一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置及方法。所述裝置包括至少一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管和嵌套于外管內(nèi)部的內(nèi)管，其中內(nèi)管外徑小于外管內(nèi)徑，內(nèi)管和外管之間形成內(nèi)外管環(huán)隙；所述內(nèi)管上端口安裝位置低于外管上端口；所述外管與油室連通；所述內(nèi)管向下延伸穿透油室，其下端口位于油室外。氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿內(nèi)外管壁間環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡，可將油相吹成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。本發(fā)明采用內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，以氣泡分散小體積油相，可在水溶液中直接產(chǎn)生表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相，小體積油相在大體積水相中的分散狀態(tài)容易人為控制。
【專利說明】 一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油水分散【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化工領(lǐng)域常常涉及互不相溶的兩液相間的反應(yīng)和傳質(zhì)過程?；ゲ幌嗳艿膬梢合嘁獙崿F(xiàn)均勻混合，需使某一相均勻地分散到另一相中，由此提供較大的兩相接觸面積。但是，當(dāng)兩相中的某一相相對另一相體積較小時，較難實現(xiàn)均勻分散。將小體積的油相分散到大體積的水相中，一般采用的是機械攪拌分散方式(費維揚.液液萃取過程和設(shè)備.北京:原子能出版社，1993年)，但該方法適用的相比范圍并不大(一般水:油的相比小于30)。對易乳化體系而言，該方法更不適用。
[0003]CN86107681A公開了一種油水兩相經(jīng)旋流混合器后分散小體積油相的方法及設(shè)備，但所述旋流混合器為靜態(tài)混合器，小體積油相在大體積水相中的分散不均勻，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護成本高，不利于推廣。CN1256168A公開了一種液體噴吹混合器，將互不相溶的兩種液體中的一種液體噴吹分散為小尺寸顆粒分散相，與另一種不互溶的液體(其作為連續(xù)相)混合制備乳狀液，以此達到加大兩相接觸面積的目的。但該方法需要外加表面活性劑以穩(wěn)定分散的小顆粒液體，極易造成乳化，兩相分相困難。CN102512848A公開了一種大相比液液兩相連續(xù)萃取裝置。該裝置首先采用液膜分布器將小體積有機油相擠壓形成一層薄層有機油膜，然后利用液膜分散器連續(xù)鼓入氣泡，靠氣泡將此薄層有機油相分散到大體積的水相中。該裝置實現(xiàn)上述功能的前提是小體積有機油相需預(yù)先擠壓成薄層有機液膜，但由于進油口設(shè)置在油室的一端，油室內(nèi)油壓分布不均勻，很難得到厚度均一的薄層有機液膜，實際操作過程無法有效控制有機油相的分散狀態(tài)。氣助分散油相過程往往得到的是微小油滴和/或氣泡表面油膜(稱之為油泡)的混合分散狀態(tài)，甚至還混有大量未吸附有機油相的氣泡。
[0004]CN1524602A公開了一種鼓泡篩板塔萃取方法及其設(shè)備,先制備一種氣泡和有機油相的混合物，其中氣泡是分散相，油相是連續(xù)相。然后再經(jīng)排管式液體分布器將此混合有大量氣泡的油相鼓入萃取塔。但該方法和裝置無法實現(xiàn)小體積有機油相以形成“油包氣”氣泡液膜的方式進入塔體，水油兩相逆流操作時，極易造成乳化，難以澄清分相。李振等(油泡浮選技術(shù)探討.中國礦業(yè)，2013，22 (10):117-130)將煤油加熱變成煤油蒸氣，然后將煤油熱蒸氣吹泡鼓入水溶液，煤油熱蒸汽在水溶液中冷凝后吸附在氣泡表面，在水溶液中形成油包氣的油泡。但是，該方法得以實現(xiàn)取決于煤油熱蒸汽在水溶液中的冷凝速率，生成的油膜包氣泡分散相表面油膜厚度無法控制，無法得到穩(wěn)定的油膜包氣泡分散相。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)將小體積油相均勻分散到大體積水相中存在的問題，提供一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置及方法。[0006]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，所述裝置包括至少一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)；
[0008]所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管和嵌套于外管內(nèi)部的內(nèi)管，其中內(nèi)管的外徑小于外管的內(nèi)徑，內(nèi)管和外管之間形成內(nèi)外管環(huán)隙；
[0009]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 ；
[0010]所述外管底端設(shè)有油室，油室上端開孔，孔與外管外壁緊密貼合，外管開口于油室內(nèi)，油室內(nèi)部與內(nèi)外管環(huán)隙連通；
[0011]所述油室下端開孔，內(nèi)管向下延伸穿過油室的下端開孔并延伸至油室外，形成向下延伸段；油室下端開孔與內(nèi)管向下延伸段的外壁緊密貼合。
[0012]內(nèi)管底端向下延伸并穿出油室，有利于油相只流入內(nèi)外管環(huán)隙而不流入內(nèi)管，氣相只流入內(nèi)管而不流入內(nèi)外管環(huán)隙。
[0013]在實際操作中，氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過，當(dāng)油相沿內(nèi)外管壁間環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡，可將油相吹成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0014]本發(fā)明采用內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，以氣泡分散小體積油相，可以在水溶液中直接產(chǎn)生表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相，小體積油相在大體積水相中的分散狀態(tài)容易人為控制，分散更加均勻。
