用于氣體轉(zhuǎn)化的利用超聲波的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種用于將工藝氣體轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備（100），包括：用于將工藝氣體引入柱（125）中的液體介質(zhì)內(nèi)的器件（105）；以及被設(shè)置成生成超聲波能量的超聲波能量發(fā)生器（140），該設(shè)備（100）被構(gòu)造成將由發(fā)生器（140）生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量，該設(shè)備（100）被設(shè)置成允許收集已經(jīng)暴露于超聲波能量的工藝氣體。該設(shè)備（100）也優(yōu)選地包括微氣泡發(fā)生器（120），以生成工藝氣體的微氣泡，以便暴露于超聲波能量。超聲波能量發(fā)生器（140）可以被構(gòu)造成由于從中通過的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量。
【專利說明】用于氣體轉(zhuǎn)化的利用超聲波的設(shè)備和方法
[0001]通過引用合并
W02013/093527的內(nèi)容特此通過引用并入本文。Wang et al，J.Phys.Chem.Lett.2010, I, 48-53的內(nèi)容特此通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及溫室氣體的處置和處理。具體地但不排他地，本發(fā)明涉及處置和處理溫室氣體，諸如從工業(yè)來源(諸如煤、油或燃?xì)獍l(fā)電站)或者從一個或多個其它來源(諸如內(nèi)燃發(fā)動機)排出的燃燒氣體。在某些方面，本發(fā)明也涉及存儲容器中的液體的處理。
【背景技術(shù)】
[0003]應(yīng)該理解的是，來自工業(yè)廠房(諸如煤、油或燃?xì)獍l(fā)電站)和其它來源(包括內(nèi)燃發(fā)動機)的燃燒氣體的排放對環(huán)境是有害的。二氧化碳的排放是受到特別關(guān)注的，并且對于減少排放到大氣中的二氧化碳的量存在大量的興趣。
[0004]減少排放的一種方法是捕集并且存儲二氧化碳直到可用經(jīng)濟(jì)的處理方法將二氧化碳轉(zhuǎn)化成害處更少的或甚至有益的形式，諸如碳和氧(02)。不過，二氧化碳的存儲是昂貴的并且僅僅推遲了氣體的轉(zhuǎn)化的問題。
[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]參考所附權(quán)利要求，可以理解本發(fā)明的實施例。
[0007]本發(fā)明的方面提供一種設(shè)備和一種方法。
[0008]在本發(fā)明要求保護(hù)的方面中，提供用于將工藝氣體所包含的一種或多種反應(yīng)物化學(xué)物種轉(zhuǎn)化成一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備，其包括:
用于將工藝氣體引入載體液體介質(zhì)內(nèi)的器件；以及設(shè)置成生成超聲波能量的超聲波能量發(fā)生器，
該設(shè)備構(gòu)造成將由發(fā)生器生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量，
該設(shè)備設(shè)置成允許收集一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種。
[0009]本發(fā)明的實施例具有如下特征:工藝氣體可以經(jīng)受超聲波能量，從而導(dǎo)致工藝氣體或其一種或多種化學(xué)物種轉(zhuǎn)化成一種或多種其它化學(xué)物種(諸如一種或多種其它氣體)。
[0010]通過將超聲波能量投入已經(jīng)引入工藝氣體的液體介質(zhì)內(nèi)，工藝氣體可以經(jīng)受潰滅氣泡(collapsing bubble)中的空化(cavitat1n)，從而導(dǎo)致工藝氣體從一種化學(xué)物種(諸如二氧化碳)向一種或多種其它化學(xué)物種(諸如一種或多種碳?xì)浠衔锖?或可選地一種或多種其它物種)的轉(zhuǎn)化。例如，在一些實施例中，工藝氣體可以是或者可以包括二氧化碳作為反應(yīng)物化學(xué)物種，二氧化碳被轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物化學(xué)物種甲烷和氧。也可以使用其它轉(zhuǎn)化反應(yīng)。例如在一些實施例中，二氧化碳可以額外地或替代地轉(zhuǎn)化成不同的碳?xì)浠衔?，諸如乙烷、丙烷或者碳?xì)浠衔镏械娜我馄渌线m的碳?xì)浠衔?。在一些實施例中，二氧化碳可以被轉(zhuǎn)化成非碳?xì)浠衔锊牧?。在一些實施例中，除了二氧化碳之外的一種或多種化合物可以被轉(zhuǎn)化成一種或多種其它形式，無論是元素形式、化合物形式還是任意其它形式。
[0011]此外，本發(fā)明的一些實施例提供在用在工業(yè)中的化學(xué)化合物的生產(chǎn)中采用替代性能源(諸如可再生能源)的可能性，該化學(xué)化合物例如當(dāng)反應(yīng)時(例如當(dāng)被氧化時，可選地通過在含氧氣氛中燃燒)用作進(jìn)料材料或用作化學(xué)能量源的化合物。因此，本發(fā)明的一些實施例在提供用于存儲由可再生能源(諸如太陽能、風(fēng)能、波能和/或潮汐能)所生成的能量的器件方面可以是有用的。這種可再生能量可以例如用于對壓縮機提供動力以便驅(qū)動超聲波能量發(fā)生器，和/或?qū)Ψ蛛x器提供動力以便在工藝氣體暴露于超聲波能量之后分離化學(xué)物種。
[0012]在一些實施例中，工藝氣體可以包括二氧化碳，其通過暴露于超聲波能量而轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?。碳?xì)浠衔镫S后可以用作進(jìn)料材料，或者當(dāng)需要時作為燃料燃燒。在一些實施例中，一種或多種碳?xì)浠衔锟梢赞D(zhuǎn)化成一種或多種其它化合物，諸如一種或多種高級燒經(jīng)(higher alkane)、一種或多種燒經(jīng)、醇或者任意其它合適的化合物。
[0013]在一些實施例中，一種或多種催化劑材料可以用于促進(jìn)一種或多種反應(yīng)物化學(xué)物種向一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種(諸如銅、氧化鋅、氧化鋁(礬土、Al2O3))的轉(zhuǎn)化。在一些實施例中，可以采用這些催化劑中的一種或多種以促進(jìn)甲醇的合成。在一些實施例中，二氧化碳工藝氣體可以或者直接地或者經(jīng)由一種或多種中間化合物(諸如甲醇)轉(zhuǎn)化成短鏈烯烴(諸如乙稀和丙稀)。
[0014]應(yīng)該理解的是，短(1-4)C_鏈長度的烷烴碳?xì)浠衔?甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)在室溫和常壓下是氣態(tài)，并且在這種溫度和壓力下僅C-5(戊烷)或C-5以上的烷烴會變成液體。在這些條件下，在C16或C-16以上它們通常是固態(tài)。本發(fā)明的一些實施例可以可選地通過使用合適的催化劑生成C-n烷烴，其中η大于I。如果產(chǎn)生呈液體或固體形式的一種或多種碳?xì)浠衔?，則可以采用用于將碳?xì)浠衔锱c液體介質(zhì)或者其它氣體或固體介質(zhì)分離的合適手段。
