[发明专利]通过气液高效预混合从而强化反应的超重力装置及应用方法

权利要求书

1.一种通过气液高效预混合从而强化反应的超重力装置，包括电机(1)、主轴(2)、转子(3)、壳体(4)、和液体分布器(14)；所述电机(1)输出端的主轴(2)穿过壳体(4)底部伸入到壳体(4)内，所述转子(3)固定在主轴(2)上部；其特征在于：所述超重力装置还包括次轴(17)、增速器(15)、增速器输出轴(6)和进料腔(7)；所述进料腔(7)设置在壳体(4)的上部，进料腔(7)的下部连接液体分布器(14)；所述主轴(2)通过次轴(17)与增速器(15)固定连接，所述增速器输出轴(6)穿过进料腔(7)底部伸入到进料腔(7)内；进料腔(7)内部的增速器输出轴(6)上设有搅拌翼(11)；所述进料腔(7)上设有气体入口(10)、液体入口(8)和催化剂入口(9)，所述壳体(4)下部设有气液出口(16)；

所述壳体(4)侧面还设有气体入口(13)。

2.根据权利要求1所述超重力装置，其特征在于：所述壳体(4)上部还设有气体出入口(12)。

3.根据权利要求1所述超重力装置，其特征在于：所述增速器(15)的增速比为1：10-1:10000。

4.根据权利要求1所述超重力装置，其特征在于：所述搅拌翼(11)的材质采用钛合金、铬基合金、双相钢或陶瓷。

5.根据权利要求1所述超重力装置，其特征在于：所述转子(3)内装载的固体为散装的球形、三叶草、圆柱、马鞍形催化剂，或整体结构式泡沫金属，或整体结构式堇青石，或整体结构式丝网催化剂。

6.一种如权利要求1-5中任一所述通过气液高效预混合从而强化反应的超重力装置的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、开动超重力装置电机，带动增速器旋转，从而带动进料腔中的搅拌翼超高速旋转；

S2、超高速旋转的搅拌翼把进入进料腔内的气液两相高效混合，使难溶性气体在液相中分散成大量的纳微米气泡，气相在液相中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；

S3、将气液混合物通过液体分布器输送进入转子内，在高速旋转的转子填料内发生非催化反应；或与装载在转子内部的固体催化剂接触，发生气液固三相催化反应；或者从超重力装置催化剂入口补充纳微米催化剂，发生气液拟均相催化反应。

7.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，液相与气相在标准状态下的体积比为1:1-1:1000。

8.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，液相料液的粘度为0-500mPa·s。

9.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，所述纳微米气泡尺寸控制在30nm-300μm。

10.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，有效气液混合比为5-90％。

11.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述转子内催化剂床层的润湿效率在0.4-1.0之间。

12.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述转子的转速为10-2800rpm。

13.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述转子内发生的反应温度为常温-650℃，压力控制在常压-25MPa。

14.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：反应温度和压力的范围分别为常温-500℃，压力为常压-10Mpa。

15.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，液相体积空速控制在0.2-100h^-1。