多级协同管式高通量微细气泡发生器的成泡机理与特性研究

20240119

水利、环境和公共设施管理业

本科技成果已开展大量应用基础研究工作，设计研发了额定处理量分别为1 m3/h和10 m3/h的室内实验样机，完成了溶气性能、成泡性能和配套气浮除油性能的实验研究，并建立了初步的结构设计和放大设计方法。所设计研发的额定处理量为35m3/h的微气泡发生器工程样机应用于中海油深圳分公司恩平23-1钻采平台，提升处理量为350 m3/h的立式气浮装置除油率达38.79%，得到油田及作业方的一致认可。当前科技成果处于中试放大阶段。

优先国有大中型企业，能够为项目中试实验和推广应用提供雄厚的资金支持，具备完整的产业结构和试验场地，负责项目产品定型和市场推广。

可国（境）内外转让

本科技成果转化预期将推动相关企业增加1000万元以上产值，助力企业实现降本增效、节能减排，同时通过带动相关产业发展，可实现新增就业岗位上百个，具有显著的经济和社会效益。

2023科技重点项目

北京市教育委员会

本科技成果来源于2020年度北京市自然科学基金委员会-北京市教育委员会联合资助项目暨北京市教育委员会科技计划重点项目“多级协同管式高通量微细气泡发生器的成泡机理与特性研究”，通过耦合文丘里强化破碎和射流管式溶气，提出了立管空间内微泡经纬双环流协同强化溶气新方法，发明了“文丘里管+中空内筒”高通量溶气管式微气泡发生器。工作过程中，液相水流经文丘里管增压输送过程中可将气相由注气口自吸引入，并在湍流剪切和界面失稳协同作用下碎化成微小气泡；随后，混合有微小气泡的喷射流进入溶气管段，并在中空内筒助力下加速轴向方向环流混合，完成短时强化溶气传质。相比于常规填料溶气罐式微气泡发生技术，溶气时间由23min降至23s以下、工作压力由0.40.5MPa降至0.3MPa以下，成泡索特平均粒径介于30至50μm之间，且无需液位控制。本科技成果引领了溶气释放式微气泡发生技术“结构管式化、能耗低廉化、运维简易化”的发展方向，可直接应用于化工反应、矿物浮选、污染治理、生态修复、水产养殖、果蔬清洗、洗浴保健、无土栽培等领域，通过所产生的高质量微气泡为行业降本增效、节能减排提供助力。