[0015]有利地，超聲波發(fā)生器可以被構(gòu)造成響應(yīng)于從中通過的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量。
[0016]這具有如下優(yōu)勢:工藝氣體可以以極高效的方式經(jīng)受超聲波能量。應(yīng)該理解的是，可以借助于驅(qū)動氣體通過合適的發(fā)生器的流動來生成相對高強度的超聲波能量，該發(fā)生器可以例如包括氣哨裝置(whistle device)。需要輸入發(fā)生器以便生成相對高強度的超聲波能量的能量的量可以少于如果采用其它超聲波能量生成技術(shù)(諸如發(fā)電技術(shù)，諸如基于壓電裝置技術(shù)的超聲波生成技術(shù))時將需要的能量的量。
[0017]該設(shè)備可以被構(gòu)造成引起載體液體介質(zhì)中的工藝氣體通過導(dǎo)管的流動，并且將工藝氣體暴露于導(dǎo)管中的超聲波能量。在一些實施例中。導(dǎo)管可以具有任意所需要的取向，諸如實質(zhì)上水平。該設(shè)備可以被構(gòu)造成在其中，當(dāng)工藝氣體沿實質(zhì)上水平的方向行進(jìn)通過導(dǎo)管時，工藝氣體暴露于超聲波輻射。在沿實質(zhì)上豎直的方向安裝的導(dǎo)管的情況下，可以引起工藝氣體根據(jù)需要向上或向下行進(jìn)。在一些實施例中，可以采用具有既非水平也非豎直的取向的導(dǎo)管。在一些實施例中也可以使用其它設(shè)置。
[0018]有利地，超聲波能量發(fā)生器可以包括氣哨裝置，氣哨裝置被設(shè)置成當(dāng)驅(qū)使驅(qū)動氣體通過該裝置時生成超聲波能量。
[0019]該設(shè)備可以設(shè)置成在驅(qū)動氣體通過超聲波能量發(fā)生器之后將驅(qū)動氣體饋送到液體介質(zhì)內(nèi)。
[0020]該設(shè)備可以被設(shè)置成其中，工藝氣體提供或構(gòu)成驅(qū)動氣體。
[0021]S卩，可以引起工藝氣體穿過超聲波能量發(fā)生器來生成超聲波能量，從而提供或構(gòu)成驅(qū)動氣體，隨后通過進(jìn)入液體介質(zhì)，在該處氣體經(jīng)受由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波會bi。
[0022]在一些替代性實施例中，驅(qū)動氣體和工藝氣體可以是不同的或者可以來自不同的源。例如，在一些實施例中，可以在閉合環(huán)路設(shè)置中供應(yīng)驅(qū)動氣體，由此已被迫通過氣哨裝置的驅(qū)動氣體可以在實質(zhì)上連續(xù)的環(huán)路中被再次壓縮并被迫通過氣哨裝置。
[0023]驅(qū)動氣體可以是任意合適的氣體，諸如空氣、氮氣、二氧化碳、氬氣或者任意其它合適的氣體或者氣體混合物。
[0024]該設(shè)備可以包括微氣泡發(fā)生器，該設(shè)備被構(gòu)造成引起工藝氣體的微氣泡將在液體介質(zhì)中生成并且將經(jīng)受由超聲波能量發(fā)生器所生成的超聲波能量的照射。
[0025]這個特征的優(yōu)點在于，可以引起工藝氣體的微氣泡的空化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果工藝氣體呈包含二氧化碳的微氣泡的形式，則由于超聲波能量以高度有效的方式照射，二氧化碳可以轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锖脱酢?br>[0026]該設(shè)備可以可操作成使已暴露于超聲波能量的氣體通過分離器(諸如氣體分離器)，以根據(jù)化學(xué)物種分離氣體分子。分離器可以是任意合適的分離器，諸如中空纖維膜分離器。
[0027]應(yīng)該理解的是，以上文所描述的方式暴露于超聲波能量的工藝氣體可以不再具有與暴露于超聲波能量之前的工藝氣體相同的化學(xué)物種或者組分。不過應(yīng)該理解的是，作為工藝氣體引入的氣體和一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種可以隨后穿過氣體分離器以根據(jù)化學(xué)物種分離氣體分子。在一些實施例中，已暴露于由超聲波能量發(fā)生器所生成的超聲波能量的氣體被引入分離器以便從其分離產(chǎn)物化學(xué)物種。在一些實施例中，已暴露于超聲波能量的氣體和液體被引入分離器。分離器可以被構(gòu)造成可選地除了從液體分離氣體之外，還從其它液體分離液體化學(xué)物種(諸如一種或多種碳?xì)浠衔镂锓N)。因此，如果在一些實施例中，產(chǎn)物化學(xué)物種包括諸如分子氧的氣體和諸如液體碳?xì)浠衔?例如乙醇或者任意其它液體碳?xì)浠衔?的液體，則分離器可以將分子氧和產(chǎn)物液體從設(shè)備的液體介質(zhì)(其可以例如包括水)分離。
[0028]該設(shè)備可以被構(gòu)造成將碳?xì)浠衔餁怏w從一種或多種其它氣體分離。
[0029]該設(shè)備可以可操作成將產(chǎn)物化學(xué)物種(諸如如碳?xì)浠衔餁怏w的碳?xì)浠衔锘瘜W(xué)物種)從工藝氣體的化學(xué)物種分離。因此，該設(shè)備可以將諸如碳?xì)浠衔餁怏w的產(chǎn)物化學(xué)物種從用超聲波能量照射之前的工藝氣體所包括的一種或多種化學(xué)物種(諸如尚未反應(yīng)以形成產(chǎn)物化學(xué)物種的一種或多種反應(yīng)物化學(xué)物種)分離。
[0030]該設(shè)備可以可操作成將工藝氣體中存在的已分離的化學(xué)物種返回到液體介質(zhì)，以便進(jìn)一步暴露于超聲波能量。因此，用超聲波能量照射之前的工藝氣體所包括的一種或多種化學(xué)物種(諸如二氧化碳)可以再次經(jīng)受超聲波能量的照射。
[0031]該設(shè)備可以進(jìn)一步包括:
氣舉柱(gas lift column)，可以通過氣舉(gas lift)將液體介質(zhì)栗送通過該氣舉柱；以及用于將工藝氣體引入柱內(nèi)以引起氣舉栗送柱中的液體介質(zhì)的器件，
該設(shè)備被構(gòu)造成將由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，使得經(jīng)過柱的工藝氣體暴露于由發(fā)生器生成的超聲波能量。
[0032]該設(shè)備可以包括:
氣舉柱;和
用于引起由氣舉栗送柱中的液體介質(zhì)的器件，
該設(shè)備被構(gòu)造成將由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，使得液體介質(zhì)和任意固體、液體和/或氣體(諸如液體介質(zhì)中的工藝氣體)暴露于由發(fā)生器生成的超聲波能量。
[0033]可選地，用于引起氣舉栗送柱中的液體介質(zhì)的器件包括用于將氣體引入柱內(nèi)的器件。用于將氣體引入柱內(nèi)以引起氣舉栗送液體介質(zhì)的器件可以包括用于引入工藝氣體的器件。
