而使小气泡被破碎成微气泡，微气泡与液体混合形成气液混合物。
9、进一步地，所述文丘里管还包括进口对接管和直管出口段，所述渐扩段的两端分别为扩大端和缩小端，所述渐扩段的内径从缩小端到扩大端逐渐增大；所述渐扩段的扩大端与所述直管出口段固定连接形成渐扩段与直管段的变径处；所述直管出口段的外端设置为文丘里管出口法兰，当所述文丘里管出口法兰对接气液混合物的承接设备时，所述文丘里管出口法兰的内圈作为气液混合出口，用于对接气液混合物的承接设备；所述渐扩段的缩小端设置有文丘里管进口法兰，所述文丘里管进口法兰的外侧设置有进口对接管；所述文丘里管进口法兰上的内圈小于两侧的所述渐扩段和所述进口对接管的内径，形成第二喉管腔。
10、进一步地，所述微孔成泡与旋流剪切的耦合装置还包括套管，所述套管的管身上设置有进气口；所述套管套设在所述微孔导流管的外侧，所述微孔导流管的外壁与所述套管的内壁之间形成环形空腔；在气体通过微孔导流管的微孔通道进入微孔导流管内之前还包括以下步骤：气相先从进气口进入微孔成泡与旋流剪切的耦合装置的环形空腔，再通过微孔导流管的微孔通道进入微孔导流管内。
11、进一步地，所述起旋装置包括起旋管，所述起旋管内设置有起旋器，所述起旋管的出液端与所述微孔导流管的进液端对接；所述起旋管的外端作为进液口，用于对接进液设备；在气体通过微孔导流管的微孔通道进入微孔导流管内的同时还包括以下步骤：液体从进液口进入起旋管内，经过起旋器时形成旋流，旋流进入微孔导流管的进液端。
12、进一步地，所述起旋管包括直管进口段、渐缩段和出口对接管，所述渐缩段的两端分别为扩大端和缩小端，所述渐缩段的直径从扩大端到缩小端逐渐降低；所述直管进口段和所述渐缩段的扩大端固定连接形成直管段与渐缩段的变径处；所述起旋器设置在所述起旋管内的直管段与渐缩段的变径处；所述直管进口段的外端设置为起旋管进口法兰，当所述起旋管进口法兰对接进液设备时，所述起旋管进口法兰的内圈成为进液口；所述渐缩段的缩小端设置有起旋管出口法兰，所述起旋管出口法兰的外侧设置有出口对接管；所述起旋管出口法兰上的内圈小于两侧的所述渐缩段和所述出口对接管的内径，形成第一喉管腔。
13、进一步地，所述起旋器包括第一电机、输出轴和若干个起旋叶片，所述第一电机配置有输出轴；若干个起旋叶片固定在所述输出轴上形成一圈，且每个起旋叶片的外边沿贴近所述起旋管的内壁。
14、进一步地，所述耦合式微气泡发生器还包括微孔导流管的固定管，所述微孔导流管的固定管的两端分别配置有固定管进口法兰和固定管出口法兰，所述微孔导流管的固定管通过固定管出口法兰与所述微孔导流管的进液端端口对接，所述固定管进口法兰的内圈作为进液口；所述起旋装置为螺旋叶片装置，所述螺旋叶片装置设置于所述微孔导流管的内部；在气体通过微孔导流管的微孔通道进入微孔导流管内的同时还包括以下步骤：
15、液体从进液口先通过所述微孔导流管的固定管，再进入到微孔导流管的进液端。
16、进一步地，在所述液体进入到微孔导流管的进液端之后还包括以下步骤：
17、液体经过螺旋叶片装置时形成旋流，旋流在微孔导流管内一边旋流、一边向前运动，沿途剪切从微孔通道流出的初步气泡，使初步气泡加速脱离微孔导流管的内壁表面变成尺寸更小的小气泡，小气泡溶解在旋流内，与旋流一起变成溶解有小气泡的流体。
18、进一步地，所述微孔导流管的固定管的固定管出口法兰的外侧设置有微孔导流管对接管，所述微孔导流管对接管的内部通过固定管出口法兰的内圈与所述固定管的内部相连通；
19、所述螺旋叶片装置包括第二电机、旋转轴和若干个螺旋叶片，所述旋转轴与所述第二电机的输出轴对接；所述旋转轴上固定有若干个螺旋叶片，且每个螺旋叶片的外边沿贴近所述微孔导流管的内壁；
20、所述套管的两端分别配置有套管进口法兰和套管出口法兰；
21、当所述固定管与所述微孔成泡与旋流剪切的耦合装置通过固定管出口法兰与套管进口法兰进行法兰连接时，所述固定管的微孔导流管对接管插入到所述套本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，所述微孔导流管的固定管(5)的固定管出口法兰(502)的外侧设置有微孔导流管对接管(51)，所述微孔导流管对接管(51)的内部通过固定管出口法兰(502)的内圈与所述固定管(5)的内部相连通；
【技术特征摘要】
1.一种耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的耦合式的微气泡制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所...
【专利技术属性】
技术研发人员：石孝刚，翟霖晓，崔怡洲，李成祥，蓝兴英，高金森，徐春明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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