[0015]本發(fā)明所述的裝置包括至少一個如上所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況，選擇2個或更多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)組成該裝置，使小體積油相在大體積水相中的分散均勻，避免聚集凝并；形成的油膜包氣泡分散相尺寸均一。
[0016]本發(fā)明所述油室為一空心腔室，油室側(cè)壁另開一接口與油相入口連通。優(yōu)選地，所述油室為圓柱筒形空心腔室，沿油室圓筒側(cè)壁切線方向開一接口與油相入口連通。
[0017]所述油室起到暫時儲存油相并緩沖調(diào)節(jié)的作用，沿油室圓筒側(cè)壁切線方向?qū)胗拖嗄軌蛴行Э刂朴褪覂?nèi)形成穩(wěn)定的油壓，進而有效控制形成的氣泡表面油膜厚度均一。
[0018]所述內(nèi)管底端連接有氣相入口。優(yōu)選地，所述氣相入口與內(nèi)管底端之間設(shè)有氣室；氣室上端開孔，孔與內(nèi)管外壁緊密貼合，氣室內(nèi)部與內(nèi)管連通。所述氣室能夠控制穩(wěn)定的氣壓，從而有效控制氣泡的直徑均一。
[0019]所述內(nèi)管的外徑為0.1?5mm,例如可選擇0.11?4.96mm,0.16?4.5mm,0.2?
4.07mm, 0.3 ?4mm, 0.4 ?3.2mm, 0.85 ?2.7mm, 1.3 ?2.4mm, 1.75 ?2.2mm, 2mm 等，優(yōu)選為 0.2 ?1mm。
[0020]所述外管的內(nèi)徑為0.14?11mm，例如可選擇0.15?10.8mm, 0.2?IOmm, 0.9?
8.6臟，2?7臟，3.4?6.1臟，4?5.5臟，4.8mm等，進一步優(yōu)選為0.24?7臟。
[0021 ] 所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為0.02?3mm，例如可選擇0.021?
2.98mm, 0.04 ?2.4mm, 0.1 ?2.21mm, 0.34 ?2.05mm, 0.6 ?1.8mm, I ?1.68mm, 1.3mm 等，優(yōu)選為0.02?1mm。所述環(huán)隙間距也就是內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁間形成的環(huán)隙寬度。
[0022]內(nèi)管上端口安裝位置低于外管上端口，可以保證油相從內(nèi)外管環(huán)隙噴出時被氣泡分散形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口
0.1 ?IOmm,例如可選擇 0.11 ?9.8mm, 0.3 ?9.4mm, I ?9mm, 1.58 ?8mm, 3.2 ?7.4mm,4?7謹，4.6?6.1謹，5謹?shù)龋瑑?yōu)選為0.1?3謹。
[0023]所述內(nèi)管從油室上端開孔伸出的長度為5?50mm，例如可選擇5.01?49mm，10?42.3mm, 15.6 ?40mm, 18.6 ?37.5mm, 22.3 ?34mm, 28 ?30.5mm, 29mm 等，進一步優(yōu)選為10?30mm。所述外管從油室上端開孔伸出的長度為5.1?53mm,例如可選擇5.12?52.8mm, 8 ?48.6mm, 13 ?42mm, 20 ?37.5mm, 26 ?32mm, 28.9mm 等，進一步優(yōu)選為 10.1 ?33mm?？刂苾?nèi)管和外管從油室上端開孔伸出的長度，其目的在于保證油相從內(nèi)外管環(huán)隙噴出時容易被氣泡噴吹形成表面包覆油膜的氣泡。
[0024]本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)管上端口與外管上端口的距離，以及內(nèi)外管環(huán)隙間距寬度，在一定的油相流量和氣體流量下可獲得不同直徑的油泡分散相，并可控制油相從內(nèi)外管環(huán)隙噴出時形成油膜包氣泡分散相的表面油膜層厚度。
[0025]所述裝置包括多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，所述多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)平行排列組成油泡分布盤。每組內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)為油泡分布盤上的一個分布點，多組內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)構(gòu)成油泡分布盤的多個分布點，可用于增加單位時間內(nèi)產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的產(chǎn)率。
[0026]優(yōu)選地，相鄰兩個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)間的最小間距為5mm。也即是說，相鄰兩個分布點間的最小間距為5mm，目的在于避免相鄰分布點產(chǎn)生的油膜包氣泡分散相聚并。
[0027]本發(fā)明的目的之二在于提供一種通過如上所述裝置在水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡的方法:氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中的氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0028]所述內(nèi)管中通氣體的流量為0.1?500mL/min,例如可選擇0.11?498mL/min,
0.3 ?462mL/min, 2 ?437mL/min, 12 ?420mT,/min, 25 ?400mT,/min, 60 ?372mL/min,86.5 ?340mL/min,120 ?312mL/min,185 ?275mL/min,220 ?250mL/min,234mL/min等，優(yōu)選為100mL/min。所述內(nèi)外管環(huán)隙中通油相的流量為0.05?1000mL/h，例如可選擇 0.051 ?998mL/h，0.08 ?980mL/h，3 ?964mL/h，18 ?923mL/h，80 ?860mL/h，180 ?750mL/h, 350 ?700mL/h，463 ?600mL/h，528mL/h 等，進一步優(yōu)選為 300mL/h。通氣量大于通油量的目的在于可以人為控制所形成油膜包氣泡表面油膜層的厚度。
[0029]內(nèi)管中氣體與內(nèi)外管環(huán)隙中油相的流量比為300:1?5:1，例如可選擇299.8:1?
