一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，包括液壓泵、微泡發(fā)生器、氣體供給裝置、氣穴發(fā)生器。氣穴發(fā)生器設(shè)在第一輸送管路上，微泡發(fā)生器的下側(cè)通過第二輸送管路與回路管路連通，微泡生器的右側(cè)通過供氣管路與氣體供給裝置連通，微泡生器的上側(cè)通過第三輸送管路與氣穴發(fā)生器連通。介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的實(shí)施設(shè)備具有安全可靠、實(shí)施容易、效果可控的優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)施設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛、控制準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
【專利說明】一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，尤其是涉及一種利用空穴原理定 量供給納米級(jí)微泡使介質(zhì)發(fā)生強(qiáng)化反應(yīng)的實(shí)施設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在液流中當(dāng)某點(diǎn)壓力低于液體所在溫度下的空氣分離壓時(shí)，原來溶于液體中的氣 體會(huì)分離出來產(chǎn)生氣泡，發(fā)生空穴現(xiàn)象，當(dāng)壓力進(jìn)一步減小而低于液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液 體就迅速汽化形成大量蒸汽氣泡，使空穴現(xiàn)象更為劇烈，從而使液流呈不連續(xù)狀態(tài)。
[0003] 空穴現(xiàn)象使液體在動(dòng)能作用下產(chǎn)生高頻振蕩，在振蕩波縱向產(chǎn)生正負(fù)壓區(qū)，并生 成大量微泡，無數(shù)微小氣泡在振蕩波縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)迅速閉合，從 而在交替正負(fù)壓強(qiáng)下受到壓縮和擴(kuò)張。微泡隨液體運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互撞擊、摩擦，當(dāng)微泡急劇爆 裂時(shí)能形成強(qiáng)大沖擊波，釋放巨大能量，產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊波壓力可高達(dá)幾十兆帕至上百兆 帕。公知檢測(cè)得知：空穴現(xiàn)象可使氣相反應(yīng)區(qū)的溫度達(dá)到5000K以上，液相反應(yīng)區(qū)的有效溫 度達(dá)到2000K以上，并伴有強(qiáng)烈的沖擊波和100m/ S以上的微射流。
[0004] 空穴現(xiàn)象能產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)等一系列效應(yīng)。機(jī)械效應(yīng) 主要表現(xiàn)在非均相反應(yīng)界面的增大；化學(xué)效應(yīng)主要表現(xiàn)在微泡急劇爆裂時(shí)過程中產(chǎn)生的高 溫高壓可使高分子分解、化學(xué)鍵斷裂并產(chǎn)生自由基等；熱效應(yīng)主要為水熱交換、高熱水解反 應(yīng)等。
[0005] 目前各【技術(shù)領(lǐng)域】均有利用空穴現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)的 技術(shù)事例，利用機(jī)械效應(yīng)的技術(shù)主要包括吸附、結(jié)晶、電化學(xué)、非均相化學(xué)反應(yīng)、過濾以及超 聲清洗等；利用化學(xué)效應(yīng)的過程主要包括有機(jī)物降解、高分子化學(xué)反應(yīng)、除垢以及自由基反 應(yīng)。
[0006] 空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的自由基是引發(fā)和強(qiáng)化介質(zhì)反應(yīng)的根本原因，自由基的數(shù)量是影響 空穴作用的強(qiáng)度以及介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)效果的重要因素。現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)空穴現(xiàn)象理論利用其 產(chǎn)生的各效應(yīng)實(shí)現(xiàn)可控介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的技術(shù)還需要提升，有目的控制空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的自由 基技術(shù)還不完善。因此，定量提供大小可控的微泡并進(jìn)而控制利用空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的自由基 數(shù)量對(duì)于介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)具有十分重要的意義。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣 泛、控制準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
[0008] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中利用空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)， 其可控性較差及控制精度不足的技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備包括液壓 泵、微泡發(fā)生器、氣體供給裝置、氣穴發(fā)生器，液壓泵的左側(cè)與進(jìn)料管路連通，液壓泵的上側(cè) 與第一輸送管路的左端連通，液壓泵的下側(cè)與回路管路的左端連通，第一輸送管路的右端 與回路管路的右端連通并同時(shí)與出料管路連通；進(jìn)料管路上設(shè)有雙向通路閥匕，第一輸送 管路上設(shè)有雙向通路閥F2和雙向通路閥F3,回路管路上設(shè)有雙向通路閥F4和雙向通路閥 F5，出料管路上設(shè)有雙向通路閥F6 ;
[0009] 氣穴發(fā)生器設(shè)在雙向通路閥F2和雙向通路閥F3之間的第一輸送管路上并分別與 兩側(cè)的第一輸送管路連通；微泡發(fā)生器的下側(cè)通過第二輸送管路與回路管路連通，第二輸 送管路與回路管路的連通位置設(shè)在雙向通路閥F 4和雙向通路閥F5之間，微泡發(fā)生器的右側(cè) 通過供氣管路與氣體供給裝置連通，微泡發(fā)生器的上側(cè)通過第三輸送管路與氣穴發(fā)生器連 通；第四輸送管路的兩端分別與第一輸送管路和回路管路連通，第四輸送管路與第一輸送 管路的連通位置設(shè)在雙向通路閥F 2與氣穴發(fā)生器之間，第四輸送管路與回路管路的連通位 置設(shè)在雙向通路閥F4和雙向通路閥F 5之間。
[0010] 優(yōu)選地，所述雙向通路閥Fi與液壓泵之間的進(jìn)料管路上設(shè)有溶氧度采樣儀D〇i和 氧化還原電位采樣儀& ;第四輸送管路和第一輸送管路的連通位置與氣穴發(fā)生器之間的第 一輸送管路上依次設(shè)有流量測(cè)量?jī)xU、壓力測(cè)量?jī)xV^pH值測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x?\ ;氣穴 發(fā)生器與雙向通路閥F3之間的第一輸送管路上依次設(shè)有壓力測(cè)量?jī)x％、氧化還原電位采樣 儀R 2、pH值測(cè)量?jī)xpH2、溫度測(cè)量?jī)xT2 ;雙向通路微調(diào)閥匕通過旁路管路分別與氣穴發(fā)生器 和第一輸送管路連通，旁路管路與第一輸送管路連通的位置設(shè)在氣穴發(fā)生器和壓力測(cè)量?jī)x V2之間；第二輸送管路上設(shè)有雙向通路閥F7和壓力測(cè)量?jī)xV3 ;供氣管路上設(shè)有流量測(cè)量?jī)x L2 ;第三輸送管路上設(shè)有雙向通路閥F8 ;第四輸送管路上設(shè)有雙向通路閥F9和流量測(cè)量?jī)x L3 ;雙向通路閥F6右側(cè)的出料管路上設(shè)有流量測(cè)量?jī)xL4和溶氧度采樣儀D02。