[0034]該設(shè)備可以被構(gòu)造成引起引入柱內(nèi)以引起栗送的工藝氣體暴露于由發(fā)生器生成的超聲波能量。
[0035]在一些實施例中，超聲波能量發(fā)生器由驅(qū)動氣體提供動力。在一些實施例中，發(fā)生器可以包括一種或多種氣哨裝置。驅(qū)動氣體可以具有與工藝氣體實質(zhì)上相同的化學(xué)組分。驅(qū)動氣體可以為設(shè)備提供工藝氣體。因此在一些實施例中，可以將驅(qū)動超聲波能量發(fā)生器的工藝氣體的至少一部分引入柱內(nèi)。這可以至少部分地提供用于引起由氣舉栗送柱中的液體介質(zhì)的器件。可選地，將工藝氣體引入柱內(nèi)可以提供實質(zhì)上所有的提供栗送液體通過柱的氣舉。在一些實施例中，可以將工藝氣體引入柱內(nèi)以便暴露于超聲波能量。
[0036]柱可以浸沒在液體介質(zhì)中，可選地在其中包含液體介質(zhì)的槽(tank)中。替代性地，可以在槽的外部設(shè)置柱。
[0037]本
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氣舉栗裝置的柱提供了有益環(huán)境以在其中使工藝氣體經(jīng)受超聲波能量。這至少部分是因為引入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)的工藝氣體的至少一些在暴露于超聲波能量期間可以被限制在柱內(nèi)。因此，相比于如果將氣體不受約束地引入槽內(nèi)的情況，工藝氣體可以以更加受控的方式暴露于超聲波能量。應(yīng)該理解的是，工藝氣體經(jīng)受的超聲波能量的強度可以至少部分地取決于由發(fā)生器提供的超聲波能量的源和工藝氣體(當(dāng)其通過或經(jīng)過發(fā)生器)之間的距離，例如，由發(fā)生器提供的超聲波能量的源和液體介質(zhì)中的工藝氣體的氣泡之間的距離。在一些實施例中，距離越大，超聲波能量的強度越小。因此，總體上有利的是，使工藝氣體盡可能地靠近超聲波能量的源地暴露于超聲波能量。工藝氣體穿過其并且工藝氣體在其中暴露于超聲波能量的導(dǎo)管的存在輔助促進(jìn)工藝氣體靠近源地暴露于超聲波能量。
[0038]該設(shè)備可以被構(gòu)造成將驅(qū)動氣體饋送到氣舉裝置的柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，使得驅(qū)動氣體在柱中暴露于超聲波能量。
[0039]額外地或者代替地，該設(shè)備可以被構(gòu)造成引起由微氣泡發(fā)生器生成的微氣泡經(jīng)受由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量的照射。
[0040]該設(shè)備可以被設(shè)置成其中工藝氣體包括二氧化碳。
[0041]該設(shè)備可以被設(shè)置成其中工藝氣體按體積包括至少大約50%的二氧化碳。
[0042]該設(shè)備可以被設(shè)置成其中工藝氣體基本上由二氧化碳構(gòu)成。
[0043]該設(shè)備可以被構(gòu)造成將碳?xì)浠衔餁怏w從已經(jīng)穿過柱的氣體分離。在一些實施例中，該設(shè)備可以被構(gòu)造成將甲烷從已經(jīng)穿過柱的氣體分離。
[0044]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一方面，提供安裝在液體槽，可選地安裝在液體保持槽中的根據(jù)本發(fā)明的前述方面或其任意實施例的設(shè)備。
[0045]可選地，槽包含液體。
[0046]可選地，液體設(shè)有懸浮、溶解或以其它方式分散在其中的催化劑材料的顆粒。
[0047]催化劑顆粒可以包括鐵，可選地氧化鐵，可選地含赤鐵礦的化合物，可選地其中催化劑顆粒實質(zhì)上由赤鐵礦構(gòu)成。
[0048]在本發(fā)明要求保護(hù)的一方面，提供在加工設(shè)施中，可選地在液體加工設(shè)施中，可選地在廢液加工設(shè)施中成列安裝的根據(jù)本發(fā)明的前述方面或其任意實施例的設(shè)備。該設(shè)備可以被構(gòu)造成用工藝氣體和超聲波能量處理諸如廢液的液體，可選地以處理廢水，可選地污水。該設(shè)備可以被構(gòu)造成消滅一種或多種生物物種，諸如生物體(諸如細(xì)菌或病毒生物體)或者其它生物物種，以便殺死所述一種或多種生物物種。在一些實施例中，該設(shè)備可以被構(gòu)造成將液體中的一種或多種化學(xué)物種轉(zhuǎn)化成一種或多種其它化學(xué)物種。
[0049]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一方面，提供將工藝氣體轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的方法，包括:
將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)；以及
借助于超聲波能量發(fā)生器生成超聲波能量，該方法包括將由發(fā)生器生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量。
[0050]可以響應(yīng)于通過發(fā)生器的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量。
[0051 ]這種特征具有如下優(yōu)點:相比于諸如借助于壓電發(fā)電機電氣地生成超聲波能量的器件，可以以相對能量有效的方式生成超聲波能量。
[0052]該方法可以進(jìn)一步包括收集已暴露于超聲波能量的工藝氣體。
[0053]該方法可以包括通過驅(qū)動驅(qū)動氣體通過氣哨裝置借助于發(fā)生器的該氣哨裝置生成超聲波能量。
[0054]該方法可以包括在使氣體通過氣哨裝置之后，將驅(qū)動氣體饋送到液體介質(zhì)內(nèi)。
[0055]可選地，工藝氣體提供或構(gòu)成驅(qū)動氣體。
[0056]該方法可以包括引起微氣泡在液體介質(zhì)中生成并且經(jīng)受由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量的照射。
[0057]這個特征的優(yōu)點在于，可以引起工藝氣體的微氣泡的空化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果工藝氣體包括二氧化碳，則在超聲波能量的照射過程中，二氧化碳可以轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锖脱酢?br>[0058]該方法可以包括引起借助于氣體分離器根據(jù)化學(xué)物種分離已經(jīng)受超聲波能量的氣體。
[0059]可選地，引起氣體被分離包括將碳?xì)浠衔餁怏w從一種或多種其它氣體分離。
[0060]可選地，引起氣體被分離包括將碳?xì)浠衔餁怏w從工藝氣體所包括的一種或多種其它氣體分離。例如，引起氣體被分離可以包括將碳?xì)浠衔餁怏w從不是碳?xì)浠衔餁怏w的氣體分離。非碳?xì)浠衔餁怏w可以包括來自至少一些工藝氣體(諸如工藝氣體所包括的一種或多種化學(xué)化合物或者物種)向碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化的一種或多種進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。額外地或者代替地，非碳?xì)浠衔餁怏w可以包括工藝氣體初始包括的且實質(zhì)上未改變的一種或多種化學(xué)化合物或物種。