5.2，276:1 ?10:1，250:1 ?18.6:1，227:1 ?35:1，200:1 ?52:1，185:1?70:1，152:1?78.5:1，130:1 ?100:1,125:1 等，進一步優(yōu)選為 50:1 ?10:1。
[0030]所述油相為有機萃取劑與稀釋劑混合而成；
[0031]優(yōu)選地，所述有機萃取劑為羧酸萃取劑、酸性有機磷萃取劑或磺酸萃取劑中的I種或至少2種的組合，進一步優(yōu)選為酸性有機磷萃取劑，更優(yōu)選為二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯或二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸中的I種或至少2種的組合。典型但非限制性的例子包括:二(2-乙基己基)磷酸，2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯，二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸，二(2-乙基己基)磷酸和2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯的組合，2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯和二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸的組合，二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯和二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸的組合，皆可用于實施本發(fā)明。所述二(2-乙基己基)磷酸的工業(yè)牌號為P204 ;所述二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸的工業(yè)牌號為Cyanex272。
[0032]所述稀釋劑為煤油、正庚烷或正己烷中的I種或至少2種的組合。典型但非限制性的例子包括:煤油，正庚烷，正己烷，煤油和正庚烷的組合，煤油和正己烷的組合，煤油、正庚烷和正己烷的組合等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0033]所述油相中酸性有機磷萃取劑的質(zhì)量百分比濃度為10?100%，例如可選擇10.02 ?99.8%, 15 ?90%，18.6 ?82.3%, 30 ?75%，38.5 ?70%，45 ?62.3%, 53% 等，優(yōu)選為50?80%。
[0034]所述的氣相指的是空氣、氮氣以及其他氣體。
[0035]本發(fā)明所述的一種在水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡的方法:
[0036]將內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)裝入水相容器底部，氣瓶中的氣體管路進入穩(wěn)壓罐，從穩(wěn)壓罐出來的氣體經(jīng)由流量計計量，經(jīng)由管路連接氣相管。油相從油相儲罐中經(jīng)由泵打入流量計，經(jīng)過流量計出來的有機相經(jīng)由管路連接油相管。氣體以0.1?500mL/min的流量從內(nèi)管通過，油相以0.05?1000mL/h的流量從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡，可將油相吹成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。所述的油相為酸性有機磷萃取劑與稀釋劑混合而成，其中酸性有機磷萃取劑的質(zhì)量百分比濃度為10?100%。所述的氣相可以選擇空氣、氮氣以及其他氣體。
[0037]與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0038]1、采用內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，以氣泡分散小體積油相，可以在水溶液中直接產(chǎn)生表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相，小體積油相在大體積水相中的分散狀態(tài)容易人為控制；
[0039]2、小體積油相從嵌套結(jié)構(gòu)中經(jīng)氣泡噴出時，形成的油膜包氣泡分散相尺寸均一，而且氣泡表面油膜層厚度可以人為控制；
[0040]3、采用內(nèi)外圓管嵌套結(jié)構(gòu)，以氣泡分散小體積油相，容易避免所形成的油膜包氣泡分散相聚集凝并；
[0041]4、本發(fā)明所述的方法，適用范圍廣，特別適用于易乳化體系，同時適用于水:油的相比大于100以上的體系；
[0042]5、裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明實施例2所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖2是在水相中產(chǎn)生油膜包氣泡操作示意圖。
[0045]圖中:1-外管上端；2_內(nèi)管上端；3_內(nèi)管；4-外管；5_空心腔室；6_內(nèi)外管環(huán)隙；7-油相入口 ；8_氣相入口 ；9-油層；10_水相容器；11_內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)；12_流量計；13-泵；14-油相儲罐；15_穩(wěn)壓罐；16_氣瓶；17_油相管；18_氣相管；19_油包氣泡。
[0046]下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0048]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下:
[0049]實施例1
[0050]一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，所述裝置包括一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)。[0051]所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管和嵌套于外管內(nèi)部的內(nèi)管，其中內(nèi)管的外徑小于外管的內(nèi)徑，內(nèi)管和外管之間形成內(nèi)外管環(huán)隙；
[0052]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口。
[0053]所述外管底端設(shè)有油室，油室上端開孔，孔與外管外壁緊密貼合，外管開口于油室內(nèi)，油室內(nèi)部與內(nèi)外管環(huán)隙連通；