[0011] 優(yōu)選地，實(shí)施設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)設(shè)有可編程邏輯控制器PLC，控 制系統(tǒng)用于對(duì)進(jìn)料管路、第一輸送管路、回路管路、出料管路、第二輸送管路、供氣管路、第 三輸送管路、第四輸送管路上的雙向通路閥、溶氧度采樣儀、氧化還原電位采樣儀、流量測(cè) 量?jī)x、壓力測(cè)量?jī)x、pH值測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、控制并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。
[0012] 可選地，所述微泡發(fā)生器包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)腔中的至少一組微泡發(fā)生器組 件，殼體左側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和進(jìn)氣口，殼體右側(cè)壁上設(shè)有出料口，相鄰微泡發(fā)生器組件之 間設(shè)有環(huán)形墊圈；微泡發(fā)生器組件由左蓋、右蓋和設(shè)置于左蓋與右蓋之間的組件盤組合構(gòu) 成，左蓋、右蓋和組件盤均為圓盤狀，左蓋和右蓋的直徑相等且大于組件盤的直徑，左蓋與 右蓋的中心均設(shè)有貫通孔，殼體上設(shè)有用于調(diào)整左蓋和右蓋同軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置；
[0013] 左蓋的右側(cè)面邊緣處設(shè)有向右凸起的第一凸起邊沿，左蓋的右側(cè)面中部設(shè)有向右 凸起的且與組件盤半徑相等的短圓柱，短圓柱的圓周壁與第一凸起邊沿的內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有 間隙，短圓柱的右端面設(shè)有中心凹槽、圓形凹槽和半圓形凹槽，中心凹槽設(shè)置一個(gè)且設(shè)置在 短圓柱右側(cè)面中部位置，圓形凹槽設(shè)置在中心凹槽的周向外側(cè)，半圓形凹槽設(shè)置在短圓柱 的邊緣，中心凹槽的邊緣設(shè)有均勻分布的η個(gè)半圓形槽，η > 3,圓形凹槽的設(shè)置個(gè)數(shù)為η的 倍數(shù)且沿以中心凹槽為中心的m個(gè)同心正η邊形的各邊均勻分布，m彡1，半圓形凹槽的設(shè) 置個(gè)數(shù)等于最外側(cè)正η邊形各邊上分布的圓形凹槽的數(shù)量之和，每個(gè)半圓形凹槽和相鄰的 圓形凹槽之間的最小距離均相等，相鄰的中心凹槽、圓形凹槽、半圓形凹槽相互之間的最小 距離均小于圓形凹槽的半徑；優(yōu)選地，8彡η彡5,6彡m彡3。右蓋的左側(cè)面邊緣處設(shè)有向 左凸起的且與左蓋上的第一凸起邊沿對(duì)稱的第二凸起邊沿，組件盤與右蓋通過連接柱固定 連接，組件盤的右側(cè)面與右蓋的左側(cè)面之間設(shè)有間隙，組件盤的圓周壁與第二凸起邊沿的 內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有間隙；組件盤的左端面設(shè)有與短圓柱的右端面相同的凹槽結(jié)構(gòu)；左蓋上的 第一凸起邊沿與右蓋上的第二凸起邊沿密封貼合，短圓柱的右端面與組件盤的左端面密封 貼合。
[0014] 可選地，所述氣穴發(fā)生器包括外殼和設(shè)置于外殼中的介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)腔，介質(zhì)強(qiáng)化 反應(yīng)腔包括兩端均開口的粗腔、收縮腔和細(xì)腔，粗腔和細(xì)腔之間通過收縮腔過渡，粗腔的左 端與設(shè)置在外殼上的介質(zhì)進(jìn)腔口連通，細(xì)腔的右端與介質(zhì)出腔口連通，介質(zhì)出腔口為向右 張開的喇叭狀；外殼上還開設(shè)有與細(xì)腔左端連通的微泡輸送通道。
[0015] 優(yōu)選地，所述粗腔的直徑為Di，細(xì)腔的直徑為D2，收縮腔的長(zhǎng)度加上細(xì)腔的 長(zhǎng)度為L(zhǎng)，0. 01彡（DfD^/L彡0. 1 ;收縮腔的截面邊緣線與細(xì)腔的截面邊緣線的夾角 為α，35° < α <75° ;介質(zhì)出腔口的截面邊緣線與細(xì)腔的截面右側(cè)邊的夾角為β， 45。彡 β 彡 85。；進(jìn)一步優(yōu)選地，0.015 彡（DfDj/L 彡 0.03 ;45。彡 α 彡 65。； 55° 彡 β 彡 75°。
[0016] 采用本實(shí)用新型一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化的實(shí)施設(shè)備，控制系統(tǒng)通過打開雙向通路閥 Fi、雙向通路閥F2、雙向通路閥F3、雙向通路閥F6、雙向通路閥F 7、雙向通路閥F8、雙向通路閥 F9 ;并關(guān)閉雙向通路閥F4和雙向通路閥F5，使介質(zhì)通過雙向通路閥Fi進(jìn)入液壓泵，根據(jù)介 質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)目的的不同要求，液壓泵以一定壓力把介質(zhì)通過第一輸送管路輸送給氣穴發(fā)生 器，同時(shí)通過第四輸送管路、回路管路、第二輸送管路輸送給微泡發(fā)生器，氣體供給裝置根 據(jù)需要通過供氣管路向微泡發(fā)生器輸送特定氣體，介質(zhì)與特定氣體在氣微泡發(fā)生器中發(fā)生 物理化學(xué)反應(yīng)，使介質(zhì)中含有高濃度納米級(jí)微泡，反應(yīng)后得到的含有高濃度納米級(jí)微泡的 介質(zhì)混合物通過第三輸送管路輸送給氣穴發(fā)生器，并在氣穴發(fā)生器中與通過第一輸送管路 輸送的介質(zhì)根據(jù)空穴原理發(fā)生強(qiáng)化反應(yīng)。
[0017] 在設(shè)備運(yùn)行整個(gè)過程中，由控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)料管路、第一輸送管路、回路管路、出料 管路、第二輸送管路、供氣管路、第三輸送管路、第四輸送管路上的雙向通路閥、溶氧度采樣 儀、氧化還原電位采樣儀、流量測(cè)量?jī)x、壓力測(cè)量?jī)x、pH值測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)采 樣、監(jiān)測(cè)、控制并實(shí)行自動(dòng)管理。當(dāng)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)得到介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)后得到的產(chǎn)物已達(dá)標(biāo)或 符合要求時(shí)，就讓其通過雙向通路閥F 6輸出；當(dāng)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)后得到的產(chǎn) 物沒有達(dá)到生產(chǎn)制備目的或不符合要求時(shí)，就通過關(guān)閉雙向通路閥F 6，并同時(shí)打開雙向通 路閥F4和雙向通路閥F5，使不合要求的介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)后的產(chǎn)物通過回路管路回流到液壓泵 和微泡發(fā)生器進(jìn)行再反應(yīng)。
[0018] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，包括如下步驟：
[0019] 將量子化液體經(jīng)液壓泵通入本實(shí)用新型所述的設(shè)備中，溶氧度DC^為6. 12mg/ L，氧化還原電位札為255.6mv ;水溫?\為17.0°C 值為6.8-7.0 ;液壓泵向設(shè)備提供 設(shè)備供給壓力為1. OMpa，氣穴發(fā)生器的進(jìn)口壓Vi為0. 45Mpa ;流量計(jì)Q為每分鐘80升， 流量計(jì)L3為每分鐘20升，流量計(jì)L2為每分鐘0. 15-0. 5升，微泡發(fā)生器的進(jìn)口壓V3為 0. 5-0. 6Mpa，氣穴發(fā)生器的出口壓V2為0. 02Mpa ;氧化還原電位R2為282. 5-382. 5mv ;水溫 ?\為72. 0-77. 0°C，水溫差?^-?^ = 55°〇4氏值為2. 0-5. 8,設(shè)備運(yùn)行正常后，從雙向通路閥 F5出取樣，收集得到含有納米微泡的產(chǎn)品，每毫升產(chǎn)品中含12-14億個(gè)微泡的密度，含量為 0. 092-0. 628ppm ;
