[发明专利]一种微纳尺度多相流过程强化反应装置

权利要求书

1.一种微纳尺度多相流过程强化反应装置，其特征在于：包括微纳多相流发生装置(30)、多相流过程强化反应器(40)；

所述的微纳多相流发生装置(30)内部设有微纳多相流发生器(31)，底端与液相(200)给料泵(21)相连，侧壁气相入口射流喷嘴(50)与气相(100)升压装置(11)相连，顶部出口与多相流过程强化反应器(40)上端的微纳多相流入口喷嘴(32)相连；

所述的多相流过程强化反应器(40)包括自上而下依次连通的气相产物集流区(42)、多相流强化反应区(43)、微纳多相流弥散区(44)、产物排放区(46)；

所述的气相区(42)通过节流器(41)及管路与气相后处理系统(300)相连，产物排放区(46)通过管路与液相后处理系统400相连；

所述的产物排放区(46)内设有与气相(100)升压装置(11)经节流器(13)、管道相连的弥散介质发生器(45)和基座(47)。

2.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的微纳多相流发生器(31)下端与微纳多相流发生装置(30)的底部液相入口(55)相连接，顶部与微纳多相流发生装置(30)出口(58)相连接，根据微纳多相流发生装置(30)内的流体通量或者水力负荷，由2个以上微纳多相流微元发生器并联构成。

3.根据权利要求2所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的气相(100)经升压装置(11)提压后分为两个支路：一个支路通过节流器(12)经管道与微纳多相流发生装置(30)侧壁上的射流喷嘴(50)相连，并通过射流喷嘴(50)进入微纳多相流发生器(31)的外腔环隙，另外一个支路通过节流器(13)经管道与多相流过程强化反应器(40)底部的基座(47)相连接。

4.根据权利要求2所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的流经节流器(12)的气相(100)支流与经节流器(22)的液相(200)之间的撞击夹角α为15°～45°。

5.根据权利要求2所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的液相(200)经升压装置(21)提压后通过节流器(22)及相应管道连接至微纳多相流发生装置(30)底部并上行进入微纳多相流发生器(31)内腔，微纳多相流发生装置(30)的出口与多相流过程强化反应器(40)顶端的微纳多相流入口喷嘴32相连接，微纳多相流体通过入口喷嘴(32)的后再经导流管(38)进入微纳多相流弥散区(44)，喷嘴(32)、导流管(38)与多相流过程强化反应器(40)同轴。

6.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的微纳多相流弥散区(43)纵向位置位于多相流过程强化反应器(40)轴向高度的H/6～4H/5处，其中H为多相流过程强化反应器(40)的内部总高。

7.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的基座(47)顶部出口相连接的弥散流发生器(45)由2个以上两端封闭的弥散流发生器单体并联组成，气相(100)支流由基座(47)底部入射喷嘴(60)进入介尺度弥散流发生器(45产生的弥散流上行进入微纳多相流弥散区(44)。

8.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的全系统工作温度为0～800℃，工作压力为0～30MPaG。

9.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的液相(200)相对密度为0.5～1.5，动力粘度为0.5～5mm²/s，液相中固体颗粒浓度范围为0～10％(w/w)。

10.根据权利要求1所述的微纳尺度反应过程强化装置，其特征在于：所述的微纳多相流弥散区(44)中微纳尺度多相流中气含率为40～60％(v/v)，多相流微元的当量Sauter直径为100～500μm。