[0061]該方法可以包括使工藝氣體初始包括的所分離的一種或多種化學(xué)物種返回液體介質(zhì)并且使所分離的化學(xué)物種在液體介質(zhì)中經(jīng)受超聲波能量。替代性地或者額外地，該方法可以包括使不需要從設(shè)備提取的任意氣體和/或液體返回液體介質(zhì)，使得它們能夠在液體介質(zhì)中暴露于超聲波能量。
[0062]可選地，將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)包括將工藝氣體引入氣舉栗設(shè)備的柱內(nèi)并且引起由氣舉栗送液體介質(zhì)通過柱，由此將由發(fā)生器生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)內(nèi)包括將超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，從而通過柱的工藝氣體暴露于超聲波能量。
[0063]工藝氣體可以包括二氧化碳。
[0064]工藝氣體可以按體積包括至少大約10%的二氧化碳。
[0065]可選地，工藝氣體可以按體積包括至少大約14%的二氧化碳，進(jìn)一步可選地按體積包括至少大約20%，仍進(jìn)一步可選地按體積包括至少大約40%，再進(jìn)一步可選地按體積包括至少大約50%的二氧化碳。
[0066]工藝氣體可以基本上由二氧化碳構(gòu)成。
[0067]該方法可以包括將碳?xì)浠衔餁怏w從已經(jīng)穿過柱的其它氣體分離。可選地，該方法包括將甲烷氣體從已經(jīng)穿過柱的其它氣體分離。
[0068]該方法可以包括將一種或多種其它化學(xué)物種(諸如氧氣)從已經(jīng)穿過柱的其它氣體和液體分離。
[0069]該方法可以包括將液體介質(zhì)從液體存儲槽抽取到柱內(nèi)。
[0070]液體可以具有懸浮、溶解或以其它方式分散在其內(nèi)的催化劑材料顆粒。
[0071]可選地，該方法包括提供懸浮的、溶解的或以其它方式分散在液體中的催化劑材料顆粒，其中催化劑顆粒包括鐵，可選地氧化鐵，可選地含赤鐵礦的化合物，可選地其中催化劑顆粒實質(zhì)上由赤鐵礦構(gòu)成。
[0072]在一些實施例中，催化劑材料可以包括CdSe。該設(shè)備可以包括用于使催化劑材料暴露于可見光的器件，可選地帶有超過大約420 nm的波長的光，以促進(jìn)二氧化碳向一種或多種碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化。CdSe可以用作光催化劑以促進(jìn)CO2的轉(zhuǎn)化。CdSe可以與潰滅氣泡中的空穴結(jié)合作用以促進(jìn)二氧化碳向一種或多種碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化。在一些實施例中，催化劑材料可以呈CdSe/Pt/Ti02異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑的形式，諸如在Wang et al，J.Phys.Chem.Lett.2010, I, 48-53中所描述的那樣，該文獻(xiàn)的內(nèi)容特此通過引用并入本文。額外地或代替地，也可以使用其它的催化劑材料。
[0073]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一方面，提供將工藝氣體轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的設(shè)備，包括:
用于將工藝氣體引入氣舉裝置的柱內(nèi)的器件；以及
超聲波能量發(fā)生器，其被設(shè)置成響應(yīng)于從中通過的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量，該設(shè)備被構(gòu)造成將由發(fā)生器生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)中，使得工藝氣體經(jīng)受超聲波能量，
該設(shè)備被設(shè)置成允許收集已暴露于超聲波能量的工藝氣體。
[0074]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一個方面，提供將包括二氧化碳的工藝氣體轉(zhuǎn)化成可選地包括甲烷的一種或多種碳?xì)浠衔锏姆椒?，包? 將工藝氣體引入氣舉栗的柱內(nèi)，以引起由氣舉栗送柱中的液體介質(zhì)；以及通過驅(qū)動驅(qū)動氣體從中通過借助于超聲波能量發(fā)生器生成超聲波能量，該方法包括將由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，由此使沿柱經(jīng)過的工藝氣體經(jīng)受由發(fā)生器生成的超聲波能量，
該方法進(jìn)一步包括捕獲已經(jīng)通過柱的氣體。
[0075]該方法可以包括除了一種或多種碳?xì)浠衔镏膺€生成氧氣。
[0076]已經(jīng)通過柱的氣體可以經(jīng)受分離，由此將至少部分地由超聲波照射工藝氣體所生成的一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種從已經(jīng)通過柱的氣體分離。所述一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種可以包括諸如甲烷的碳?xì)浠衔铩?br>[0077]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一個方面，提供用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?例如甲烷)和/或氧的設(shè)備，包括:
用于使液體介質(zhì)中或通過液體介質(zhì)的二氧化碳起泡的器件；以及用于將液體介質(zhì)中的二氧化碳?xì)馀荼┞队诔暡芰康钠骷?br> 該設(shè)備被設(shè)置成允許收集已暴露于超聲波能量的氣體。
[0078]該設(shè)備可以包括氣哨裝置，其可操作成通過氣體從中通過的通行生成超聲波能量。該設(shè)備可以被設(shè)置成使二氧化碳通過氣哨裝置以生成超聲波能量。
[0079]在氣體通行通過氣哨裝置之后可以將該氣體釋放到液體介質(zhì)內(nèi)。替代性地，可以使氣體再循環(huán)通過氣哨裝置。更進(jìn)一步替代性地，氣體可以排至大氣?？蛇x地，可以將氣體存儲在存儲器件(諸如存儲容器)中。
[0080]該設(shè)備可以被設(shè)置成借助于微氣泡發(fā)生器在液體介質(zhì)中生成二氧化碳微氣泡，并且將微氣泡暴露于超聲波能量。將微氣泡暴露于超聲波能量可以被設(shè)置成導(dǎo)致二氧化碳轉(zhuǎn)化成至少甲烷和氧。
[0081 ] 該反應(yīng)可以由下述方程表示:
C02+4H20=CH4+2H20+202或者，替代性地，
C02+2H20=CH4+202o