[0020] 其中，所述量子化液體為懸浮液，包括量子碳素液和溶劑，所述量子碳素液的濃度 是0. 1% -〇. 45%，量子碳素液的添加量為溶劑體積的1% -3%，所述量子碳素液中含有量 子碳素。
[0021] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，其中所述量子碳素包括粒徑為 0. 6-100nm的碳素粒子，所述碳素粒子為單碳和/或石墨烯粒子，在所述碳素粒子的表層具 有含有碳、氫、氧、氮的化合物，所述含有碳、氫、氧、氮的化合物包括稠環(huán)芳烴、含有碳氧單 鍵的化合物、含有碳氧雙鍵的化合物、含有碳?xì)滏I的化合物。
[0022] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，其中所述量子碳素由如下質(zhì)量 百分比的碳素粒子構(gòu)成：〇· 6 <粒徑< 0· 9nm的碳素粒子50%?95%、0· 9 <粒徑< 50. Onm 的碳素粒子10%?50%、50 <粒徑< lOOnm的碳素粒子0%?20% ;所述含有碳、氫、氧、 氮的化合物為稠環(huán)芳烴、含有碳氧單鍵的化合物、含有碳氧雙鍵的化合物、含有碳?xì)滏I的化 合物的一種或幾種的混合物，其中各元素比例為：C45%?55%，H0. 2%?2.0%，NO. 1%? 0. 3 ^,045%?65% ;所述量子碳素液為含有量子碳素的水溶液，濃度為0. 1% -0. 45%，所 述量子碳素液的0RP為280mv_380mv、電導(dǎo)率σ為l_5ms/cm、電動(dòng)勢(shì)為280mv?380mv、pH 值為 1. 5-3. 2 ;
[0023] 所述納米微泡為空氣、氧氣、氫氣、氮?dú)?、氬氣、氦氣、氖氣、氪氣、甲烷、乙烷、丙烷?煤氣、天然氣、一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、氟化物氣體中的一種或幾種的混合物；
[0024] 所述溶劑為油、水、低碳醇的一種或幾種的混合物，所述油為石化油品，輕油或重 油，所述水為自來水或海水，所述低碳醇的碳原子數(shù)為1-8個(gè)，所述低碳醇的純度為90%以 上。
[0025] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，其中，所述溶劑由如下體積百 分?jǐn)?shù)的原料制成：油：30% -80%、水：10% -60%、量子碳素液：溶劑的1% -3% ;低碳醇 5% -60%。
[0026] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，其中，氣穴發(fā)生器的液體介質(zhì) 強(qiáng)化過程的程度特征，服從韋伯?dāng)?shù)定理，韋伯?dāng)?shù)的計(jì)算公式為：
[0027] W = ρ υ 2 I / σ
[0028] 其中：Ρ為介質(zhì)流體密度；
[0029] u為介質(zhì)特征流速；
[0030] I為特征長(zhǎng)度；
[0031] σ為流體的表面張力系數(shù)；
[0032] 韋伯?dāng)?shù)代表慣性力和表面張力效應(yīng)之比，Ρ介質(zhì)流體密度為650?2000kg/m3， I特征長(zhǎng)度為l〇mm?1000mm，σ流體的表面張力系數(shù)為〇.〇〇lN/m?0.090N/m，u為介 質(zhì)特征流速為2. 7xl0_5m3/s?2. TxlOWs，介質(zhì)液體粘度在常溫20°C及常壓下為10000m Pa · s ?15000m Pa · s，氣體黏度 100 μ Pa · s ?120 yPa· s，介質(zhì)蒸汽壓 0· 15kPa ? 101. 33kPa，所述產(chǎn)品的韋伯?dāng)?shù)為5?300。
[0033] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，其中，P介質(zhì)流體密度為 700?1600kg/m3;I特征長(zhǎng)度為50mm?300mm;〇流體的表面張力系數(shù)為〇.〇l〇N/m? 0. 078N/m ; u為介質(zhì)特征流速為1. 4xl0_4m3/s?2. 7xl0_2m3/s，介質(zhì)液體粘度在常溫20°C及 常壓下為11000m Pa · s，氣體黏度110 μ Pa · s。
[0034] 下面結(jié)合附圖所示【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備作 進(jìn)一步詳細(xì)說明：
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備的總裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的左蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖4為圖3的A-A截面示意圖；
[0039] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的組件盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖6為圖5的B-B截面示意圖；
[0041] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的右蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖8為圖7的B-B截面示意圖；
[0043] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的組件盤與右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖10為圖9的B-B截面示意圖；
[0045] 圖11為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的左蓋、組件盤、右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖12為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式 的左蓋和組件盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)30度時(shí)，左蓋和組件盤上的凹槽投影示意圖；
[0047] 圖13為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的左蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖14為圖13的A-A截面示意圖；
[0049] 圖15為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的組件盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖16為圖15的B-B截面示意圖；
[0051] 圖17為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的右蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖18為圖17的B-B截面示意圖；
[0053] 圖19為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的組件盤與右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖20為圖19的B-B截面示意圖；
[0055] 圖21為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的左蓋、組件盤、右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖22為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第二種實(shí)施方式 的左蓋和組件盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)25度時(shí)，左蓋和組件盤上的凹槽投影示意圖；
