专利名称：多相流体射流渗溶反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体混合设备，尤其是一种多相流体射流渗溶反应器。
目前，国内外各种混和器和乳化器的结构大都是容器加搅拌装置的形式，用这种设备处理后的流体不能形成新的密度体，物理性质不稳定，易发生分裂，沉淀现象，而且处理时间长，能耗大，效率低。在本发明提出之前，本人曾于1994年6月2日向中国专利局申请了名称为“管式多相流体渗溶反应器”的实用新型专利，专利号为94237489.4授权日为95年7月14日，该专利虽然解决了上述背景技术存在的问题，但它的效果不太理想。
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种技术更为先进，效果更为理想的多相流体射流渗溶反应器，使其能激化各相流体表面的张力，让流体自发收缩，并出现局部扰动、分裂、振荡，引起流体界面波动，产生激烈作用，造成流体内质量、动量、热量和能量的相互传递，以使多相流体相互作用后形成一种新的密度体。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
一种多相流体射流渗溶反应器，包括沿轴向依次串联布置的球形多孔聚焦射流器，导流管、扩容器和渗溶腔，其中，渗溶腔内均布有数根导流板，球形多孔聚焦射流器中有一球面体位于一大圆锥孔的大端，该球面体上开有许多小园锥孔，小园锥孔轴线指向位于大园锥孔锥顶部位的球面体球心，上述大园锥孔小端与导流管的入口相接，其特征是所述球形多孔聚焦射流器球面体表面的小园锥孔分别与多相流体输送管线相连，所述扩容器由园锥形腔体和与该腔体相配的扩容园锥体组成，园锥形腔体的内壁与扩容园锥体外表面之间有间隙，该扩容器的锥顶入口处与导流管出口相连，尾部出口处与渗溶腔相连，上述位于球面体上的小园锥孔的锥顶端是带有内凸型螺旋镗线的园柱孔，在导流管末端的内壁上有一小段内凸型螺旋镗线。
在上述方案中，所述球形多孔聚焦射流器的球面体表面有许多相互分割开的腔室，每个腔室至少包含有一个小园锥孔，并分别与多相流体输送管线相连。各相流体通过流体输送管线分别以1kg/cm2以上的正压进入上述相互分割开的腔室内，多相流体在球面体表面交叉均匀布置，避免从小园锥孔射流时，同相流体过早集聚一起。
在上述方案中，所述球形多孔聚焦射流器中小园锥孔顶端带螺旋镗线的园柱孔孔长为2-6mm，螺旋角为0.5-10°所述导流管末端螺旋镗线沿导流管轴线长度为2.5-6mm，螺旋角为0.5-2°。当多相流体通过球面体上的小园锥孔时，在小园锥孔顶部的内凸螺旋镗线作用下，产生多股射流束聚焦冲击一点(球心)，必然会造成不同相流体相互作用，激化反应，其中也有添加剂的化学作用。导流管的活塞效应造成射流束聚焦点附近腔室负压升高，加上各路流体进入小园锥孔是1kg/cm2以上的正压，射流束出来的速度势必较高，必然会使聚点激化各相流体界面，产生波动，相互作用。多相流体在导流管内滑动加速，流体中各颗粒之间距离被拉开，变成松散流体。由于导流管末端有一小段内凸旋镗线，造成经过此处的流体作旋转运动，使其沿导流管内壁向径向散射。
在上述方案中，所述扩容腔内园锥形腔体内壁与扩容园锥体外表面之间的间隙为5-15mm，扩容园锥体大头直径是导流管内壁直径的2.5-3倍。流体经导流管流出后，被强制性的向扩容器狭缝冲去，因扩容园锥体的突变径，造成流体扩大体积，流体颗粒之间的距离进一步被拉大，流体在狭缝中流动产生空爆，颗粒温度高的向温度低的传递能量，流体颗粒间相互作用，这种作用的能量比普通机械搅拌传递给流体的能量大许多倍。
在上述方案中，所述渗溶腔内的导流板有三根，它们沿扩容园锥体大头端的园周方向均匀分布，一头固定其上，另一头悬空伸向渗溶腔轴线，上述三根导流板长度之比为1∶2/3∶1/3。流体从扩容器出来后受流体本身张力惯性作用，在渗溶腔内无序向轴心方向翻滚冲击导流板，以致导流板悬空振动，扰动流体，导流板起到整理流体作用。
本发明在使用时，可将多个多相流体渗溶反应器串接在一起，即将前一级反应器尾部的渗溶腔与后一级反应器前部的球形多孔聚焦射流器连接在一起，并可在本发明入口处设置1kg/cm2以上的正压，在出口处设置380mm汞柱以上的负压。
本发明利用液体介质本身的能量，将多相密度体变成非原密度体，改变原介质分子外围条件，可以使不同粘度、张力、密度的流体渗溶反应成包含多相密度体粒子的小颗粒，并能保持这种形态在多种条件下不分解，不溶解，不会因剪切、拉伸变形。经武钢钢研所晶像分析，对本发明混合能力测试，以70％20号重柴油与30％乳化剂(水溶性)进行混合反应，静止22小时以上，用KONTROW公司生产的IBAS-2000自动图像分析系统进行测试，水珠颗粒直径在2.5μm以下，其中1μm以下占40％，全部水珠分布100％，每平方毫米上的颗粒个数为16084.2个，油包水状态稳定。后作奥里油渗溶混零号柴油试验，效果完全一样，并且也作了测试，其加工出的油品可以在中低速柴油机上使用，可以通过120目/寸过滤网而不发生破乳，剪切压力可达180kg/cm2。
本发明适用于石油、化工、食品、医药、染料、涂料、油柒、油脂加工、轻纺等行业需要混合、渗溶反应的工序，它可以节省大量的人力、物力和时间。
以下结合附图所示实施例，详细描述本发明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图3是图1中B-B剖视图。