[0082]在本發(fā)明要求保護(hù)的一方面，提供用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?例如甲烷)和/或氧的設(shè)備，包括:
用于使通過液體介質(zhì)的二氧化碳起泡的器件；以及用于將液體介質(zhì)中的二氧化碳?xì)馀荼┞队诔暡芰康钠骷?br> 該設(shè)備被設(shè)置成允許收集已暴露于超聲波能量的化學(xué)物種。該化學(xué)物種可以呈液體和/或氣體的形式。
[0083]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一方面，提供用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?例如，包括甲烷)和/或氧的設(shè)備，包括:
用于將包括二氧化碳的氣體暴露于超聲波能量的器件，以及用于收集已暴露于超聲波能量的氣體的器件。
[0084]超聲波能量可以由超聲波氣哨裝置生成。
[0085]在本發(fā)明要求保護(hù)的進(jìn)一步的方面，提供用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?例如，包括甲烷)和/或氧的設(shè)備，包括: 氣舉柱，可以由氣舉將液體介質(zhì)栗送通過該氣舉柱；以及流體遞送裝置，其用于將二氧化碳流體的流動遞送到柱內(nèi)，
該設(shè)備包括用于由從中通過的二氧化碳的流動生成超聲波能量的裝置，該裝置可操作成將超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)，從而使二氧化碳經(jīng)受超聲波能量，
該設(shè)備進(jìn)一步包括用于捕獲已通過柱的氣體的器件。
[0086]用于生成超聲波能量的裝置可以包括氣哨裝置，其可操作成由氣體從中通過的通行生成超聲波能量。該設(shè)備可以被設(shè)置成使二氧化碳通過氣哨裝置以生成超聲波能量。氣體可以在氣體通行通過氣哨裝置之后可以將該氣體釋放到液體介質(zhì)內(nèi)。
[0087]替代性地，通過氣哨裝置的氣體可以被重新加壓并且再次被迫通過氣哨裝置。應(yīng)該理解的是，在一些實施例中，額外于或代替于二氧化碳，可以使除二氧化碳之外的氣體通過氣哨裝置。
[0088]該設(shè)備可以被設(shè)置成借助于微氣泡發(fā)生器在液體介質(zhì)中生成包含二氧化碳或?qū)嵸|(zhì)上由二氧化碳構(gòu)成的氣體的微氣泡，并且將微氣泡暴露于超聲波能量。實驗表明，在合適的條件下，將包含二氧化碳的微氣泡暴露于超聲波能量可以產(chǎn)生二氧化碳向甲烷和氧的轉(zhuǎn)化。
[0089]可以將微氣泡有利地形成為具有在大約50微米或更小的范圍中的直徑?？梢詫⑽馀萦欣匦纬蔀榫哂性诖蠹sI微米至大約50微米的范圍中的直徑。
[0090]在本發(fā)明要求保護(hù)的另一方面，提供用于將工藝氣體轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備，包括:
用于將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)的器件；以及設(shè)置成生成超聲波能量的超聲波能量發(fā)生器，
該設(shè)備被構(gòu)造成將由發(fā)生器生成的超聲波能量投入液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量，
該設(shè)備被設(shè)置成允許收集已暴露于超聲波能量的工藝氣體。
[0091]在本發(fā)明要求保護(hù)的進(jìn)一步方面，提供用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種或多種碳?xì)浠衔?例如，包括甲烷)和/或氧的設(shè)備，包括:
氣舉柱，可以由氣舉將液體介質(zhì)栗送通過該氣舉柱；以及流體遞送裝置，其用于將二氧化碳流體的流動遞送到柱內(nèi)，
該設(shè)備包括用于生成超聲波能量的裝置，該裝置可操作成將超聲波能量投入柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，從而使二氧化碳經(jīng)受超聲波能量，
該設(shè)備進(jìn)一步包括用于捕獲和/或容納已經(jīng)通過柱的氣體的器件。
[0092]在一些實施例中氣體可以容納在液體槽的空部空間(ullage space)中，至少初始地在通行通過柱之后。替代性地或者額外地，可以將氣體從柱直接饋送到分離的存儲或加工容積，可選地通過分離器。在一些實施例中，柱可以聯(lián)接或延伸以形成導(dǎo)管，沿該導(dǎo)管經(jīng)過的氣體通過該導(dǎo)管被輸送到存儲或加工容積。
[0093]可選地，用于生成超聲波能量的裝置被構(gòu)造成通過從中通過的氣體的流動生成超聲波能量。
[0094]構(gòu)成本發(fā)明要求保護(hù)的又一方面是氣泡發(fā)生器的某些構(gòu)造本身，其用于用在本發(fā)明的任意上文限定的方面的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備的實施例中，以及用在其它處理設(shè)備中，諸如各種氣舉栗設(shè)備，例如用于船舶(vessel)的液體存儲槽或壓艙槽中的液體的循環(huán)。
[0095]因此，在要求保護(hù)的本發(fā)明的另一方面，提供用于在處理設(shè)備中在液體介質(zhì)中生成氣體的氣泡，優(yōu)選地微氣泡的氣泡發(fā)生器，該氣泡發(fā)生器包括:
位于液體介質(zhì)中并且被構(gòu)造成用于在其中形成所述氣體的氣泡的氣泡形成部分；
用于將氣體的輸入流動遞送到氣泡形成部分的輸入部分;以及用于將成形的氣體氣泡的輸出流動從氣泡形成部分發(fā)出的輸出部分；
其中，氣泡形成部分包括一個或多個渦旋誘發(fā)元件，其被構(gòu)造成在從中通過的氣體的流動中誘發(fā)渦旋。
[0096]在要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，提供用于在處理設(shè)備中在液體介質(zhì)中生成氣體的氣泡，優(yōu)選地微氣泡的氣泡發(fā)生器，該氣泡發(fā)生器包括:
渦旋誘發(fā)部分；
用于將氣體的輸入流動遞送到氣旋誘發(fā)部分的輸入部分;以及用于發(fā)射氣體氣泡的輸出流動的輸出部分；
其中渦旋誘發(fā)部分包括一個或多個渦旋誘發(fā)元件，其被構(gòu)造成在從中通過的氣體的流動中誘發(fā)渦旋。
[0097]在上文限定的氣泡發(fā)生器的一些實施例中，所述一個或多個渦旋誘發(fā)元件可以包括位于輸入部分和出口部分之間的氣體流動路徑內(nèi)的一個或多個，優(yōu)選地多個，渦旋誘發(fā)葉片元件。所述葉片元件或每個葉片元件優(yōu)選地包括沖擊面并且所述葉片元件或每個葉片元件的沖擊面可以優(yōu)選地定向成不平行于輸入部分中的輸入氣體流動的方向。以此方式，當(dāng)氣體流動到葉片元件上并且經(jīng)過葉片元件時，迫使沖擊到葉片元件的沖擊面上的氣體的輸入流動改變方向，從而當(dāng)其從輸入部分流動到輸出部分時，在氣體流動路徑中產(chǎn)生旋渦或渦旋效應(yīng)。