[0057] 圖23為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的左蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖24為圖23的A-A截面示意圖；
[0059] 圖25為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的組件盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖26為圖25的B-B截面示意圖；
[0061] 圖27為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的右蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖28為圖27的B-B截面示意圖；
[0063] 圖29為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的組件盤與右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064] 圖30為圖29的B-B截面示意圖；
[0065] 圖31為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的左蓋、組件盤、右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066] 圖32為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第三種實(shí)施方式 的左蓋和組件盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)20度時(shí)，左蓋和組件盤上的凹槽投影示意圖；
[0067] 圖33為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的左蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068] 圖34為圖33的A-A截面示意圖；
[0069] 圖35為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的組件盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070] 圖36為圖35的B-B截面示意圖；
[0071] 圖37為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的右蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072] 圖38為圖37的B-B截面示意圖；
[0073] 圖39為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的組件盤與右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074] 圖40為圖39的B-B截面示意圖；
[0075] 圖41為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的左蓋、組件盤、右蓋組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076] 圖42為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器組件第四種實(shí)施方式 的左蓋和組件盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)20度時(shí)，左蓋和組件盤上的凹槽投影示意圖；
[0077] 圖43為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備中微泡發(fā)生器所產(chǎn)生的微泡尺寸及 頻度不意圖；
[0078] 圖44為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的實(shí)施設(shè)備中微泡發(fā)生器所產(chǎn)生的微泡表 面上的電荷及電磁場(chǎng)域示意圖；
[0079] 圖45為本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的實(shí)施設(shè)備中氣穴發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0080] 圖46為電化學(xué)陽極氧化裝置的陽極氧化合成反應(yīng)過程；
[0081] 圖47為一張采用美國(guó)尼高力AVATAR 360ESP FT-IR對(duì)量子碳素液進(jìn)行紅外光譜 (IR)分析結(jié)果；
[0082] 圖48為另一張采用美國(guó)尼高力AVATAR 360ESP FT-IR對(duì)量子碳素粒子進(jìn)行紅外 光譜（IR)分析結(jié)果；
[0083] 圖49為采用日本電子公司JEM-2010高分辨率通用型透射電子顯微鏡進(jìn)行透射電 子顯微鏡（TEM)分析結(jié)果；
[0084] 圖50為另一張采用日本電子公司JEM-2010高分辨率通用型透射電子顯微鏡進(jìn)行 透射電子顯微鏡（TEM)分析結(jié)果；
[0085] 圖51-圖57為采用美國(guó)維易科（Veeco)精密儀器有限公司的原子力顯微鏡對(duì)量 子碳素進(jìn)行AFM分析結(jié)果；
[0086] 圖58為采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)實(shí)施例2樣品的結(jié)果；
[0087] 圖59為苯六甲酸國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)紅外吸收譜圖；
[0088] 圖60為實(shí)施例3樣品的紅外吸收光譜分析結(jié)果；
[0089] 圖61石墨碳（carbon graphite)的XRD標(biāo)準(zhǔn)卡片圖，卡片號(hào)為75-1621 ;
[0090] 圖62為采用日本理學(xué)Rigaku公司的Automated D/Max B型衍射儀對(duì)量子碳素液 中的固體物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果圖；
[0091] 圖63為量子碳素粒子X射線光電子能譜（XPS)分析圖；
[0092] 圖64為對(duì)量子碳素粒子中的C Is進(jìn)行窄譜分析（電子能譜分析）圖；
[0093] 圖65對(duì)量子碳素粒子中的0 Is進(jìn)行窄譜分析（電子能譜分析）圖。
[0094] 附圖中的英文與中文對(duì)照如下：
[0095] Digital Instruments NanoScopc 納米)?數(shù)U儀器 Scan size 掃描尺寸范圍 l.OOOimi Scan rale f 丨描頻率 1.%9Ηζ Number of samples 樣丨1丨丨丨丨數(shù)以· 256m I Image Data 圖像數(shù)據(jù) 取最大點(diǎn) Data scale 數(shù)據(jù)比例尺度 2.000nm View angle 視角 Light angle 光線角度 X 0.200 um/div X軸0.200微米/亥丨」度 Z 2.000 nm/div Z 軸 2.000 納米/刻 1遼 0 deg 0 Section Analysis 截面分析 Spectrum }tiu Surface distance 縱向距離 Horiz disUmee(L) 水平方向距離 Vert distance 垂直方向 Angle deg 角度 度 Spectral period DC 光譜廚波直流 Spectral freq 0Hz 尤譜頻率 〇Hz Spectral RMS amp Onm 光游RMS放人器 0納米 %Transm iUance 透射率％ Wavcnumbcrs(cm-1) 周波數(shù) cm-1 BENZENEHEX ACARBOXYLIC ACID 苯六甲酸 Relative Abundance 札I對(duì)十 Time(min) 時(shí)間（秒） m/z 質(zhì)荷比 2-theta scale 2Θ 衍射角
[0096] Intensity 強(qiáng)度 Binding Energy (eV) 電子結(jié)合能（電子伏） C/S 光電子的測(cè)量強(qiáng)度
【具體實(shí)施方式】