图4是图1中的C-C剖视图。
图5是球面体中小园锥孔示意图。
图6是图5中P向视图。
参照图1，本发明由多孔聚焦射流器1、导流管2、扩容器3和渗溶腔4组成。在多孔聚焦射流器1、导流管2和扩容器及渗溶腔外装有一个管状壳体5，该壳体5是为有特殊要求混合反应的流体如升温、降温、磁感应、超声波振动等预留的空间。在多孔聚焦射流器1中有一个倒锥形大园锥孔6和一个位于该大园锥孔6大端的球面体7，在球面体7上均匀开有许多锥度为30°的小园锥孔8，这些小园锥孔8的方向都聚焦于球面体7的球心，小园锥孔8的锥顶端有一带有内凸型螺旋镗线的园柱孔9，该园柱孔9的长度为2-6mm，螺旋镗线的螺旋角为10°。在球面体7的表面有许多相互分割开的腔室10，每个腔室10包含有2-3个小园锥孔8，并与多相流体输送管线11相连，这些管线11与比例调节分配器相连，该比例调节分配器可控制，变换流经各腔室10流体的相互比例关系，也可控制流经各腔室流体的种类。导流管2的长度为0.5m，它的前端与大园锥孔6的小端相连，末端的内壁上有一小段长度为2.5-6mm的内凸型螺旋镗线12，该螺旋镗线12的螺旋角为2°，螺旋镗线12的高度为导流管内径的三分之一。扩容器3包括园锥形腔体13和扩容园锥体14，在园锥形腔体13的内壁与扩容园锥体14外表面之间有5-15mm的间隙，扩容园锥体14的大头直径是导流管2内壁直径的2.5-3倍，该扩容园锥体14的下端是一园柱体15，在园柱体15表面的园周方向均匀安置有三根导流板16，这三根导流板16朝渗溶腔4轴线渐悬伸出。
本发明在使用时可将多个多相流体渗溶反应器串接在一起，即将前一级反应器尾部的渗溶腔4与后一级反应器前部的球形多孔聚焦射流器1连接在一起。这样可以提高渗溶质量。
本发明分立式和卧式安装方式，它可以处理重油、柴油、汽油和水煤粉。本实施例主要是处理流体、微小颗粒与液体的，它是依燃油而设计的机型，其余机型大同小异，原理不变。
权利要求
1.一种多相流体射流渗溶反应器，包括沿轴向依次串联布置的球形多孔聚焦射流器、导流管、扩容器和渗溶腔，其中，渗溶腔内均布有数根导流板，球形多孔聚焦射流器中有一球面体位于一大园锥孔的大端，该球面体上开有许多小园锥孔，小园锥孔轴线指向位于大园锥孔锥顶部位的球面体球心，上述大园锥孔小端与导流管的入口相接，其特征是所述球形多孔聚焦射流器球面体表面的小园锥孔分别与多相流体输送管线相连，所述扩容器由园锥形腔体和与该腔体相配的扩容园锥体组成，园锥形腔体的内壁与扩容园锥体外表面之间有间隙，该扩容器的锥顶入口处与导流管出口相连，尾部出口处与渗溶腔相连，上述位于球面体上的小园锥孔的锥顶端是带有内凸型螺旋镗线的园柱孔，在导流管末端的内壁上有一小段内凸型螺旋镗线。
2.按照权利要求1所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是所述球形多孔聚焦射流器的球面体表面有许多相互分割开的腔室，每个腔室至少包含有一个小园锥孔，并分别与多相流体输送管线相连。
3.按照权利要求1所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是所述球形多孔聚焦射流器中小园锥孔顶端带螺旋镗线的园柱孔孔长为2-6mm，螺旋角为0.5-10°，所述导流管末端螺旋镗线沿导流管轴线长度为2.5-6mm螺旋角为0.5-2°。
4.按照权利要求1或2所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是所述扩容腔内园锥形腔体内壁与扩容园锥体外表面之间的间隙为5-15mm，扩容园锥体大头直径是导流管内壁直径的2.5-3倍。
5.按照权利要求1或2所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是所述渗溶腔内的导流板有三根，它们沿扩容园锥体大头端的园周方向均匀分布，一头固定其上，另一头悬空伸向渗溶腔轴线，上述三根导流板长度之比为1∶2/3∶1/3。
6.按照权利要求1或2所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是在所述球形多孔聚焦射流器、导流管和扩容器及渗溶腔外装有一个管状壳体。
7.按照权利要求1或2所述多相流体渗溶反应器，其特征是本发明在使用时可将多个多相流体射流渗溶反应器串接在一起，即将前一级反应器尾部的渗溶腔与后一级反应器前部的球形多孔聚焦射流器连接在一起。
8.按照权利要求1或2所述多相流体射流渗溶反应器，其特征是本发明在使用时，在其入口处设置1kg/cm2以上的正压，在其出口处设置380mm汞柱以上的负压。
全文摘要
本发明涉及一种多相流体射流渗溶反应器,它包括球形多孔聚焦射流器,导流管,扩容器和渗溶腔,特征是球形多孔聚焦射流器球面体表面的小圆锥孔分别与多相流体输送管线相连,扩容器由圆锥形腔体和扩容圆锥体组成,它们之间有间隙,位于球面体上的小圆锥孔的锥顶端是带有内凸型螺旋镗线的圆柱孔,在导流管末端的内壁上有一小段内凸型螺旋镗线。本发明适用于两种以上的多相流体渗溶,渗溶效果很理想。
文档编号B01F5/02GK1201712SQ98113470
公开日1998年12月16日 申请日期1998年3月16日 优先权日1998年3月16日
发明者符知民 申请人:符知民