[发明专利]一种微纳气泡搅拌釜反应器及其应用

权利要求书

1.一种微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：包括壳体、电机、转轴、气体自吸装置、搅拌桨、刮刀和微纳米气泡发生器；

所述电机通过联轴器与转轴连接；所述转轴穿过壳体并延伸到壳体内；

所述转轴的上部固设气体自吸装置；

所述转轴的中部固设搅拌桨；

所述转轴的下部外套设微纳米气泡发生器；

所述转轴与微纳米气泡发生器旋转配合；

在接近微纳米气泡发生器表面的位置设有刮刀，所述刮刀固定在转轴上。

2.根据权利要求1所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述在接近微纳米气泡发生器表面的位置是指距离微纳米气泡发生器表面的距离小于1mm的位置。

3.根据权利要求1所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述微纳气泡发生器的表面经亲水或者疏水改性为亲水表面或疏水表面。

4.根据权利要求1所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述刮刀的形状为一字型或十字形。

5.根据权利要求1所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述刮刀采用塑料、铜或不锈钢材料。

6.根据权利要求1所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述刮刀与微纳气泡发生器的上表面、下表面和/或侧面正对。

7.根据权利要求6所述的微纳气泡搅拌釜反应器，其特征在于：所述微纳气泡发生器的上表面和侧面被支撑板包覆，仅所述微纳气泡发生器的下表面裸露，该下表面外正对设置刮刀；或所述微纳气泡发生器的侧面被支撑板包覆，所述微纳气泡发生器的上表面和下表面裸露，该上表面和下表面外正对设置刮刀；或所述微纳气泡发生器的所有表面均未被支撑板包覆，所述微纳气泡发生器的上表面、下表面和侧面均裸露，上表面、下表面和侧面外正对设置刮刀；

优选的，所述转轴为实体轴、空心轴或自吸式轴。

8.一种包括如权利要求1-7中任一微纳气泡搅拌釜反应器的多相反应系统装置，其特征在于：系统装置包括原料罐、进料泵、微纳气泡搅拌釜反应器、气液分离罐、第一过滤器、液体缓冲罐、和输出泵；

所述原料罐通过管道与进料泵入口连通；

所述进料泵出口通过管道与微纳气泡搅拌釜反应器的原料入口连通；

所述微纳气泡搅拌釜反应器的产品出口通过管道与气液分离罐入口连通；

所述气液分离罐顶部出口通过管道与第一过滤器入口连通；

所述第一过滤器出口通过排空管道排空；

所述气液分离罐底部出口通过管道与液体缓冲罐连通；

所述液体缓冲罐通过管道与输出泵连接；

所述输出泵的出口分别通过管道连接产品罐和进料泵入口管道；

优选地，所述气液分离罐和第一过滤器之间的管道上设有安全阀；

优选地，所述第一过滤器出口的排空管道上设有背压阀；

优选地，所述微纳气泡搅拌釜反应器的微纳米气泡发生器通过气体管道与气源连接；所述气源管道上还依次设有第二过滤器、减压阀和气体流量计。

9.如权利要求8中所述多相反应系统装置的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在微纳气泡搅拌釜反应器内加入液相原料和催化剂；开动搅拌釜反应器的电机，带动搅拌桨和刮刀高速旋转；

S2、打开起源，气体进入微纳气泡发生器中，在其表面产生大量的微纳米气泡，微纳米气泡离开发生器表面的瞬间即被刮刀刮走，避免微纳气泡聚并；

S3、微纳米气泡在微纳气泡搅拌釜反应器内与液相原料、催化剂颗粒发生催化反应，微纳米气泡强化气液传质从而提升宏观反应速率。

10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于：所述微纳气泡搅拌釜反应器的转速为10-2800转/分钟；更优选为50-1000转/分钟；

优选地，所述微纳气泡搅拌釜反应器内的反应压力为0-25兆帕，更优选为0.1-10兆帕；反应温度为-197℃-600℃，更优选为80-350℃；

优选地，所述微纳气泡发生器产生的气泡大小为10纳米-800微米，更优选为100纳米-400微米。