[0097] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的方法，具有安全可靠、實(shí)施容易、效果 可控的優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)施設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、控制準(zhǔn)確。
[0098] 如圖1所示，是本實(shí)用新型實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備的總裝結(jié)構(gòu)示意圖，包括液 壓泵1、微泡發(fā)生器2、氣體供給裝置3、氣穴發(fā)生器4,液壓泵1的左側(cè)與進(jìn)料管路5連通， 液壓泵1的上側(cè)與第一輸送管路6的左端連通，液壓泵1的下側(cè)與回路管路7的左端連通， 第一輸送管路6右端與回路管路7右端連通并同時(shí)與出料管路8連通；進(jìn)料管路5上設(shè)有 雙向通路閥Fi，第一輸送管路6上設(shè)有雙向通路閥F 2和雙向通路閥F3，回路管路7上設(shè)有 雙向通路閥F4和雙向通路閥F 5，出料管路8上設(shè)有雙向通路閥F6。
[0099] 氣穴發(fā)生器4設(shè)在雙向通路閥F2和雙向通路閥F3之間的第一輸送管路6上并分 別與兩側(cè)的第一輸送管路6連通；微泡發(fā)生器2的下側(cè)通過第二輸送管路9與回路管路7 連通，第二輸送管路9與回路管路7的連通位置設(shè)在雙向通路閥F 4和雙向通路閥F5之間， 微泡發(fā)生器2的右側(cè)通過供氣管路10與氣體供給裝置3連通，微泡發(fā)生器2的上側(cè)通過第 三輸送管路11與氣穴發(fā)生器4連通；第四輸送管路12的兩端分別與第一輸送管路6和回 路管路7連通，第四輸送管路12與第一輸送管路6的連通位置設(shè)在雙向通路閥F 2與氣穴 發(fā)生器4之間，第四輸送管路12與回路管路7的連通位置設(shè)在雙向通路閥F4和雙向通路 _F 5之間。
[0100] 需要說明的是，為對(duì)各管路中的介質(zhì)進(jìn)行采樣，測(cè)量介質(zhì)的流量、液壓、pH值和溫 度，可以在雙向通路閥Fi與液壓泵1之間的進(jìn)料管路5上設(shè)置溶氧度采樣儀D〇i和氧化還 原電位采樣儀& ;在第四輸送管路12和第一輸送管路6的連通位置與氣穴發(fā)生器4之間 的第一輸送管路6上依次設(shè)置流量測(cè)量?jī)xU、壓力測(cè)量?jī)x％、pH值測(cè)量?jī)xpHi、溫度測(cè)量?jī)x ?\ ;在氣穴發(fā)生器4與雙向通路閥F3之間的第一輸送管路6上依次設(shè)置壓力測(cè)量?jī)xV2、氧 化還原電位采樣儀R 2、pH值測(cè)量?jī)xpH2、溫度測(cè)量?jī)xT2 ;雙向通路微調(diào)閥匕通過旁路管路分 別與氣穴發(fā)生器4和第一輸送管路6連通，旁路管路與第一輸送管路6連通的位置設(shè)在氣 穴發(fā)生器4和壓力測(cè)量?jī)xV 2之間，雙向通路微調(diào)閥匕用于對(duì)氣穴發(fā)生器4的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行 微調(diào)；在第二輸送管路9上設(shè)置雙向通路閥F7和壓力測(cè)量?jī)xV 3 ;在供氣管路10上設(shè)置流量 測(cè)量?jī)xL2 ;在第三輸送管路11上設(shè)置雙向通路閥F8 ;在第四輸送管路12上設(shè)置雙向通路 閥F9和流量測(cè)量?jī)xL3 ;在雙向通路閥F6右側(cè)的出料管路8上設(shè)置流量測(cè)量?jī)xL4和溶氧度 采樣儀D0 2。
[0101] 進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高自動(dòng)化管理程度，還可增設(shè)控制系統(tǒng)（圖中未示 出），在控制系統(tǒng)中設(shè)置可編程邏輯控制器PLC，控制系統(tǒng)用于對(duì)進(jìn)料管路5、第一輸送管路 6、回路管路7、出料管路8、第二輸送管路9、供氣管路10、第三輸送管路11、第四輸送管路 12上的雙向通路閥、溶氧度采樣儀、氧化還原電位采樣儀、、流量測(cè)量?jī)x、壓力測(cè)量?jī)x、pH值 測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、監(jiān)測(cè)、控制以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。
[0102] 如圖2所示，微泡發(fā)生器2包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)腔中的五組微泡發(fā)生器組件， 需要說明的是，微泡發(fā)生器的組數(shù)不限五組，只要設(shè)置一組以上即可實(shí)施本實(shí)用新型目的。 在殼體左側(cè)壁上設(shè)置進(jìn)液口 201和進(jìn)氣口 202,在殼體右側(cè)壁上設(shè)置出料口 203,并在相鄰 微泡發(fā)生器組件之間設(shè)置環(huán)形墊圈204,以使微泡發(fā)生器組件之間相對(duì)固定；微泡發(fā)生器 組件由左蓋21、右蓋22和設(shè)置于左蓋21與右蓋22之間的組件盤23組合構(gòu)成，左蓋21、右 蓋22和組件盤23均設(shè)為圓盤狀，左蓋21和右蓋22的直徑設(shè)置相等且要大于組件盤23的 直徑，左蓋21與右蓋22的中心均設(shè)有貫通孔，殼體上設(shè)有用于調(diào)整左蓋21和右蓋22同軸 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置（圖中未示出）。
[0103] 需要說明的是，微泡發(fā)生器組件可以有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只要使左蓋21和組件盤 23上的凹槽成對(duì)稱設(shè)計(jì)，當(dāng)兩者相對(duì)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)使兩者上的各凹槽能相互連通即 可。
[0104] 如圖3至圖12所示，是微泡發(fā)生器組件第一種實(shí)施方式，在左蓋21的右側(cè)面邊緣 處設(shè)置向右凸起的第一凸起邊沿2101，在左蓋21的右側(cè)面中部設(shè)置向右凸起的且與組件 盤23半徑相等的短圓柱2102,使短圓柱2102的圓周壁與第一凸起邊沿2101的內(nèi)側(cè)壁之間 留有間隙；在短圓柱2102的右端面設(shè)置一個(gè)中心凹槽2103、十二個(gè)圓形凹槽2104和十二 個(gè)半圓形凹槽2105,中心凹槽2103設(shè)置在短圓柱2102的右側(cè)面中部位置，中心凹槽2103 的邊緣設(shè)有均勻分布的六個(gè)半圓形槽，圓形凹槽2104設(shè)置在中心凹槽2103的周向外側(cè)且 沿正六連的各邊均勻分布，半圓形凹槽2105設(shè)置在短圓柱2102的邊緣且使每個(gè)半圓形凹 槽2105和相鄰的圓形凹槽2104之間的最小距離均相等，并使相鄰的中心凹槽2103、圓形凹 槽2104、半圓形凹槽2105相互之間的最小距離均小于圓形凹槽2104的半徑。
[0105] 在右蓋22的左側(cè)面邊緣處設(shè)置向左凸起的且與左蓋21上的第一凸起邊沿2101 對(duì)稱的第二凸起邊沿2201，組件盤23與右蓋22通過連接柱24固定連接，使組件盤23的右 側(cè)面與右蓋22的左側(cè)面之間留有間隙，組件盤23的圓周壁與第二凸起邊沿2201的內(nèi)側(cè)壁 之間留有間隙。在組件盤23的左端面設(shè)置與短圓柱2102的右端面相同的凹槽結(jié)構(gòu)。當(dāng)左 蓋21、組件盤23和右蓋22組裝成微泡發(fā)生器組件時(shí)，左蓋21上的第一凸起邊沿2101要與 右蓋22上的第二凸起邊沿2201實(shí)現(xiàn)密封貼合，短圓柱2102的右端面也要與組件盤12的 左端面實(shí)現(xiàn)密封貼合。
