【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增加液体中气液传质的装置以及制备该装置的方法，具体涉及到一种气液喷射装置以及用于制备该气液喷射装置的制备方法。
技术介绍
1、气相和液相的相互接触是许多生物、化学过程中关键的一步。例如，在废水氧化和水产养殖等过程中，溶解在水中的氧不断地被消耗，因此需要将氧气补充到水体中以维持上述过程的高效运行。氧气与水的接触多，气液传质充分，更利于氧化反应的进行或水产的养殖。增加气相和液相传质效率的设备一直以来是工业界研究的对象。
2、cn109475828b公开了一种纳米气泡生成喷嘴和纳米气泡生成装置，包括导入部、喷出部和位于两者之间的纳米气泡生成构造部，通过加压溶解法的原理来反复进行气泡的加压和释放，从而喷出微细的气泡。
3、cn113307352b公开了一种强化含硫废水氧化的装置及方法，包括一个设置于氧化反应器内底端的气液喷射单元，所述气液喷射单元包括一级或若干级分布管，所述分布管包括液相环形分布管、气相环形分布管和若干个气液混合喷嘴，用于在反应器底部产生微小气泡群，增加气液的传质面积。
4、现有技术一般通过减小气泡的体积而增加气液两相的传质，而且装置的结构复杂，零部件多，只适用于常规的制造安装模式。
5、有鉴于此，如何设计一种新的气液喷射装置，多方面的增加气相和液相的接触，同时装置本身具有易制造，低成本的特点，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于改进现有技术中单纯利用减小气泡体积以提高气
2、在一方面，本专利技术一种气液喷射装置，用于将至少一种气体和至少一种液体喷射至液态环境中，该装置包含本体，本体内设置液体通道、旁通通道、气体进口、气液混合腔和气液混合通道，其中：所述本体包含相对的进口端面和出口端面，液体通道包含开口于进口端面上的液体进口和设置于所述出口端面上的通道出口，并包含依次设置于液体进口下游的渐缩段和喉管段；旁通通道的一端开口于所述渐缩段，另一端与所述气液混合腔相连，所述旁通通道将所述液体通道内流动的液体旁通至所述气液混合腔；所述气液混合腔位于所述液体通道的外围；所述气体进口开口于所述进口端面上，并且位于所述液体进口下方，所述气体进口的下游依次设置所述气液混合腔和气液混合通道，经所述气体进口流入的气体进入所述气液混合腔与所述气液混合腔内的液体混合，形成气液混合流股，所述气液混合流股经所述气液混合通道流出；所述气液混合通道位于所述液体通道的下方。气液混合通道的出口设置为使得在所述出口端面的外侧，经气液混合通道喷射出的所述至少一种气体的气泡在浮升过程中，穿过从通道出口中喷射出的含至少一种液体的流股。
3、进一步地，所述旁通通道与所述渐缩段和所述气液混合腔的相连处都位于液体通道与水平面平行的中轴面之上；所述旁通通道的数量大于等于一，且相对于所述液体通道垂直于水平面的中轴面对称分布；所述旁通通道与所述渐缩段光滑地相连。
4、更进一步地，提供外部液源和与所述外部液源相连的供液管道，所述供液管道装配在所述液体通道的液体进口处；液体的流速在液体进口处不大于5m/s，在所述通道出口处为5m/s-25m/s之间；液体的流量为10-100m3/h，液体进口处液体的压力为0.2-3.0barg。
5、再进一步地，提供外部气源和与所述外部气源相连的供气管道，所述供气管道装配在所述气体进口处；所述供气管道中气体的压力为1.5-15barg，气体的流量为0.2-20kg/h。
6、再进一步地，气体经一直径在0.5-2.5mm之间的孔口流入气液混合腔(05)，且气体在进入气液混合腔时的速度接近或等于音速；所述孔口设置在供气管道与气液混合腔相接触的一端上。
7、其中，进入气液混合腔的液体流量是进入气液喷射装置的液体总流量的2％-20％；喷射液体与气体的比值为每1.0-30m3液体对应于1kg气体；所述液体包含水，所述气体包含氧气。
8、在又一方面，所述气液混合通道的出口设置在所述第一液体通道的喉管段；所述气液混合通道的出口与出口端面的最短距离不大于5-25mm。
9、在再一方面，所述气液混合通道的出口设置在所述本体的出口端面上；所述气液混合通道的出口与通道出口在出口端面上的最短距离为5-25mm。
10、在另一方面，本专利技术还公开了一种用3d打印制备上述气液喷射装置的方法，3d打印的材料包含abs，pla，nylon，asa。
11、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下优点：
12、1.带压力的气体和液体在气液混合腔中混合产生微小气泡，微小气泡喷射入污水处理池、池塘等液体环境后，加大了气液接触面积；
13、2.喷射装置出口处的微小气泡，在浮升过程中必须穿过从通道出口中喷射出的高速液体流股，一方面会被切成更小的气泡，进一步增加气液接触时间；另一方面延长了气泡浮升的路径和时间，即气液接触时间；二者共同作用，提高气液传质效率。
14、3.本专利技术的气液喷射装置可用3d打印高分子材料制成，大大降低了制造和运行成本，同时易于安装，方便维护且适用多种场合。
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1.一种气液喷射装置，用于将至少一种气体和至少一种液体喷射至液态环境中，其特征在于：包含本体(01)，本体(01)内设置液体通道(02)、旁通通道(03)、气体进口(04)、气液混合腔(05)和气液混合通道(06)，其中：
2.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)与所述渐缩段(11)和所述气液混合腔(05)的相连处都位于液体通道(02)与水平面平行的中轴面之上。
