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超重力反應(yīng)器
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反應(yīng)技術(shù)
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新產(chǎn)品新技術(shù)
- 產(chǎn)品描述
-
超重力強(qiáng)化反應(yīng)技術(shù)與設(shè)備
一、超重力反應(yīng)技術(shù)的基本概念
超重力反應(yīng)技術(shù)是具有高度強(qiáng)化傳質(zhì)、微觀混合、瞬間反應(yīng)等特征，其技術(shù)核心是對(duì)傳質(zhì)過程和微觀混合過程進(jìn)行強(qiáng)化混合反應(yīng)。在超重力反應(yīng)器的作用下，氣～液、液～液兩相、氣～液～固三相等液體瞬間被反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)裝置切割分散、破碎研磨后其液粒被撕裂成微納米級(jí)液體微元，并且形成極大的而且不斷更新的表面積，其次，在高分散、高湍動(dòng)、強(qiáng)混合以及界面急速更新的情況下與氣體以極大的相對(duì)速度逆向接觸，使相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)的反應(yīng)塔器提高1～3個(gè)數(shù)量級(jí)，微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大強(qiáng)化。
超重力反應(yīng)器是一種通過應(yīng)用高倍重力場使物質(zhì)進(jìn)入超重力狀態(tài)，從而在非常短的時(shí)間內(nèi)控制物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的反應(yīng)器。這種獨(dú)特的工作原理可以極大地提高反應(yīng)速率和反應(yīng)占有率，對(duì)于快速合成新型材料、催化反應(yīng)等具有重要應(yīng)用價(jià)值。
二、超重力反應(yīng)器的工作原理
超重力反應(yīng)器的工作原理，是一種利用機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)的超重力原理對(duì)基于相對(duì)論物理和化學(xué)進(jìn)行反應(yīng)，在高速重力湍流的作用下，它的分子和原子之間的相互作用將會(huì)被控制和改變，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)發(fā)生，由于超重力場可以改變物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，從而產(chǎn)生新的物質(zhì)組成，提高反應(yīng)產(chǎn)物的純度。
1、高速重力場的作用，在超重力反應(yīng)器是將物料反應(yīng)組分受到極高的剪切離心力，達(dá)到平時(shí)無法獲得的高倍重力狀態(tài)，通常在1000到100000倍重力之間。在超高重力場下，物質(zhì)分子之間的相互作用會(huì)被大大增強(qiáng)，因此反應(yīng)速率和反應(yīng)占有率將顯著提高。
2、分子構(gòu)象的改變，在高速超重力剪切離心力及湍流的作用下，物質(zhì)分子的構(gòu)象也會(huì)產(chǎn)生改變。分子的鍵長和鍵角度等參數(shù)將被改變，從而影響它們之間的相互作用和反應(yīng)機(jī)理。這種局部分子構(gòu)象的改變有利于加速反應(yīng)的進(jìn)行。
3、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的變化，由于超重力反應(yīng)器中的反應(yīng)組分受到強(qiáng)烈剪切湍流的重力場控制中，其反應(yīng)速率也將發(fā)生變化。一些分子之間的反應(yīng)將直接處于活化狀態(tài)，從而促進(jìn)反應(yīng)速率的提高。此外，相互作用受到控制，反應(yīng)中間體的穩(wěn)定性也將得到增強(qiáng)，從而提高反應(yīng)占有率和總的反應(yīng)產(chǎn)率。
三、超重力反應(yīng)器的應(yīng)用
超重力反應(yīng)器可以用于各種化學(xué)反應(yīng)、材料合成、生物技術(shù)、能源開發(fā)等領(lǐng)域的研究。其中一些應(yīng)用實(shí)例包括：
1、新型材料的合成
超重力反應(yīng)器可用于合成新型納米材料、薄膜材料、陶瓷材料、納米碳酸鈣等，這些材料通常具有優(yōu)異的性能和特點(diǎn)，例如高強(qiáng)度、低導(dǎo)電率、良好的耐腐蝕性能等。