[0106] 如圖13至圖22所示，為微泡發(fā)生器組件的第二種實(shí)施方式，其結(jié)構(gòu)與第一種實(shí)施 方式不同的是，增設(shè)十八個(gè)圓形凹槽2104,并讓增設(shè)的圓形凹槽2104均勻分布在原有圓形 凹槽2104外側(cè)的正六邊形的各邊上；同時(shí)把半圓形凹槽2105增加為十八個(gè)，同樣要使每 個(gè)半圓形凹槽2105和相鄰的圓形凹槽2104之間的最小距離均相等，并使相鄰的中心凹槽 2103、圓形凹槽2104、半圓形凹槽2105相互之間的最小距離均小于圓形凹槽2104的半徑。 第二種實(shí)施方式使微泡發(fā)生器組件包含了兩重圓形凹槽2104的結(jié)構(gòu)。通過增加圓形凹槽 2104和半圓形凹槽2105數(shù)量，可以使微泡發(fā)生器包含更多的微泡發(fā)生腔，使氣液混合物在 微泡發(fā)生器中進(jìn)行更為徹底的物理化學(xué)反應(yīng)，使控制更為精確。需要說明的是，理論上可以 把微泡發(fā)生器組件設(shè)計(jì)成包含無數(shù)重圓形凹槽2104的結(jié)構(gòu)，基于使用目的和制造成本，可 根據(jù)實(shí)際需要選擇應(yīng)用。
[0107] 如圖23至圖32所示，為微泡發(fā)生器組件的第三種實(shí)施方式，其結(jié)構(gòu)與第二種實(shí) 施方式不同的是，在短圓柱2102的右側(cè)面通過設(shè)置一個(gè)中心凹槽2103、二十五個(gè)圓形凹槽 2104和十五個(gè)半圓形凹槽2105,在中心凹槽2103的邊緣設(shè)置均勻分布的五個(gè)半圓形槽，使 圓形凹槽2104均勻分布在兩個(gè)同心正五邊形的各邊上，同樣要使每個(gè)半圓形凹槽2105和 相鄰的圓形凹槽2104之間的最小距離均相等，并使相鄰的中心凹槽2103、圓形凹槽2104、 半圓形凹槽2105相互之間的最小距離均小于圓形凹槽2104的半徑。
[0108] 如圖33至圖42所示為微泡發(fā)生器組件的第四種實(shí)施方式，其結(jié)構(gòu)與第二種和第 三種實(shí)施方式不同的是，在短圓柱2102的右側(cè)面通過設(shè)置一個(gè)中心凹槽2103、三十五個(gè)圓 形凹槽2104和二^^一個(gè)半圓形凹槽2105,在中心凹槽2103的邊緣設(shè)置均勻分布的七個(gè)半 圓形槽，使圓形凹槽2104均勻分布在兩個(gè)同心正七邊形的各邊上，同樣要使每個(gè)半圓形凹 槽2105和相鄰的圓形凹槽2104之間的最小距離均相等，并使相鄰的中心凹槽2103、圓形凹 槽2104、半圓形凹槽2105相互之間的最小距離均小于圓形凹槽2104的半徑。
[0109] 需要說明的是，微泡發(fā)生器組件的結(jié)構(gòu)不限于以上列舉的實(shí)施例，可以在中心凹 槽的邊緣通過設(shè)置均勻分布的η個(gè)半圓形槽，把圓形凹槽的設(shè)置個(gè)數(shù)為η的倍數(shù)且沿以中 心凹槽為中心的m個(gè)同心正η邊形的各邊均勻分布，并把半圓形凹槽的設(shè)置個(gè)數(shù)等于最外 側(cè)正η邊形各邊上分布的圓形凹槽的數(shù)量之和，同時(shí)使每個(gè)半圓形凹槽和相鄰的圓形凹槽 之間的最小距離均相等，使相鄰的中心凹槽、圓形凹槽、半圓形凹槽相互之間的最小距離均 小于圓形凹槽的半徑。理論上使η > 3, m > 1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，考慮 到使用需要和設(shè)計(jì)制造成本等因素，8彡η彡5,6彡m彡2時(shí)最為合適，且效果最好控制。
[0110] 當(dāng)左蓋21和組件盤23上的各凹槽處于對(duì)稱位置時(shí)，左蓋21和組件盤23上的各 凹槽配合形成多個(gè)封閉的微泡發(fā)生腔，左蓋21中部的貫通孔與右蓋22中部的貫通孔因微 泡發(fā)生腔封閉不連通，當(dāng)左蓋21和右蓋22相對(duì)旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，由于組件盤23與右蓋22 是固定連接的，左蓋21上的短圓柱2102右側(cè)面的各凹槽和組件盤23左側(cè)面的對(duì)應(yīng)凹槽應(yīng) 會(huì)相互錯(cuò)開，由于各凹槽之間的距離小于圓形凹槽2104的半徑，而且圓形凹槽2104是按正 六邊形的各邊均勻分布的，各微泡發(fā)生腔應(yīng)會(huì)因此相互連通，并通過右蓋22和左蓋21與組 件盤23之間因留有間隙形成的通道，使左蓋21中部的貫通孔與右蓋22中部的貫通孔之間 形成有效通路。液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)由左蓋21中間的貫通孔進(jìn)入微泡發(fā)生器組件，氣液混 合物微泡初生后，在不同參數(shù)狀態(tài)下的微泡發(fā)生腔中進(jìn)行發(fā)育、膨脹、壓縮、潰變，經(jīng)過多組 微泡發(fā)生器組件反復(fù)地發(fā)生壓潰拉伸回彈再生，使微泡的尺寸每再生一次則裂變?yōu)闊o數(shù)個(gè) 小尺寸微泡。
[0111] 需要說明的是，通過調(diào)整左蓋21和組件盤23同軸旋轉(zhuǎn)的相對(duì)角度、供氣量的多 少、介質(zhì)的流量、液壓、溫度及運(yùn)動(dòng)粘度等技術(shù)參數(shù)，可有效控制微泡的尺寸和密度。通常使 用情下，液體介質(zhì)壓力范圍為〇. OIMpa?lOOMpa，優(yōu)選0. 02Mpa?lOMpa ;液體介質(zhì)流量范 圍為0. 01升/分鐘?100升/分鐘，優(yōu)選0. 1升/分鐘?30升/分鐘；液體介質(zhì)運(yùn)動(dòng)粘度 范圍：0. 20mm2/s?180. 00mm2/s，優(yōu)選0. 50mm2/s?180. 00mm2/s ;氣體介質(zhì)運(yùn)動(dòng)粘度范圍 為1. 00mm2/s?110. 00mm2/s，優(yōu)選1. 20mm2/s?30. 00mm2/s。本實(shí)用新型微泡發(fā)生器可 批量產(chǎn)出含有25nm級(jí)以下的高濃度納米級(jí)微泡的介質(zhì)混合物。如圖43所示，為納米級(jí)微 泡的尺寸和濃度的頻度圖，微泡尺寸在l〇〇nm左右時(shí)頻度最大，約為每毫升含12億個(gè)微泡 的濃度。如圖44所示，在微泡生成過程中，當(dāng)微泡尺寸達(dá)到納米級(jí)以下時(shí)，由于電離、離子 吸附、離子取代、摩擦接觸等各種因素相互影響，微泡表面會(huì)集聚大量負(fù)電荷。由于帶電微 粒會(huì)吸引分散的帶相反電荷的離子，距離微泡表面較近的離子就會(huì)被強(qiáng)烈束縛著，距離微 泡表面較遠(yuǎn)的離子則會(huì)形成一個(gè)松散的電子云。根據(jù)電容原理就會(huì)形成雙電層的對(duì)稱電離 層，從而在每個(gè)微泡周圍形成球形超級(jí)電場(chǎng)，且會(huì)吸引介質(zhì)溶液中帶相反電荷的離子一起 運(yùn)動(dòng)。微泡攜帶電場(chǎng)能量在介質(zhì)中能形成能量氣穴，使更多能量參與介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)。
[0112] 氣穴發(fā)生器4包括外殼和設(shè)置于外殼中的介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)腔，介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)腔包括 兩端均開口的粗腔41、收縮腔42和細(xì)腔43,粗腔41和細(xì)腔43之間通過收縮腔42過渡，粗 腔41的左端與設(shè)置在外殼上的介質(zhì)進(jìn)腔口連通，細(xì)腔43的右端與介質(zhì)出腔口 44連通，介 質(zhì)出腔口 44為向右張開的喇叭狀；外殼上還開設(shè)有與細(xì)腔43左端連通的微泡輸送通道。
[0113] 設(shè)粗腔41的直徑為Di，細(xì)腔43的直徑為D2，收縮腔42的長(zhǎng)度加上細(xì)腔43的長(zhǎng) 度為L(zhǎng)，使0. 01彡（Di_D2)/L彡0. 1 ;設(shè)收縮腔42的截面邊緣線與細(xì)腔43的截面邊緣線的 夾角為α，使35°彡α彡75° ;設(shè)介質(zhì)出腔口 44的截面邊緣線與細(xì)腔43的截面右側(cè)邊 的夾角為β，使45°彡β彡85°。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方式，0.015彡（DfDj/L彡0.03; 45° 彡 α 彡 65° ;55° 彡 β 彡 75°。