[0054]所述油室下端開孔，內(nèi)管向下延伸穿過油室的下端開孔并延伸至油室外，形成向下延伸段；油室下端開孔與內(nèi)管向下延伸段的外壁緊密貼合。氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0055]所述油相為磺酸萃取劑和煤油的混合物，其中磺酸萃取劑的質(zhì)量百分比濃度為50%。
[0056]實施例2
[0057]—種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，所述裝置包括一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)；
[0058]如圖1所示，所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管4和嵌套于外管4內(nèi)部的內(nèi)管3，其中內(nèi)管3的外徑小于外管4的內(nèi)徑，內(nèi)管3和外管4之間形成內(nèi)外管環(huán)隙6 ；
[0059]所述內(nèi)管上端口 2的安裝位置低于外管上端口 I。
[0060]所述外管4底端設(shè)有油室5，油室5上端開孔，孔與外管4外壁緊密貼合，外管4開口于油室5內(nèi)，油室5內(nèi)部與內(nèi)外管環(huán)隙6連通；
[0061]所述油室5下端開孔，內(nèi)管3向下延伸穿過油室5的下端開孔并延伸至油室5外，形成向下延伸段；油室5下端開孔與內(nèi)管3向下延伸段的外壁緊密貼合。所述油室5為圓柱筒形空心腔室，沿油室5圓筒側(cè)壁切線方向開一接口與油相入口 7連通。
[0062]氣體從內(nèi)管3通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙6通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙6上升到內(nèi)管上端口 2時，內(nèi)管3中氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0063]所述油相為二(2-乙基己基)磷酸和正庚烷的混合物，其中二(2-乙基己基)磷酸的質(zhì)量百分比濃度為10%。
[0064]實施例3
[0065]一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，所述裝置包括一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)；
[0066]所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管和嵌套于外管內(nèi)部的內(nèi)管，其中內(nèi)管的外徑小于外管的內(nèi)徑，內(nèi)管和外管之間形成內(nèi)外管環(huán)隙；
[0067]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口。
[0068]所述外管底端設(shè)有油室，油室上端開孔，孔與外管外壁緊密貼合，外管開口于油室內(nèi)，油室內(nèi)部與內(nèi)外管環(huán)隙連通；
[0069]所述油室下端開孔，內(nèi)管向下延伸穿過油室的下端開孔并延伸至油室外，形成向下延伸段；油室下端開孔與內(nèi)管向下延伸段的外壁緊密貼合。所述油室5為圓柱筒形空心腔室，沿油室5圓筒側(cè)壁切線方向開一接口與油相入口 7連通。
[0070]所述內(nèi)管底端連接有氣相入口 ；所述氣相入口與內(nèi)管底端之間設(shè)有氣室；氣室上端開孔，孔與內(nèi)管外壁緊密貼合，氣室內(nèi)部與內(nèi)管連通。[0071]氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0072]所述油相為2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯。
[0073]實施例4
[0074]一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，所述裝置包括多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，所述多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)平行排列組成油泡分布盤。每組內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)為油泡分布盤上的一個分布點，多組內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)構(gòu)成油泡分布盤的多個分布點。相鄰兩個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)間的最小間距為5mm。
[0075]所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)可以采用實施例1-3中的任意一種。
[0076]氣體從內(nèi)管通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙上升到內(nèi)管上端口時，內(nèi)管中氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
[0077]所述油相為2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯、二(2，4，4_三甲基戊基)次膦酸和正己烷的混合物，其中2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯和二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸總的質(zhì)量百分比濃度為80%。
[0078]具體實施例1
[0079]采用Φ0.6 X 30的注射針頭作為內(nèi)管，Φ 1.2 x 38注射針頭作為外管，內(nèi)管比外管低2mm，制造內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)。采用有機玻璃制作空心腔室，油相入口和氣相入口均采用Φ9有機玻璃管制作，制得的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0080]具體實施例2