2.、生物技術(shù)及能源開發(fā)的應(yīng)用
超重力反應(yīng)器可用于細(xì)胞壁破裂、DNA分離和提取、蛋白質(zhì)結(jié)晶等生物技術(shù)領(lǐng)域、高溫等離子體，開發(fā)新型核聚變反應(yīng)器等。這些應(yīng)用極大地促進(jìn)了生物技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
四、超重力反應(yīng)器的特點(diǎn)
1、超重力微通道反應(yīng)器：適用于氣～液～固非均相混合均質(zhì)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中的液滴進(jìn)空化微爆增強(qiáng)反應(yīng)效率。
2、超重力強(qiáng)化反應(yīng)器：適用于氣～液～固非均相混合均質(zhì)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中對(duì)物料中的顆?；蛩a(chǎn)生的結(jié)晶體而配置強(qiáng)勁的粉碎功能及輸送能力強(qiáng)化了反應(yīng)效果。
3、超重力混合反應(yīng)器：適用于氣～液～固非均相混合均質(zhì)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中對(duì)物料中的顆?；蛩a(chǎn)生的結(jié)晶體進(jìn)行粉碎研磨，特別適用于大流量氣體與一定比例的液體及固體進(jìn)行剪切混合、湍流振蕩、強(qiáng)化反應(yīng)。
4、超重力高壓反應(yīng)器：適用于氣～液～固非均相混合均質(zhì)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中對(duì)物料中的顆?；蛩a(chǎn)生的結(jié)晶體而配置強(qiáng)勁的粉碎功能及輸送能力強(qiáng)化了反應(yīng)效果。適應(yīng)系統(tǒng)壓力：2.5MPa~20MPa。
五、超重力成套設(shè)備在碳酸化反應(yīng)中的應(yīng)用簡述
首先，將反應(yīng)罐內(nèi)物料A通過循環(huán)泵恒壓計(jì)量供給預(yù)混反應(yīng)裝置，同時(shí)計(jì)量罐內(nèi)物料B也通過流量計(jì)進(jìn)入預(yù)混反應(yīng)裝置的分配器與物料A進(jìn)行初級(jí)混合反應(yīng)，然后被經(jīng)超重力反應(yīng)器吸入反應(yīng)工作腔，由于反應(yīng)器內(nèi)的定子相對(duì)轉(zhuǎn)速達(dá)～3000r/min，將物料及物料B在超重力作用下進(jìn)行高速剪切、粒液撕裂、破碎研磨等過程中，所形成了微納米氣包液、液包氣的顆粒，使物料A,B不斷混合均質(zhì)、強(qiáng)化反應(yīng)，經(jīng)過超重力反應(yīng)出來的A與B再一次通過反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行混合均質(zhì)、反應(yīng)之后，又重新返回反應(yīng)罐底部繼續(xù)反應(yīng)，A可以是液體或固體漿料，B可以是氣、固、液。
超重力反應(yīng)成套設(shè)備是由攪拌反應(yīng)釜、管式反應(yīng)器、超重力反應(yīng)器、冷凝反管式應(yīng)器，流量計(jì)等設(shè)備組合成一種的新型反應(yīng)成套設(shè)備，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在超重力環(huán)境中通過填料的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的巨大剪切力，促使氣～液、氣～液～固、 液～液等非均相或多相的氣～液顆粒撕裂成微納米級(jí)液體微元，使相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)的反應(yīng)塔器提高2～4個(gè)數(shù)量級(jí)，微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大強(qiáng)化。
六、超重力反應(yīng)裝置主要配套設(shè)備
1、攪拌釜反應(yīng)器
反應(yīng)釜內(nèi)攪拌是提高混合效應(yīng)的最常用的反應(yīng)手段，也是出現(xiàn)最早使用最為廣泛的混合器，攪拌機(jī)軸采漿式或錨式，根據(jù)不同物料的粘度進(jìn)行選型，反應(yīng)外邊可配冷卻夾套或內(nèi)部盤管，起到冷卻加熱作用。
2、管式反應(yīng)器