[0114] 介質(zhì)在氣穴發(fā)生器4中發(fā)生強(qiáng)化反應(yīng)的過程如下，液壓泵將介質(zhì)以一定壓強(qiáng)輸送 到氣穴發(fā)生器4,依次流經(jīng)粗腔41、收縮腔42和細(xì)腔43,強(qiáng)化反應(yīng)后從介質(zhì)出腔口 44輸出。 介質(zhì)從粗腔41流向收縮腔42的過程中，由于腔體收縮介質(zhì)流速增強(qiáng)，此時(shí)介質(zhì)壓力主要表 現(xiàn)為動(dòng)壓。在細(xì)腔43左端處由于通入了含有高濃度納米級(jí)微泡的介質(zhì)混合體，介質(zhì)中的壓 力釋放，從而產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，相當(dāng)于腔體進(jìn)一步縮小，介質(zhì)流速進(jìn)一步加快，并吸入大量納米 級(jí)微泡；介質(zhì)流過負(fù)壓區(qū)后，壓強(qiáng)恢復(fù)，液體流速下降，介質(zhì)動(dòng)壓變換為靜壓；在介質(zhì)出腔 口 44處，由于出腔口突然變大，介質(zhì)經(jīng)過充分的微泡加壓溶解后，加之液體已成為過飽和 狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生大量的高速射流，能量釋放，檢測(cè)表明，此階段介質(zhì)溫度可達(dá)40°C?250°C。需 要說明的是，根據(jù)制備和使用目的不同，可對(duì)液壓泵的輸送壓、介質(zhì)流量及溫度，以及輸送 微泡的流量及壓強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整。
[0115] 本實(shí)用新型在充分地研究水的性質(zhì)以及和納米微泡相互作用的基礎(chǔ)上，提出制備 納米微泡的設(shè)備和定量供給氣穴，達(dá)到更豐富的自由基對(duì)空穴的強(qiáng)化效果，從而達(dá)到高效 綠色能源的目的。
[0116] 水的基本性質(zhì)是：溶點(diǎn)〇°C、沸點(diǎn)100°C、臨界溫度373.99°C、最大密度溫度 3. 98 °C、表面張力 72. 75gyn/cm、阻抗 2. 5 X 107 Ω cm、0-H 間距 0· 09572nm、Η-0-Η 角度 104. 52°、水離解H+、0H-的離子積（25°C )是{H+}*{0H-} = 1. 27X10-14。本實(shí)用新型發(fā) 現(xiàn)，如果改變?chǔ)?0-Η角度的話，那么水的性質(zhì)和水與其他物質(zhì)的溶合性都將發(fā)生變化。眾所 周知，現(xiàn)在有很多方法來改變水的性質(zhì)并得以應(yīng)用。例如電解水以及使用磁石的方法使H+、 0H-離子化產(chǎn)生影響，并試圖使水分子團(tuán)變得更小，使水得到特殊的性質(zhì)加以應(yīng)用。最近也 常有碳?xì)淙剂贤ㄟ^磁場(chǎng)可以提高燃燒效率減少成本的報(bào)道等等事例很多，但是，不是作用 力過小達(dá)不到預(yù)想的效果就是高成本難以實(shí)施應(yīng)用。
[0117] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備使介發(fā)強(qiáng)化反應(yīng)利用了水分子量子化控制制備方法， 著重于全面改變水的各項(xiàng)指標(biāo)和性質(zhì)，在水分子之間、Η-0-Η之間、0-H之間賦予多波 段共鳴諧振場(chǎng)和納米級(jí)微泡超級(jí)電場(chǎng)，使水的原有性質(zhì)發(fā)生如下變化：水的表面張力從 72. 75gyn/cm可以下降到趨向于極小數(shù)值；Η-0-Η的角度104. 52°變?yōu)?45-160° (推算）； 阻抗從2. 5X 107 Ω cm趨向0 ;溶點(diǎn)由〇°C變?yōu)?20°C以下等等性質(zhì)發(fā)生變化。如果從水分 子的Η-0-Η的角度104. 52°變?yōu)?45-160°的話，那么水的六角形的二十個(gè)集合體面都分 別分離出一個(gè)氫離子，這樣，水的物理性如壓力、熱、磁場(chǎng)等產(chǎn)生影響，同時(shí)可以制備出高濃 度量子化水體。
[0118] 使用本實(shí)用新型所述設(shè)備制備出高濃度量子化水體，所述量子化水體是指純凈非 離子水、自來水以及物質(zhì)溶解水中，施加特定量的量子碳素組成的液體水。并采用了特殊結(jié) 構(gòu)和物理方法制備納米氣體微泡來實(shí)施的方法，所述納米氣體的性質(zhì)可以是空氣，氧、氫、 氮、氬、氦、氖、氪等單質(zhì)氣體、甲烷、乙烷、丙烷等烷烴氣體，煤氣、天然氣等石化氣體、一氧 化碳、二氧化碳、氧化亞氮等碳氧化氣體、氟化物氣體等，包括上述氣體的混合氣體。利用水 基液體的改性和納米微泡制備提供，并與氣穴產(chǎn)生機(jī)制的配合，產(chǎn)生高溫高壓、自由基、沖 擊波和高速射流等的高熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、光電學(xué)等一系列氣穴效應(yīng)。
[0119] 實(shí)施例1
[0120] 將量子化液體經(jīng)液壓泵1通入本實(shí)用新型的設(shè)備中，溶氧度DOi為6. 12mg/L，氧 化還原電位札為255. 6mv ;水溫?\為17. 0°C 0?值為6. 8-7. 0 ;液壓泵1向設(shè)備提供設(shè) 備供給壓力為1. OMpa，氣穴發(fā)生器4的進(jìn)口壓Vi為0. 45Mpa ;流量計(jì)Q為每分鐘80升， 流量計(jì)L3為每分鐘20升，流量計(jì)L2為每分鐘0. 15-0. 5升，微泡發(fā)生器2的進(jìn)口壓V3為 0. 5-0. 6Mpa，氣穴發(fā)生器4的出口壓V2為0. 02Mpa ;氧化還原電位R2為282. 5-382. 5mv ;水 溫?\為72. 0-77. 0°C，水溫差T2-I\ = 55°C，口氏值為2. 0-5. 8,設(shè)備運(yùn)行正常后，從雙向通 路閥F5出取樣，收集得到含有納米微泡的產(chǎn)品，每毫升產(chǎn)品中含12-14億個(gè)微泡的密度，含 量為 0· 092-0. 628ppm ;
[0121] 其中，量子化液體為懸浮液，包括量子碳素液和溶劑，量子碳素液的濃度是 0. 1% -0.45%，量子碳素液的添加量為溶劑的1% -3%，量子碳素液中包括量子碳素。
[0122] 量子碳素，包括粒徑為0. 6-100nm的碳素粒子，碳素粒子為單碳和/或石墨烯粒 子，在碳素粒子的表層具有含有碳、氫、氧、氮的化合物，含有碳、氫、氧、氮的化合物包括稠 環(huán)芳烴、含有碳氧單鍵的化合物、含有碳氧雙鍵的化合物、含有碳?xì)滏I的化合物。
[0123] 優(yōu)選的是，量子碳素由如下質(zhì)量百分比的碳素粒子構(gòu)成：0. 6彡粒徑彡0. 9nm的 碳素粒子50%?95%、0.9<粒徑<50.011111的碳素粒子10%?50%、50彡粒徑彡10011111 的碳素粒子〇%?20% ;含有碳、氫、氧、氮的化合物為稠環(huán)芳烴、含有碳氧單鍵的化合物、 含有碳氧雙鍵的化合物、含有碳?xì)滏I的化合物的一種或幾種的混合物，其中各元素比例為： C45%?55%，H0. 2%?2. 0%，N0. 1%?0. 3%，045%?65%。
[0124] 元素分析結(jié)果采用美國(guó)EAI公司CE-440型快速元素分析儀得到的，分析精度： 0. 15 %，分析準(zhǔn)確度：0. 15%，比例關(guān)系可以看出，量子碳素粒子整體上含氧基團(tuán)的數(shù)目很 商。
[0125] 更優(yōu)選的是，稠環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)中的碳元素 contentO. 433,結(jié)構(gòu)式如下（不限于以下 結(jié)構(gòu)式）：
[0126]
【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，包括液壓泵（1)、微泡發(fā)生器（2)、氣體供給裝置 (3)、氣穴發(fā)生器（4)，其特征在于： 所述液壓泵（1)的左側(cè)與進(jìn)料管路（5)連通，液壓泵（1)的上側(cè)與第一輸送管路（6) 的左端連通，液壓泵（1)的下側(cè)與回路管路（7)的左端連通，第一輸送管路（6)右端與回路 管路（7)右端連通并同時(shí)與出料管路（8)連通； 進(jìn)料管路（5)上設(shè)有雙向通路閥匕，第一輸送管路（6)上設(shè)有雙向通路閥&和雙向通 路閥F3,回路管路（7)上設(shè)有雙向通路閥F4和雙向通路閥F5，出料管路（8)上設(shè)有雙向通 路閥F 6 ; 氣穴發(fā)生器（4)設(shè)在雙向通路_F2和雙向通路閥F3之間的第一輸送管路（6)上并分 別與兩側(cè)的第一輸送管路（6)連通；微泡發(fā)生器（2)的下側(cè)通過第二輸送管路（9)與回路 管路（7)連通，第二輸送管路（9)與回路管路（7)的連通位置設(shè)在雙向通路閥匕和雙向通 路閥F 5之間，微泡發(fā)生器（2)的右側(cè)通過供氣管路（10)與氣體供給裝置（3)連通，微泡發(fā) 生器（2)的上側(cè)通過第三輸送管路（11)與氣穴發(fā)生器（4)連通；第四輸送管路（12)的兩 端分別與第一輸送管路（6)和回路管路（7)連通，第四輸送管路（12)與第一輸送管路（6) 的連通位置設(shè)在雙向通路閥F 2與氣穴發(fā)生器（4)之間，第四輸送管路（12)與回路管路（7) 的連通位置設(shè)在雙向通路閥F4和雙向通路閥F 5之間。