[0098]在上文限定的氣泡發(fā)生器的一些實施例中，可以提供多個葉片元件，并且它們可以優(yōu)選地是圍繞正交于輸入部分中的輸入氣體流動的方向的縱軸線相對于彼此等間距的，尤其在環(huán)形設(shè)置中。
[0099]在上文限定的氣泡發(fā)生器的一些實施例中，渦旋誘發(fā)部分可以包括圓頂構(gòu)件，其用于將流入渦旋誘發(fā)部分內(nèi)的氣體通導(dǎo)向渦旋誘發(fā)元件。在優(yōu)選形式中，圓頂構(gòu)件可以具有福射狀(radiused)內(nèi)部形狀，其被構(gòu)造成用于當(dāng)氣體在其內(nèi)的氣體流動路徑中流動時，減少渦流的生成。
[0100]在上文限定的氣泡發(fā)生器的一些實施例中，可以進(jìn)一步在其中提供在所述一個或多個渦旋誘發(fā)元件下游的加速器部分，以便加速氣體的輸出流動，尤其是沿朝向輸出部分(氣體的流動在該處進(jìn)入設(shè)備中的液體介質(zhì))的出口的方向的氣體的輸出流動。加速器部分可以例如限定氣體流動路徑的一部分，包括錐形通路，該通路具有朝向其出口徑向向內(nèi)組件變細(xì)的內(nèi)部形狀。以此方式，可以增強氣體的渦旋或旋渦流動，從而尤其是在優(yōu)選的實踐實施例中，當(dāng)他，它們暴露于由也可以存在的一個或多個超聲波能量發(fā)生器提供的超聲波能量時，改進(jìn)液體介質(zhì)中的氣體的起泡的空化的程度。
[0101]在上文限定的氣泡發(fā)生器的一些實踐實施例中，用于將氣體的輸入流動遞送到渦旋誘發(fā)部分的輸入部分可以包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管經(jīng)由其近端，例如以懸臂型固定的方式安裝在設(shè)備中，并且在其遠(yuǎn)端承載渦旋誘發(fā)部分。導(dǎo)管可以遠(yuǎn)離設(shè)備的側(cè)壁(諸如存儲槽、管線或氣舉栗設(shè)備的柱的側(cè)壁)在液體介質(zhì)中支撐渦旋誘發(fā)部分，可選地在氣舉栗設(shè)備的柱內(nèi)。為了輔助導(dǎo)管的支撐，尤其是假定在該設(shè)備中或通過該設(shè)備的液體介質(zhì)的流動可以在導(dǎo)管的外部施加相對高的力，則通過一個或多個支撐構(gòu)件或腹板，例如設(shè)置在導(dǎo)管及其在設(shè)備上或在設(shè)備中的錨定位置之間的一個或多個加強腹板、托架、扶壁或類似元件或構(gòu)件，可以增強導(dǎo)管在設(shè)備中的安裝。在一些實施例中，導(dǎo)管中的氣體流動的方向和經(jīng)過輸入部分的液體的流動的方向可以被定向成實質(zhì)上彼此垂直。
[0102]在上文限定的氣泡發(fā)生器的優(yōu)選實施例中，氣泡發(fā)生器本身優(yōu)選地是微氣泡的發(fā)生器，這優(yōu)選地意味著其被構(gòu)造且布置成生成具有在大約50微米或更小的范圍中的直徑的氣體氣泡。氣泡發(fā)生器可以被構(gòu)造成生成具有在從大約I微米至大約50微米的范圍中，可選地從大約10微米至約50微米的范圍中，進(jìn)一步可選地從大約20微米到大約50微米的范圍中的直徑的氣泡。
[0103]將在下文結(jié)合本發(fā)明的其它方面的某些具體描述的實施例進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的這種替代性方面的氣泡發(fā)生器的實施例的進(jìn)一步有利的特征。
[0104]本發(fā)明的這種替代性方面的上文限定的氣泡發(fā)生器的實施例本身可以用于多種處理設(shè)備中的各種用途。在一些優(yōu)選應(yīng)用中，處理設(shè)備可以是氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備，并且氣體是用于由該設(shè)備轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的工藝氣體。這樣的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備可以是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例在如本文上文所限定的其各種方面中的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備。
[0105]然而，在其它應(yīng)用中，處理設(shè)備可以是氣舉栗設(shè)備，例如用在或當(dāng)使用時處于船舶(諸如船只或其它海上航行的或水運船艇)的液體存儲槽或壓艙槽中的氣舉栗設(shè)備，例如以便在殺死細(xì)菌或非細(xì)菌的水生有害物種(ANS)的過程中使其中的水或者其它液體循環(huán)。
[0106]因此，根據(jù)保求保護(hù)的本發(fā)明的另一替代性方面，提供一種氣舉栗設(shè)備，包括:
柱，其在使用中具有實質(zhì)上直立的部分，液體介質(zhì)可以由氣舉栗送通過該直立部分；以及
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的氣泡發(fā)生器，以便在液體介質(zhì)中生成氣體的氣泡。
[0107]可選地，該設(shè)備可以包括氣體遞送裝置，以便在柱的第一位置處將氣體的流動遞送到柱內(nèi)，以引起氣舉栗送液體介質(zhì)。
[0108]氣泡發(fā)生器可以被設(shè)置成引起當(dāng)液體介質(zhì)通過柱時在液體介質(zhì)中形成氣泡。替代性地，氣泡發(fā)生器可以被設(shè)置成引起在之后被供應(yīng)到柱的液體介質(zhì)中形成氣泡。
[0109]在上文限定的氣舉栗設(shè)備的優(yōu)選實施例中，可以進(jìn)一步提供至少一個超聲波能量發(fā)生器，其被構(gòu)造成向由氣泡發(fā)生器形成的氣體氣泡施加超聲波能量。這樣的一個或多個超聲波能量發(fā)生器可以是結(jié)合本發(fā)明的其它方面的實施例在本文中限定的那些如應(yīng)用于氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備的那些超聲波能量發(fā)生器中的任意超聲波能量發(fā)生器。
[0110]壓艙水處理設(shè)備可以包括氣舉栗設(shè)備，或者氣舉栗設(shè)備可以構(gòu)成壓艙水處理設(shè)備的至少一部分?？梢栽诖吧咸峁┰撛O(shè)備。該設(shè)備可以被構(gòu)造成處理一個或多個壓艙槽的壓艙水。該設(shè)備可以被構(gòu)造成在壓艙水中生成微氣泡，并且可選地，將壓艙水中的微氣泡暴露于超聲波能量。微氣泡可以包括船只煙道氣體，可選地是燃燒氣體，并且包括二氧化碳。由微氣泡發(fā)生器所采用以生成微氣泡的氣體可以具有小于2%，可選地小于1.5%，進(jìn)一步可選地小于1%的氧濃度。氧濃度可以大于0.1%。在一些實施例中，氧濃度可以是約0.5%或者約
0.6% O
[0111]在上文限定的氣舉栗設(shè)備的優(yōu)選實施例中，氣泡發(fā)生器的氣泡形成部分可以有利地定位成在柱內(nèi)實質(zhì)上同軸。
[0112]上文限定的氣舉設(shè)備的實施例可以采取多種形式。一些特別有用的形式是如在我們的共同未決國際專利申請W02013/093527中所公開和示出的那些形式，該公布的申請的說明書和附圖的全部內(nèi)容特此無保留地通過引用并入本文。