[0081]如圖2所示，將圖1所示的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11裝入內(nèi)徑為40mm的水相容器10底部，氣瓶16中的氣體管路進入穩(wěn)壓罐15，從穩(wěn)壓罐15出來的氣體經(jīng)由流量計計量，經(jīng)由管路連接氣相管18。油相從油相儲罐14中經(jīng)由泵13打入流量計12，經(jīng)過流量計12出來的有機相經(jīng)由管路連接油相管17，調(diào)節(jié)氣相和油相的流量，將氣相的流量調(diào)節(jié)為500mL/min，油相的流量調(diào)節(jié)為1000mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端快速形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡19。在水相容器10的頂部形成油層9。
[0082]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為0.2mm，外管的內(nèi)徑為
0.24mm ;所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為0.02mm。
[0083]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 0.1mm ；
[0084]所述內(nèi)管從油室上端開孔伸出的長度為5mm ;外管從油室上端開孔伸出的長度為
5.1mm0
[0085]具體實施例3
[0086]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為0.lmL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為0.05mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端緩慢形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0087]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為5mm，外管的內(nèi)徑為Ilmm ；所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為3mm。
[0088]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 3mm ；
[0089]所述內(nèi)管從油室上端開孔伸出的長度為50mm;外管從油室上端開孔伸出的長度為 53mm。
[0090]具體實施例4[0091]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為300mL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為60mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端緩慢形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0092]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為1mm，外管的內(nèi)徑為7mm ；所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為3mm。
[0093]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 0.1mm ；
[0094]所述內(nèi)管從油室上端開孔伸出的長度為50mm;外管從油室上端開孔伸出的長度為 50.1mnin
[0095]具體實施例5
[0096]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為80mL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為960mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端以適中的速度形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0097]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為0.1mm，外管的內(nèi)徑為0.14mm ;所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為0.02mm。
[0098]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 IOmm ；
[0099]所述內(nèi)管從油室上端開孔伸出的長度為5mm ;外管從油室上端開孔伸出的長度為8mm ο
[0100]具體實施例6
[0101]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為100mL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為120mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端以適中的速度形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0102]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為0.2mm，外管的內(nèi)徑為
0.24mm ;所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為0.02mm。
[0103]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 0.1mm ；
[0104]所述內(nèi)管從油室上端伸出的長度為IOmm ;外管從油室上端伸出的長度為10.1mm。
[0105]具體實施例7
[0106]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為100mL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為600mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端以適中的速度形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0107]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為1mm，外管的內(nèi)徑為3mm;所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為1mm。
[0108]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 3mm ；
[0109]所述內(nèi)管從油室上端伸出的長度為30mm ;外管從油室上端伸出的長度為33mm。
