[发明专利]微纳气泡气液反应器

权利要求书

1.一种微纳气泡气液反应器，其特征在于，包括反应器壳体，所述反应器壳体中依次设置有纳米气泡产生区（1）、气液混合腔（2）、微米气泡产生区（3）以及毫米气泡产生区（4）；

所述纳米气泡产生区（1）产生纳米气泡并在气液混合腔（2）内进行传质，所述纳米气泡再依次经过微米气泡产生区（3）、毫米气泡产生区（4）逐级增大气泡直径，使气泡达到能够被旋流分离器分离的尺寸；

所述纳米气泡产生区（1）采用文丘里式气泡发生器产生纳米气泡；

所述纳米气泡产生区（1）包括第一直管进口段（101）、第一收缩段（102）、第一喉部段（103）、第一扩张段（104）、第一直管出口段（105）、第一进气孔（106）以及第一螺纹孔（107）；

所述第一喉部段（103）的一端依次连接有第一收缩段（102）、第一直管进口段（101），所述第一喉部段（103）的另一端依次连接有第一扩张段（104）、第一直管出口段（105）；

所述第一螺纹孔（107）通过第一进气孔（106）与第一喉部段（103）连接，所述第一螺纹孔（107）连接外部气源；

所述微米气泡产生区（3）包括第二流道（301）以及超声变幅杆（302）；

所述超声变幅杆（302）安装在第二流道（301）上；

所述超声变幅杆（302）与超声波发生器连接并将超声波发生器产生的超声波传递到第二流道（301）内的流体中，以纳米气泡为气核，通过超声空化作用将纳米气泡的直径扩张到微米量级；

所述毫米气泡产生区（4）采用文丘里式气泡发生器；

所述毫米气泡产生区（4）包括第二直管进口段（401）、第二收缩段（402）、第二喉部段（403）、第二扩张段（404）、第二直管出口段（405）、第二进气孔（406）以及第二螺纹孔（407）；

所述第二喉部段（403）的一端依次连接有第二收缩段（402）、第二直管进口段（401），所述第二喉部段（403）的另一端依次连接有第二扩张段（404）、第二直管出口段（405）；

所述第二螺纹孔（407）通过第二进气孔（406）与第二喉部段（403）连接，所述第一螺纹孔（107）连接外部气源；

所述第一直管进口段（101）、第一喉部段（103）、第一直管出口段（105）、第一进气孔（106）、第一螺纹孔（107）都为圆柱形管状结构，所述第一收缩段（102）、第一扩张段（104）为圆台形管状结构；

所述第一直管进口段（101）、第一直管出口段（105）的内径为50㎜，所述第一进气孔（106）的直径为1㎜，所述第一螺纹孔（107）的内径为5㎜；

所述第一收缩段（102）的收缩角为15°到27°之间，所述第一扩张段（104）的扩张角为8°到16°之间；

所述第一直管进口段（101）的内径与第一喉部段（103）的内径的比值在2到6之间，所述第一喉部段（103）的长度与第一喉部段（103）的内径的比值在1到3之间；

所述第二直管进口段（401）、第二喉部段（403）、第二直管出口段（405）、第二进气孔（406）以及第二螺纹孔（407）都为圆柱形管状结构，所述第二收缩段（402）、第二扩张段（404）为圆台形管状结构；

所述第二直管进口段（401）、第二直管出口段（405）的内径为50㎜，所述第二喉部段（403）的内径、长度分别为23㎜、50㎜；所述第二进气孔（406）的直径为1㎜；所述第二螺纹孔（407）的内径为5㎜；

所述第二收缩段（402）的收缩角为37°，所述第二扩张段（404）的扩张角为7.5°。

2.根据权利要求1所述的微纳气泡气液反应器，其特征在于，所述气液混合腔（2）的长度为L，所述L≥1m；

其中，所述气液混合腔（2）中设置有第一流道（21）；

所述第一流道（21）采用直管结构、螺旋状盘管结构或蛇形管结构。

3.根据权利要求1所述的微纳气泡气液反应器，其特征在于，所述超声波发生器的功率为20kW，所述超声变幅杆（302）的频率为20kHz。