2. 按照權(quán)利要求1所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于： 雙向通路閥匕與液壓泵（1)之間的進(jìn)料管路（5)上設(shè)有溶氧度采樣儀D〇i和氧化還原 電位采樣儀札； 第四輸送管路（12)和第一輸送管路（6)的連通位置與氣穴發(fā)生器（4)之間的第一輸 送管路（6)上依次設(shè)有流量測(cè)量?jī)xU、壓力測(cè)量?jī)x％、pH值測(cè)量?jī)xpHi、溫度測(cè)量?jī)x?\ ; 氣穴發(fā)生器（4)與雙向通路閥F3之間的第一輸送管路（6)上依次設(shè)有壓力測(cè)量?jī)xV2、 氧化還原電位采樣儀R2、pH值測(cè)量?jī)xpH2、溫度測(cè)量?jī)xT2 ; 雙向通路微調(diào)閥匕通過旁路管路分別與氣穴發(fā)生器（4)和第一輸送管路（6)連通，旁 路管路與第一輸送管路（6)連通的位置設(shè)在氣穴發(fā)生器（4)和壓力測(cè)量?jī)xV2之間； 第二輸送管路（9)上設(shè)有雙向通路閥F7和壓力測(cè)量?jī)xV3;供氣管路（10)上設(shè)有流量 測(cè)量?jī)xL2 ;第三輸送管路（11)上設(shè)有雙向通路閥F8 ;第四輸送管路（12)上設(shè)有雙向通路 閥F9和流量測(cè)量?jī)xL3 ;雙向通路閥F6右側(cè)的出料管路⑶上設(shè)有流量測(cè)量?jī)xL4和溶氧度 采樣儀D0 2。
3. 按照權(quán)利要求2所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)，所 述控制系統(tǒng)設(shè)有可編程邏輯控制器PLC，控制系統(tǒng)用于對(duì)進(jìn)料管路（5)、第一輸送管路（6)、 回路管路（7)、出料管路（8)、第二輸送管路（9)、供氣管路（10)、第三輸送管路（11)、第四輸 送管路（12)上的雙向通路閥、溶氧度采樣儀、氧化還原電位采樣儀、流量測(cè)量?jī)x、壓力測(cè)量 儀、pH值測(cè)量?jī)x、溫度測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、監(jiān)測(cè)、控制。
4. 按照權(quán)利要求3所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：所述微泡發(fā)生器 (2)包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)腔中的至少一組微泡發(fā)生器組件，殼體左側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口 (201)和進(jìn)氣口（202)，殼體右側(cè)壁上設(shè)有出料口（203)，相鄰微泡發(fā)生器組件之間設(shè)有環(huán) 形墊圈（204); 微泡發(fā)生器組件由左蓋（21)、右蓋（22)和設(shè)置于左蓋（21)與右蓋（22)之間的組件盤 (23)組合構(gòu)成，左蓋（21)、右蓋（22)和組件盤（23)均為圓盤狀，左蓋（21)和右蓋（22)的 直徑相等且大于組件盤（23)的直徑，左蓋（21)與右蓋（22)的中心均設(shè)有貫通孔，殼體上 設(shè)有用于調(diào)整左蓋（21)和右蓋（22)同軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置； 左蓋（21)的右側(cè)面邊緣處設(shè)有向右凸起的第一凸起邊沿（2101)，左蓋（21)的右側(cè) 面中部設(shè)有向右凸起的且與組件盤（23)半徑相等的短圓柱（2102)，短圓柱（2102)的圓周 壁與第一凸起邊沿（2101)的內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有間隙，短圓柱（2102)的右端面設(shè)有中心凹槽 (2103)、圓形凹槽（2104)和半圓形凹槽（2105)，中心凹槽（2103)設(shè)置一個(gè)且設(shè)置在短圓柱 (2102)的右側(cè)面中部位置，圓形凹槽（2104)設(shè)置在中心凹槽（2103)的周向外側(cè)，半圓形 凹槽（2105)設(shè)置在短圓柱（2102)的邊緣，中心凹槽（2103)的邊緣設(shè)有均勻分布的η個(gè)半 圓形槽，η彡3,圓形凹槽（2104)的設(shè)置個(gè)數(shù)為η的倍數(shù)且沿以中心凹槽（2103)為中心的 m個(gè)同心正η邊形的各邊均勻分布，m彡1，半圓形凹槽（2105)的設(shè)置個(gè)數(shù)等于最外側(cè)正η 邊形各邊上分布的圓形凹槽（2104)的數(shù)量之和，每個(gè)半圓形凹槽（2105)和相鄰的圓形凹 槽（2104)之間的最小距離均相等，相鄰的中心凹槽（2103)、圓形凹槽（2104)、半圓形凹槽 (2105)相互之間的最小距離均小于圓形凹槽（2104)的半徑； 右蓋（22)的左側(cè)面邊緣處設(shè)有向左凸起的且與左蓋（21)上的第一凸起邊沿（2101) 對(duì)稱的第二凸起邊沿（2201)，組件盤（23)與右蓋（22)通過連接柱（24)固定連接，組件盤 (23)的右側(cè)面與右蓋（22)的左側(cè)面之間設(shè)有間隙，組件盤（23)的圓周壁與第二凸起邊沿 (2201)的內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有間隙； 組件盤（33)的左端面設(shè)有與短圓柱（2102)的右端面相同的凹槽結(jié)構(gòu)；左蓋（21)上的 第一凸起邊沿（2101)與右蓋（22)上的第二凸起邊沿（2201)密封貼合，短圓柱（2102)的 右端面與組件盤（23)的左端面密封貼合。
5. 按照權(quán)利要求4所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：8 > η > 5， 6 ^ m ^ 3〇
6. 按照權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：所述氣穴 發(fā)生器（4)包括外殼和設(shè)置于外殼中的介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)腔，介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)腔包括兩端均開口 的粗腔（41)、收縮腔（42)和細(xì)腔（43)，粗腔（41)和細(xì)腔（43)之間通過收縮腔（42)過渡， 粗腔（41)的左端與設(shè)置在外殼上的介質(zhì)進(jìn)腔口連通，細(xì)腔（43)的右端與介質(zhì)出腔口（44) 連通，介質(zhì)出腔口（44)為向右張開的喇叭狀；外殼上還開設(shè)有與細(xì)腔（43)左端連通的微泡 輸送通道。
7. 按照權(quán)利要求6所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：所述粗腔（41) 的直徑為Di，細(xì)腔（43)的直徑為D2，收縮腔（42)的長(zhǎng)度加上細(xì)腔（43)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)， 0. 01彡（Di-Dj/L彡0. 1 ;收縮腔（42)的截面邊緣線與細(xì)腔（43)的截面邊緣線的夾角為 α，35°彡α彡75° ;介質(zhì)出腔口（44)的截面邊緣線與細(xì)腔（43)的截面右側(cè)邊的夾角為 β，45。彡 β 彡 85°。
8. 按照權(quán)利要求7所述的實(shí)施介質(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的設(shè)備，其特征在于：0.015 < (Di-D2)/ L 彡0.03;45° 彡 α 彡65° ;55° 彡 β 彡75°。
【文檔編號(hào)】B01J19/00GK204107491SQ201420508465
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】朱光華, 劉力生, 王文杰 申請(qǐng)人:朱光華, 劉力生, 王文杰