[0110]具體實施例8
[0111]本實施例與具體實施例2的區(qū)別在于:將氣相的流量調(diào)節(jié)為500mL/min，將油相的流量調(diào)節(jié)為1000mL/h，在內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)11上端以適中的速度形成油膜包氣結(jié)構(gòu)的油包氣泡。
[0112]本實施例所述的內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)管的外徑為5mm，外管的內(nèi)徑為7mm;所述內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為1mm。
[0113]所述內(nèi)管上端口的安裝位置低于外管上端口 Imm;[0114]所述內(nèi)管從油室上端伸出的長度為30mm ;外管從油室上端伸出的長度為31mm。
[0115] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
[0116]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0117]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0118]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)； 所述內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)包括外管(4)和嵌套于外管(4)內(nèi)部的內(nèi)管(3)，其中內(nèi)管(3)的外徑小于外管(4 )的內(nèi)徑，內(nèi)管(3 )和外管(4 )之間形成內(nèi)外管環(huán)隙(6 ); 所述內(nèi)管上端口( 2)的安裝位置低于外管上端口( 1); 所述外管(4)底端設(shè)有油室(5)，油室(5)上端開孔，孔與外管(4)外壁緊密貼合，外管(4)開口于油室(5)內(nèi)，油室(5)內(nèi)部與內(nèi)外管環(huán)隙(6)連通； 所述油室(5)下端開孔，內(nèi)管(3)向下延伸穿過油室(5)的下端開孔并延伸至油室(5)外，形成向下延伸段；油室(5)下端開孔與內(nèi)管(3)向下延伸段的外壁緊密貼合。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述油室(5)為一空心腔室，油室(5)側(cè)壁另開一接口與油相入口(7)連通； 優(yōu)選地，所述油室(5)為圓柱筒形空心腔室，沿油室(5)圓筒側(cè)壁切線方向開一接口與油相入口(7)連通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)管(3)底端連接有氣相入口(8); 優(yōu)選地，所述氣相入口(8)與內(nèi)管(3)底端之間設(shè)有氣室；氣室上端開孔，孔與內(nèi)管(3)外壁緊密貼合，氣室內(nèi)部與內(nèi)管(3)連通。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的裝置,其特征在于,所述內(nèi)管(3)的外徑為0.1~5mm,優(yōu)選為0.2~1_ ； 優(yōu)選地，所述外管(4)的內(nèi)徑為0.14~1lmm,進一步優(yōu)選為0.24~7mm ； 優(yōu)選地，所述內(nèi)管(3)外壁和外管(4)內(nèi)壁間的環(huán)隙間距為0.02~3mm，優(yōu)選為0.02~Imm0
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)管上端口(2)的安裝位置低于外管上端口(1) 0.1~ICtam,優(yōu)選為0.1~3謹； 優(yōu)選地，所述內(nèi)管(3)從油室(5)上端開孔伸出的長度為5~50mm，進一步優(yōu)選為10~30mm ； 優(yōu)選地，所述外管(4)從油室(5)上端開孔伸出的長度為5.1~53mm，進一步優(yōu)選為10.1 ~33mm。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)，所述多個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)平行排列組成油泡分布盤； 優(yōu)選地，相鄰兩個內(nèi)外管嵌套結(jié)構(gòu)間的最小間距為5_。
7.一種通過如權(quán)利要求1-6之一所述裝置在水溶液中產(chǎn)生油膜包氣泡分散相的方法，其特征在于， 氣體從內(nèi)管(3)通過，油相從內(nèi)外管環(huán)隙(6)通過；當(dāng)油相沿著內(nèi)外管環(huán)隙(6)上升到內(nèi)管上端口(2)時，內(nèi)管(3)中氣體在水溶液中鼓泡形成表面包覆油膜的油膜包氣泡分散相。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)管(3)中通氣體的流量為0.1~500mL/min,優(yōu)選為 10OmT,/min ； 優(yōu)選地，所述內(nèi)外管環(huán)隙(6)中通油相的流量為0.05~1000mL/h,進一步優(yōu)選為300mL/h ；優(yōu)選地，內(nèi)管(3)中氣體與內(nèi)外管環(huán)隙(6)中油相的流量比為300:1~5:1，進一步優(yōu)選為50:1~10:1。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述油相為有機萃取劑與稀釋劑混合而成； 優(yōu)選地，所述有機萃取劑為羧酸萃取劑、酸性有機磷萃取劑或磺酸萃取劑中的I種或至少2種的組合，進一步優(yōu)選為酸性有機磷萃取劑，更優(yōu)選為二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯或二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸中的I種或至少2種的組合；優(yōu)選地，所述稀釋劑為煤油、正庚烷或正己烷中的I種或至少2種的組合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述油相中酸性有機磷萃取劑的質(zhì)量百分比濃度為10~100%，優(yōu)選為 50~80%。
【文檔編號】B01D11/04GK103736294SQ201410006753
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】黃焜, 肖傳緒, 鄭翰, 劉會洲 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所