[发明专利]文丘里微气泡发生器及其在臭氧催化氧化中的应用

说明书

本发明属于微气泡产生装置，特别是指一种文丘里微气泡发生器及其在臭氧催化氧化中的应用。包括两端开设有入口及出口的主管，主管的入口接气液混合泵输出端，主管的入口通过第一文氏管接气液混合泵输出端，主管的出口通过第二文氏管输出，第一文氏管及第二文氏管自外向内包括依次连接的入口段、收缩段、喉道及扩散段，主管内固定有与物料行进方向同向的螺旋叶片，螺旋叶片上设有开孔，开孔孔径沿径向自内向外依次减小，位于同一圆周上的开孔等角度间隔分布。本发明有效解决了现有技术微气泡产生效果差的技术难题，具有安装便利、微气泡产生及应用效果好等优点。

技术领域

本发明属于微气泡产生装置，特别是指一种文丘里微气泡发生器及其在臭氧催化氧化中的应用。

背景技术

微细气泡有比表面积大、停留时间长、界面ζ电位高、自身增压溶解、产生自由基、强化传质效率等优点。目前微气泡技术已广泛应用于化学工业、水处理、医学、浮选、石油开采及冶金工业等行业。

微气泡产生根据机理包括分散空气法、溶气释气法、超声空化法、电解法、化学法等。超声空化法、电解法、化学法产生气泡精度较高，但产生气泡较少，且产生成本较高。分散空气法、溶气释气法气泡产生量高，但气泡精度及均匀度很难控制。

溶气释气法原理简单但实际操作复杂，气泡产生过程不连续，且气泡直径难以控制在50μm以下。分散空气法主要通过高速旋流、水力剪切等方式把空气剪切破碎以产生微纳米气泡。分散空气法实现形式分为高速旋流、过流断面渐缩突扩、微多孔结构等。高速旋流、过流断面渐缩突扩两种方式面对充气量需求较大情况时难以满足，虽能切割形成微细气泡但气泡均匀化程度不高；微多孔结构对于装置的加工要求相对较高，且容易造成堵塞。

尽管微气泡技术具有诸多优点，但由于传统微气泡发生装置存在结构复杂加工困难、充气量低、气泡大小精度、均匀度不高等缺点，微气泡技术应用效率与效果有待进一步提高。

就申请人了解的范围而言，对于衡量微气泡发生装置技术性能优劣的技术参数主要包括微气泡的直径及数量，其测定方法包括声波共振反射法和光学照相法。声波共振反射法测量微气泡的尺度分布时，误差大、精度低且易受干扰；光学照相法虽能较准确地获得图像对应空间的气泡尺度分布信息，但目前多用于实验室测量分析阶段，而测量方法只是针对一个气泡或一列气泡进行的测量，其模型太过简单，不能解决工程应用中气泡密度相对较大时的测量问题。

申请人所检索的背景技术包括：

申请号为201180033648.3的专利文献中公开了一种微气泡产生装置，通过气体供给装置和液体供给装置，液体流路切向进入气液产生槽内腔，与垂直方向气体混合，气体借助回旋流的剪切力使气体微气泡化。根据水力学原理，水在回旋流产生的离心力作用下呈现管周边分布点，另外，垂直方向进入的气体由于负压作用聚集在中心位置。所以气液两相并不能很好的进行混合，同时气泡大小及分布均匀度等技术参数以及相应的技术效果未见说明。

申请号为201220561697.6的专利文献中公开了一种螺旋型管式静态混合器。采用旋向相同交叉180°分布的螺旋叶片用以混合双组份聚氨酯胶。所述混合单元由10-100节螺旋叶片等间距分布固定，制作加工难度较大，因此难于实现大面积的工业化推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种文丘里微气泡发生器及其在臭氧催化氧化中的应用，针对现有技术存在的技术缺陷，创造性地将文氏管应用于微气泡发生装置并通过对其结构进行优化，使其在满足便于工业化制作的同时，具有较好的微气泡产生效果以及工业化应用前景。

本发明的整体技术构思是：