管式反應(yīng)器是由固定在管道中多組結(jié)構(gòu)單元的作用下，提高氣體與液體在管道內(nèi)的湍流及接觸面積，能明顯改善管式反應(yīng)器內(nèi)微觀混合，其微觀混合效率可比相同條件的普通空管反應(yīng)提高1個(gè)數(shù)量級(jí)。而且在相同的能量耗散率條件下，管式反應(yīng)器無論是在層流還是湍流壯態(tài)下都能明顯改善的微觀混合，其微觀混合效率高于連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。
3、冷凝管式反應(yīng)器
冷凝管式反應(yīng)器是由管式反應(yīng)器與冷凝器相結(jié)合的一種新型反應(yīng)熱質(zhì)技術(shù)。這種技術(shù)既能提高管內(nèi)流體湍動(dòng)而產(chǎn)生二次渦流從而達(dá)到微觀混合效率，又能通過另種傳熱介質(zhì)的逆向流動(dòng)從而增強(qiáng)換熱面積，改善了管內(nèi)的混合均質(zhì)吸收的反應(yīng)效應(yīng)。
七、用戶案例
1.氧化鈣與水超重力反應(yīng)，同質(zhì)量氧化鈣生成氫氧化鈣比常規(guī)水泡法多30%。
2.溶解氧，氧氣與水超重力反應(yīng)，常溫條件下水中溶解氧達(dá)25mg/L,一般在20攝氏度條件下飽和溶解氧8—925mg/L。而且可保持25天。
3.非均相，氯丁烷與氰化鈉在超重力反應(yīng)，12小時(shí)可完成反應(yīng)，常規(guī)反應(yīng)則需要40多小時(shí)才完成。
4.鋁酸鈉碳酸化在超重力條件下反應(yīng)，二氧化碳利用率接近100%。
八、超重力強(qiáng)化反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)
1、超重力微通道反應(yīng)器
型號(hào)
液體流量?/h
氣體流量?/h
電機(jī)功率kw
進(jìn)出口尺寸mm
CZL～30WT
1～3
～2
～7.5
液40～氣15～出32
CZL～40WT
2～5
～4
～11
液50～氣15～出40
CZL～50WT
3～10
～7
～18.5
液65～氣20～出50
CZL～65WT
8～15
～10
～22
液80～氣20～出65
CZL～80WT
12～25
～15
～30
液100～氣25～出80
CZL～100WT
20～35
～25
～37
液125～氣32～出100
CZL～125WT
30～50
～40
～55
液150～氣40～出125
CZL～150WT
40～80
～50
～75
液175～氣50～出150
2、超重力強(qiáng)化反應(yīng)器
型號(hào)
液體流量?/h
氣體流量?/h
電機(jī)功率kw
進(jìn)出口尺寸mm
CZL～QH30
2～4
～3
～7.5
液40～氣15～出30
CZL～QH40
3～8
～7
～15
液50～氣20～出50
CZL～QH50
6～12
～10
～22
液65～氣25～出65
CZL～QH65
10～18
～15
～30
液80～氣40～出80
CZL～QH80
15～30
～25
～37
液100～氣40～出100
CZL～QH100
25～45
～40
～45
液125～氣50～出125
CZL～QH125
35～70
～60
～55
液150～氣65～出150
CZL～QH150
50～100
～80
～75
液175～氣65～出175
CZL～QH175
80～150
～120
～90
液200～氣80～出200
CZL～QH200
130～200
～150
～110
液250～氣80～出250
3、超重力混合反應(yīng)器
型號(hào)
液體流量?/h
氣體流量?/h
電機(jī)功率kw
進(jìn)出口尺寸mm
CZL～HH5
≤5
≤50
～11
液40～氣50～出65
CZL～HH10
≤10
≤100
～30
液50～氣65～出80
CZL～HH20
≤20
≤200
～37
液65～氣80～出100
CZL～HH30
≤30
≤300
～55
液80～氣100～出125
CZL～HH50
≤50
≤500
～75
液100～氣125～出175
CZL～HH80
≤80
≤800
～90
液125～氣175～出200
CZL～HH100
≤100
≤1000
～110
液150～氣175～出250
九、超重力反應(yīng)成套設(shè)備工藝流程圖
十、超重力強(qiáng)化反應(yīng)外觀圖片1.超重力反應(yīng)器成臺(tái)設(shè)備小試裝置
2.超重力反應(yīng)器成套設(shè)備中試裝置
3.超重力連續(xù)反應(yīng)撬裝設(shè)備
4.超重力反應(yīng)器成套設(shè)備
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