[发明专利]一种异位泡沫的发生方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种异位泡沫发生技术，具体地说是一种应用于土壤冲洗修复领域的异位泡沫发生方法和发生装置。

背景技术

泡沫冲洗是在表面活性剂冲洗基础之上开发出的能够显著提高非均质性介质中冲洗液流动均匀性(流动波及率)的新型土壤原位修复技术。泡沫冲洗技术的优势主要在于能够有效地控制冲洗液在土壤中的流动，尽量消除土壤的非均质性带来的流动非均匀现象，增加冲洗液与土壤污染物的接触效率。目前有不少研究表明泡沫自身的特性如泡沫的含气量、稳定性以及泡沫尺寸是影响泡沫流动的关键参数。

当前泡沫冲洗所使用的泡沫产生方式主要有两大类，一类是将气体与发泡剂同时通入土壤中，在土壤的孔隙中产生泡沫，这种方式产生的泡沫被称为原位泡沫；另一类是在冲洗前人工生成泡沫，然后将泡沫注入土壤进行冲洗，这种方式产生的泡沫叫作异位泡沫。

其中异位泡沫一般都是采用向发泡剂中曝气的方式或对发泡剂震荡搅拌产生泡沫，这种方式无法对产生的泡沫尺寸进行控制，生成泡沫的含气量、稳定性随机性也较大。

因此采用传统方式制造的异位泡沫进行冲洗不能对生成泡沫的特性进行控制，也不能解决冲洗液在非均质介质中不均匀流动的问题。

针对现有的技术不足，提供一种能应用于土壤污染冲洗的异位泡沫的发生方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以选择性的制造具备一定特性的泡 沫、有效地控制生成泡沫的含气量及尺寸，配合发泡剂类型及浓度的选择的、应用于土壤污染冲洗的异位泡沫的发生方法。

本发明的另一个目的是提供为实现上述方法而专门设计的泡沫发生装置，该装置中还存在相应的气液比监控装置，整套装置设计简单、易操作，且能增加泡沫特性控制效率。

本发明提供的制备异位泡沫的方法，通过流量计分别控制发泡剂的流速0.1～50mL/min和气体的流速1～500mL/min，使气、液按一定比例范围100∶35～100∶0.2(mL/mL)进行混合，混合的气液可以通过调换不同内部孔径的多孔材料切割成粒径范围10μm～3500μm的泡沫.

本发明中，所述多孔材料应选择孔喉比较小的材料，材料应具备均匀的孔隙结构。

本发明还提供了一种制备异位泡沫的装置，该装置由制备异位泡沫的装置和气液比监控装置组成；所述制备异位泡沫的装置由气相管路、液相管路、气液混合室、多孔材料和泡沫接收瓶组成；所述气液比监控装置是红外气体分析仪。

本发明提供的装置中，所述气相管路含有气体压缩瓶、减压阀和流量计；液相管路含有蠕动泵和流量计

所述气液混合室由带椭圆形混合室的T型三通管构成；T型混合器的中部设计为椭圆形混合室，气、液分别从两侧进入，经混合后从中间侧流出，T型三通管的材质为钢或不锈钢。

为避免泡沫发生过程中气相、液相的回流，在每个流量计前各设置单向阀一个。

在气相管路中，减压阀后还含有一个精密减压阀，避免气体供应压力过大。

所述泡沫接收瓶底部出口处设置半渗透膜，只允许气体流出进入红外气体分析仪。

本发明还提供了一种制备异位泡沫的装置在制备异位泡沫的应 用，该应用包括以下步骤：该应用包括以下步骤：气体经单向阀、流量计，液体经蠕动泵、流量计，然后同时进入气液混合室，完全混合的气液流经多孔物质被切割生成泡沫，泡沫生成后进入泡沫接收瓶。本发明还提供了气液比监控装置对气液比进行调控的方法，该方法包括以下步骤：若红外气体检测仪显示有氮气读数，通过1#流量计调小气体流速，直至氮气读数为零，若泡沫接收瓶内持续观察到有液体产生，则通过2#流量计调小液体流速，直至不再有新的液体产生。

上述流量计、减压阀、精密调压阀、单向阀、多孔材料便携式红外气体分析仪均为市售产品。

T型混合器为自加工产品。

与现有的技术相比，本发明的异位泡沫发生方法及泡沫发生装置具有以下突出的优点：

1)通过流量计分别控制气、液的流速，在T型混合器中充分混合，可以制造具有一定含气量的泡沫，有效地控制生成泡沫的含气量及尺寸，配合发泡剂类型及浓度的选择。

2)泡沫气液比监控装置能有效地监控泡沫产生过程中的过剩气体和液体，通过结果反馈至气液比的调节，避免过剩气体和液体的浪费。

3)通过多孔材料对气液混合体的切割作用产生大小均匀且性质稳定的泡沫，可通过更换不同孔隙直径的多孔材料控制生成不同粒径的泡沫。