一种合成纳米流体的超声微化工系统以及煤基固废制备功能纳米流体的方法
技术特征:
1.一种合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,包括至少一个温控超声微反应器(7)、超声浸出反应釜(3)、反应物预热单元(6)、过滤器(4)和反应物储液罐(1);
2.根据权利要求1所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,反应物储液罐(1)与反应物预热单元(6)之间设置有第一流体输送装置(2),过滤器(4)与反应物预热单元(6)之间设置有第二流体输送装置(5)。
3.根据权利要求1所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,所述反应物预热单元(6)为置于恒温水浴中的盘管;温控超声微反应器(7)的产物收集端设有背压阀;
4.根据权利要求3所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,超声换能器(7-3)为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器或倒喇叭型换能器,超声换能器(7-3)频率为10~200khz,最高声强的反节点平面位于温控微反应器处。
5.根据权利要求3所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,所述温控微反应器内包括反应微通道(7-1)及换热介质通道(7-2),反应微通道(7-1)及换热介质通道(7-2)的横截面为圆形、矩形、梯形、菱形、椭圆形、三角形或不规则形状;反应微通道(7-1)及换热介质通道(7-2)水力学直径为100μm~10mm;反应微通道(7-1)及换热介质通道(7-2)长度为0.1~2m;
6.根据权利要求3所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,所述温控微反应器包括位于入口端的t形、y形、交叉、u形或并流连接的反应物混合段通道;
7.根据权利要求3所述的合成纳米流体的超声微化工系统,其特征在于,所述超声浸出反应釜(3)为包括顶置叶轮、超声探头与温控反应罐组成;反应釜内顶部设置顶置叶轮,反应釜内设置超声探头;所述叶轮配备不锈钢叶片,工作速度为50-800rpm;所述超声探头工作频率为10-200khz。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的超声微化工系统的煤基固废制备功能纳米流体的方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的煤基固废制备功能纳米流体的方法,其特征在于,所述煤基固废包括粉煤灰、煤矸石与煤气化灰渣;
10.根据权利要求8所述的煤基固废制备功能纳米流体的方法,其特征在于,所述碱液为氢氧化钠溶液与氢氧化钾溶液中的一种或两种,碱液质量分数为1%~30%,液固比为5-50ml/g,设定温度为20~100℃,反应时间为0.1~48h;
技术总结
本发明公开了一种合成纳米流体的超声微化工系统以及煤基固废制备功能纳米流体的方法,系统包括至少一个温控超声微反应器和超声浸出反应釜;超声浸出反应釜与过滤器相连,过滤器与反应物预热单元相连,反应物预热单元与温控超声微反应器相连,反应物储液罐与反应物预热单元相连,温控超声微反应器相连。本发明中的微化工技术无放大效应,可以通过并行增加微反应器数量以及选择性设备尺寸放大实现产能的扩大,在强化传热传质、保证反应条件一致性的同时实现研发到生产的高效对接,大大减小工业化成本。本发明使用超声微反应器制备功能纳米流体,超声波在液体工质中产生的空化气泡可以实现多相混合传质强化、疏通固体颗粒堵塞、促进纳米颗粒在纳米流体中均匀分散。
技术研发人员:丁子涵,侯竣升,赵雄,郝南京
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/21
技术研发人员:丁子涵,侯竣升,赵雄,郝南京
技术所有人:西安交通大学
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