[0113]在本申請的范圍內(nèi)，明確地預(yù)想到的是，可以獨立地或以任意組合采用在之前的段落中、在權(quán)利要求中和/或在以下描述和附圖中陳述的各種方面、實施例、示例和替代方案，以及具體地其各個特征。結(jié)合一種實施例描述的特征可以應(yīng)用于所有實施例，除非明確地另外說明或者這樣的特征是不兼容的。
【附圖說明】
[0114]現(xiàn)在將參考附圖，僅通過示例的方式，描述本發(fā)明在其各種方面的各種實施例，附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的示意圖；
圖2是以(a)沿實質(zhì)上水平的軸線的橫截面視圖和(b)當(dāng)沿設(shè)備的柱向下觀察時的根據(jù)本發(fā)明的實施例的微氣泡發(fā)生器的示意圖；
圖3是以(a)側(cè)視圖和(b)當(dāng)沿設(shè)備的柱沿流體流動方向觀察時的圖1的設(shè)備中所采用的超聲波發(fā)生器陣列的示意圖；
圖4示出(a)適于在根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備中使用的氣哨裝置的側(cè)視圖，以及(b)沿與(a)中相同的觀察方向的橫截面視圖；
圖5以(a)截面圖和(b)平面圖示出根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的轉(zhuǎn)化器部分；
圖6示出圖5的實施例的微氣泡發(fā)生器；
圖7示出圖5的實施例的超聲波發(fā)生器；
圖8是以(a)側(cè)視圖、(b)沿(a)的方向Vl的視圖和(C)沿(b)的線B-B的截面圖示出的圖7的實施例的噴嘴構(gòu)件的放大視圖；
圖9是被設(shè)置成加工發(fā)電站鍋爐廢氣的根據(jù)本發(fā)明的實施例的鍋爐廢氣加工系統(tǒng)的示意圖不；以及
圖10是氣舉栗設(shè)備的進(jìn)一步的實施例的示意圖示，其中提供了圖6的實施例的微氣泡發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0115]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備100的示意圖示。圖1的設(shè)備100被構(gòu)造成將二氧化碳工藝氣體轉(zhuǎn)化成甲烷氣體和氧氣。
[0116]設(shè)備100具有壓縮機105，以便壓縮從外部源供應(yīng)到設(shè)備100的二氧化碳工藝氣體。已經(jīng)由壓縮機105壓縮的工藝氣體被供應(yīng)到設(shè)備100的轉(zhuǎn)化器部分115，其位于液體保持槽110內(nèi)。槽110包含足夠量的水，以實質(zhì)上浸沒轉(zhuǎn)化器部分115。也可以使用除水之外的液體。液體可以包含一種或多種添加劑以便促進(jìn)氣體轉(zhuǎn)化、抑制腐蝕和/或抑制細(xì)菌生長。
[0117]轉(zhuǎn)化器部分115具有連接至直立導(dǎo)管或者柱125的微氣泡發(fā)生器部分120。微氣泡發(fā)生器部分120被構(gòu)造成在氣體入口 130G處接收二氧化碳工藝氣體，并且在液體入口 120L處接收來自槽110的液體。如下文更具體地描述的那樣，微氣泡發(fā)生器部分120生成微氣泡并且允許它們向上升到柱125內(nèi)。
[0118]柱部分125在其下部設(shè)有超聲波發(fā)生器部分140。超聲波發(fā)生器部分140具有氣哨裝置150的陣列，當(dāng)迫使加壓的氣體通過它們時，其生成超聲波能量。超聲波能量引起微氣泡的空穴(cavitat1n)上升通過柱部分125，從而導(dǎo)致至少一些二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲燒和氧。
[0119]在柱中上升通過超聲波發(fā)生器部分140的氣體在柱140的自由端140E處從柱140排出，并且上升到槽110中的液面I1LL上方的槽110的頂部空間110H。甲烷、氧和未轉(zhuǎn)化的二氧化碳的混合物因此聚集在頂部空間IlOH中。在一些實施例中，額外地或代替地，一種或多種其它碳?xì)浠衔锟梢跃奂陧敳靠臻gI1H中。
[0120]槽110具有第一氣體出口端口 I 1Gl和第二氣體出口端口 110G2，氣體出口端口在使用中的槽110中的最大預(yù)期液面上方的水平處通過槽110的上壁11OU連接到槽110。
[0121 ] 第一氣體出口端口 n0G1聯(lián)接到氣體分離器部分190，同時第二氣體出口端口110G2聯(lián)接到壓縮機105的入口。經(jīng)由第二氣體出口端口 110G2從槽110離去的氣體因此再循環(huán)通過轉(zhuǎn)化器部分115。這種特征使得頂部空間IlOH中的二氧化碳的濃度能夠減少，從而減少來自頂部空間I1H的必須由分離器190加工以便獲得給定量的甲烷的氣體的量。可以控制從頂部空間IlOH流動至壓縮機105和分離器190的氣體的相對量，以便控制頂部空間IlOH中的二氧化碳和一種或多種其它氣體的濃度。
[0122]微氣泡發(fā)生器
圖1的設(shè)備100的微氣泡發(fā)生器部分120是旋流(或者’旋流式’)微氣泡發(fā)生器120。其被設(shè)置成在進(jìn)入發(fā)生器120的氣泡剪切部分130內(nèi)的液體中誘發(fā)渦旋。誘發(fā)渦旋以便促進(jìn)穿過氣泡剪切部分130的液體中的微氣泡的形成。
[0123]圖2中更具體地示出了微氣泡發(fā)生器部分120。圖2(a)是當(dāng)正交于微氣泡發(fā)生器部分120的圓筒軸線A觀察時的發(fā)生器部分120的橫截面視圖。圖2(b)是當(dāng)沿箭頭B的方向觀察時沿圓筒軸線A的視圖。
[0124]發(fā)生器部分120設(shè)有液體入口120L，以便允許槽110中的液體流入轉(zhuǎn)化器部分115內(nèi)。如從圖2(a)能夠看出的那樣，通過入口 120L進(jìn)入發(fā)生器部分120的液體沿與發(fā)生器部分120的內(nèi)壁實質(zhì)上相切的方向進(jìn)入發(fā)生器部分120。這種特征促進(jìn)通過發(fā)生器部分120的液體的渦旋流動。
[0125]流過微氣泡發(fā)生器部分120的液體被迫流過節(jié)流部分或文丘里(Venturi)部分121。文丘里部分121具有:收縮部分C，其是這樣的一部分，在收縮部分C上，發(fā)生器部分140的橫截面積隨著距液體入口 120L的距離減小;橫截面積實質(zhì)上恒定的喉部部分T，其恰在收縮部分C的下游；以及，橫截面積增加的發(fā)散部分D，其恰在收縮部分C的下游。
[0126]氣體入口 123設(shè)置在文丘里部分121的喉部部分T中，并且被布置成允許工藝氣體噴射到通過喉部部分T的液體內(nèi)。入口 123設(shè)置在圍繞喉部部分T的圓周的間隔分開的位置處，相鄰入口 123實質(zhì)上彼此等間距。在所示的實施例中設(shè)有十二個入口 123。其它數(shù)量的入口 123和入口 123的其它布置也是可用的。
[0127]在使用中，通過文丘里部分121的液體被布置成引起對在通過發(fā)生器部分120的液體中形成的氣體氣泡的剪切。通過入口 123噴射作為氣體的氣泡形式。與形成在靜止液體中的氣體氣泡的平衡大小相比，氣泡的剪切引起氣泡的大小減小。已發(fā)現(xiàn)圖2中所示的類型的微氣泡發(fā)生器部分120對于在轉(zhuǎn)化器部分115中產(chǎn)生微氣泡的穩(wěn)定流動高度有效。
