[发明专利]一种微纳尺度多相流发生装置

权利要求书

1.一种微纳尺度多相流发生装置，其特征在于：包括与第一流体(100)相连的压缩机(101)、与第二流体相连的给料泵(201)、以及与压缩机(101)、给料泵(201)的出口相连通的微纳尺度多相流发生器(123)；

所述的微纳尺度多相流发生器(123)包括自下而上依次相连的底部端封头(20)、筒体(21)和顶部端封头(22)；

所述的底部端封头(20)下端开设有与给料泵(201)相连的进料口，底部端封头(20)内设有进料室(30)和流体分布器(10)；

所述的筒体(21)侧壁上开设有与压缩机(101)相连的射流喷嘴(211)，筒体(21)内沿径向自外向内依次设有一次弥散腔(31)、一次多相流微元发生器(11)、二次弥散腔(32)、二次多相流微元发生器(12)、弥散微元整流腔(33)和导流筒(13)，其中一次弥散腔(31)与射流喷嘴(211)相连通，一次弥散腔(31)、二次弥散腔(32)和弥散微元整流腔(33)相连通；

所述的顶部端封头(22)侧壁上开设有与第三流体(300)相连的进料口，顶部开设有与下游反应器(400)相连通的出料口，顶部端封头(22)内设有分隔板(14)和顶端微纳多相流集流室(35)；

所述的导流筒(13)顶部设有与顶端微纳多相流集流室(35)相连通的微纳多相流整流室(34)。

2.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于，所述的一次弥散腔(31)由筒体(21)内壁和一次多相流微元发生器(11)的外壁环绕组成；所述的一次多相流微元发生器(11)沿轴向均匀开设有与二次分流腔(32)相连通的锥形孔(110)。

3.根据权利要求2所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于，所述的锥形孔(110)为棱锥或圆锥形，锥形孔(110)的端口直径分别为d1、d2；沿轴向均匀开设的锥形孔(110)数量为2×d1后圆整所得的数值，其几何特征尺寸d1/D＝0.2～0.5，其中D为微纳多相流整流室(34)的内径。

4.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于，所述的一次弥散腔(31)内填充有粒径为100～800μm的惰性颗粒(311)。

5.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于：所述的二次弥散腔(32)由一次多相流微元发生器(11)的内壁和二次多相流微元发生器(12)的外壁围成；所述的二次多相流微元发生器(12)其上均匀分布有与弥散微元整流腔(33)相连通的直径为0.1～1μm的贯穿孔道，该贯穿孔道的开孔面积占二次多相流微元发生器(12)横截面积的10％～60％。

6.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于：所述的弥散微元整流腔(33)由二次多相流微元发生器(12)的内壁和导流筒(12)的外壁围成，几何特征尺寸为D1/D＝0.5～0.99，其中D1为导流筒(13)的外径。

7.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于：所述的微纳尺度多相流发生器(123)工作温度为20～800℃，工作压力为0～30MPaG，几何特征尺寸为TH/OD＝5～10，其中TH为流体分布器(10)、分隔板(14)、筒体(21)所围成的微纳尺度多相流发生装置核心区的外高，OD为微纳尺度多相流发生器(123)的外径。

8.根据权利要求1所述的微纳尺度多相流发生装置，其特征在于：微纳多相流整流室(34)由二次多相流微元发生器(12)上端内壁、导流筒(13)上端面和分隔板(14)围成，特征尺寸为H/D＝2～3，其中H、D分别为微纳多相流整流室(34)的垂直高度、内径。