3.如权利要求2所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)的数量大于等于一，且相对于所述液体通道(02)垂直于水平面的中轴面对称分布。
4.如权利要求3所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)与所述渐缩段(11)光滑地相连。
5.如权利要求2所述的气液喷射装置，其特征在于：经由所述旁通通道(03)进入所述气液混合腔(05)的液体流量是进入所述气液喷射装置的液体总流量的2％-20％。
6.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：还包括外部液源和与所述外部液源相连的供液管道(14)，所述供液管道(14)装配在所述
7.如权利要求6所述的气液喷射装置，其特征在于：液体的流速在液体进口(09)处不大于5m/s，在所述通道出口(10)处为5m/s-25m/s之间。
8.如权利要求7所述的气液喷射装置，其特征在于：液体的流量为10-100m3/h，液体进口(09)处液体的压力为0.2-3.0Barg。
9.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：还包括外部气源和与所述外部气源相连的供气管道(15)，所述供气管道(15)装配在所述气体进口(04)处。
10.如权利要求9所述的气液喷射装置，其特征在于：所述供气管道(15)中气体的压力为1.5-15Barg，气体的流量为0.2-20kg/h。
11.如权利要求10所述的气液喷射装置，其特征在于：气体经一直径在0.5-2.5mm之间的孔口(16)流入所述气液混合腔(05)，且气体在进入所述气液混合腔(05)时的速度接近或等于音速。
12.如权利要求11所述的气液喷射装置，其特征在于：所述孔口(16)设置在所述供气管道(15)与所述气液混合腔(05)相接触的一端上。
13.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：喷射液体与气体的比值为每1.0-30m3液体对应于1kg气体。
14.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：所述气液混合通道(06)的出口(13a)设置在所述液体通道(02)的喉管段(12)。
15.如权利要求14所述的气液喷射装置，其特征在于：所述气液混合通道(06)的出口(13a)与所述出口端面(08)的最短距离不大于5-25mm。
16.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：所述气液混合通道(06)的出口(13b)设置在所述本体(01)的出口端面(08)上。
17.如权利要求16所述的气液喷射装置，其特征在于：所述气液混合通道(06)的出口(13b)与所述通道出口(10)在所述出口端面(08)上的最短距离为5-25mm。
18.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：所述液体包含水，所述气体包含氧气。
19.一种制备方法，用于制备如权利要求1至18中任一项所述的气液喷射装置，其特征在于：所述气液喷射装置由3D打印完成。
20.如权利要求19所述的制备方法，其特征在于：用于3D打印的材料包含ABS，PLA，NYLON，ASA。
...【技术特征摘要】
1.一种气液喷射装置，用于将至少一种气体和至少一种液体喷射至液态环境中，其特征在于：包含本体(01)，本体(01)内设置液体通道(02)、旁通通道(03)、气体进口(04)、气液混合腔(05)和气液混合通道(06)，其中：
2.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)与所述渐缩段(11)和所述气液混合腔(05)的相连处都位于液体通道(02)与水平面平行的中轴面之上。
3.如权利要求2所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)的数量大于等于一，且相对于所述液体通道(02)垂直于水平面的中轴面对称分布。
4.如权利要求3所述的气液喷射装置，其特征在于：所述旁通通道(03)与所述渐缩段(11)光滑地相连。
5.如权利要求2所述的气液喷射装置，其特征在于：经由所述旁通通道(03)进入所述气液混合腔(05)的液体流量是进入所述气液喷射装置的液体总流量的2％-20％。
6.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：还包括外部液源和与所述外部液源相连的供液管道(14)，所述供液管道(14)装配在所述液体通道(02)的液体进口(09)处。
7.如权利要求6所述的气液喷射装置，其特征在于：液体的流速在液体进口(09)处不大于5m/s，在所述通道出口(10)处为5m/s-25m/s之间。
8.如权利要求7所述的气液喷射装置，其特征在于：液体的流量为10-100m3/h，液体进口(09)处液体的压力为0.2-3.0barg。
9.如权利要求1所述的气液喷射装置，其特征在于：还包括外部气源和与所述外部气源相连的供气管道(15)，所述供气管道(15)装配在所述气体进口(04)处。
10.如权利要求9所述的气液喷射装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·万慨朋，史春琼，
申请(专利权)人：液化空气中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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