[0128]超聲波能量發(fā)生器
轉(zhuǎn)化器部分115被構(gòu)造成在使用中將液體的流動以及夾帶于其中的工藝氣體的微氣泡從微氣泡發(fā)生器部分120傳遞到超聲波發(fā)生器部分140。
[0129]圖3中更具體地示出了超聲波發(fā)生器部分140。圖3(a)以側(cè)視圖示出了超聲波發(fā)生器部分140，同時圖3(b)如從上方沿軸線A觀察的那樣示出超聲波發(fā)生器部分140。超聲波發(fā)生器部分140包括氣哨裝置的兩個線性陣列，分別是141AA、141AB。每個陣列具有四對氣哨裝置141，每對當(dāng)中的一個裝置安裝在實質(zhì)上水平的氣體饋送線GA、GB上方，同時另一個安裝在其下方。沿每條饋送線GA、GB流動的氣體被迫流動通過氣哨裝置141，該氣體被排到柱125內(nèi)的液體。
[0130]參考圖4，每個氣哨裝置141具有呈腔室141C的形式的一部分，其也提供氣哨主體。噴嘴構(gòu)件141N和接受器構(gòu)件141R聯(lián)接到氣哨主體141C。氣哨主體141C被布置成以與接受器構(gòu)件141R實質(zhì)上固定間隔地分開并且與噴嘴構(gòu)件141N實質(zhì)上同軸的關(guān)系來支撐接受器構(gòu)件141R。噴嘴構(gòu)件141N被示為聯(lián)接到氣體供應(yīng)頭141GH，其形成相應(yīng)的氣體饋送線GA、GB的一部分。
[0131]噴嘴構(gòu)件141N被布置成引導(dǎo)工藝氣體流動通過接受器構(gòu)件141R的開口141R0進(jìn)入由接受器構(gòu)件141R限定的開放腔141RC內(nèi)。接受器構(gòu)件141R被布置成旋擰到氣哨主體141C中的內(nèi)螺紋(tapped)孔內(nèi)，從而將接受器構(gòu)件141R聯(lián)接到氣哨主體141C。接受器構(gòu)件14IR因此被布置成閉合腔室141C的一端。從噴嘴構(gòu)件141N到腔141RC的氣體的流動導(dǎo)致以哈特曼型(Hartmann-type)氣哨裝置的方式生成超聲波能量。其它的氣哨裝置也可以是可用的。
[0132]通過接受器構(gòu)件141R的旋轉(zhuǎn)借助于螺紋可以調(diào)整接受器構(gòu)件141R的開口141R0與噴嘴141N之間的距離。
[0133]在一些布置中，可以調(diào)整由接受器構(gòu)件141R限定的腔141RC的深度D。在一些布置中，借助于進(jìn)一步的螺旋調(diào)整，例如通過調(diào)整在一端處限定腔141RC的內(nèi)基底表面的螺旋(screw)的位置進(jìn)行調(diào)整。這種特征具有以下優(yōu)點:可以優(yōu)化由裝置141產(chǎn)生的許多聲能。在一些實施例中，通過調(diào)整深度D可以調(diào)整聲能的頻率(S卩，由裝置141生成的聲波的頻率)。
[0134]氣哨主體141C提供與噴嘴構(gòu)件141N和接受器構(gòu)件141R同軸的實質(zhì)上管狀套筒，該套筒具有在其中形成的一對孔141A，以適應(yīng)來自噴嘴構(gòu)件141N的流出主體141C并且流入柱125中的液體內(nèi)的氣體流動。氣哨裝置141由此用作氣體遞送裝置，從而將氣體的流動遞送到柱中的液體內(nèi)。氣體在液體中上升，從而引起氣舉栗送液體通過轉(zhuǎn)化器部分115。
[0135]用于驅(qū)動超聲波發(fā)生器的氣體可以被稱為驅(qū)動氣體。驅(qū)動氣體可以是與工藝氣體類型相同的，并且可選地來自與工藝氣體相同的源。替代性地，驅(qū)動氣體可以是不同的氣體。
[0136]在一些實施例中，工藝氣體可以是燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物。工藝氣體可以根據(jù)燃燒條件包括約13-14%的二氧化碳或者其它的量，其余部分是氮、硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)。例如，可以從煤、油或者燃?xì)獍l(fā)電站遞送工藝氣體。在一些實施例中，工藝氣體可以是艦只的煙道氣體。包含二氧化碳的其它氣體源(諸如來自內(nèi)燃發(fā)動機的廢氣)也是可用的。
[0137]在一些替代性實施例中，該設(shè)備被布置成使得驅(qū)動氣體不排放到柱中的液體內(nèi)。在一些實施例中，可以再次加壓驅(qū)動氣體并使其循環(huán)通過氣哨裝置141。
[0138]轉(zhuǎn)化反應(yīng)
應(yīng)該理解的是，二氧化碳的微氣泡暴露于轉(zhuǎn)化器部分110的柱125中的超聲波能量引起微氣泡潰滅，從而引起氣體迅速且急劇的加熱和自由基的生成。相信這會導(dǎo)致二氧化碳通過下述等式向甲烷和氧的轉(zhuǎn)化。
[0139]該反應(yīng)可以由下述等式表示:
C02+4H20=CH4+2H20+202
或者，替代性地，
C02+2H20=CH4+202o
[0140]在一些實施例中，可以提供催化劑以便催化反應(yīng)。可以以顆粒形式提供催化劑，催化劑的顆粒懸浮在槽110中的液體介質(zhì)中。在一些實施例中，催化劑顆粒包含鐵或者其氧化物。在一些實施例中，赤鐵礦顆粒或者含赤鐵礦的顆粒是可用的。
[0141]本發(fā)明的實施例具有如下特征，可能對環(huán)境有害的一種或多種氣體(諸如二氧化碳)可以以相對簡單的方式并且借助于能量有效的工藝被轉(zhuǎn)化成有用的形式。相比于生成超聲波能量的其它方法(諸如電氣換能器裝置)，借助于加壓氣體的流動生成超聲波能量使得能夠提供相對穩(wěn)固且適應(yīng)性強的設(shè)備。
[0142]在轉(zhuǎn)化由發(fā)電站排出的燃燒氣體中存在的待轉(zhuǎn)化成氧和甲烷氣體的二氧化碳時，本發(fā)明的實施例是有用的。在本發(fā)明的一些實施例中，生成的氧氣可以被釋放到環(huán)境中或者存儲在氧氣容器中并且被使用或銷售，例如作為工業(yè)工藝氣體。
[0143]生成的甲烷氣體可以用作燃料，或者用于任意其它合適的目的，諸如化學(xué)物質(zhì)加工中。
[0144]應(yīng)該理解的是，在一些實施例中，不執(zhí)行已經(jīng)通過柱125的氣體的再循環(huán)。在一些實施例中，在不再次循環(huán)的情況下將氣體供應(yīng)到分離器190。在一些實施例中，不將已沿柱125經(jīng)過的氣體遞送到分離器190。在一些實施例中，氣體被存儲在存儲槽中。
[0145]應(yīng)該理解的是，根據(jù)本發(fā)明一些實施例的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備可以借助于由可再生能源(諸如太陽能)生成的電能來操作。應(yīng)該理解的是，在一些實施例中，可以在足夠高的壓力下將工藝氣體供應(yīng)到設(shè)備，以使得超聲波能量發(fā)生器的氣哨裝置能夠在不需要壓縮工藝氣體的情況下操作，使得不需要壓縮機105。此外，可以在足夠高的壓力下供應(yīng)工藝氣體，以使得能夠向壓縮機提供動力，以便壓縮在從頂部空間IlOH抽出之后進(jìn)行再循環(huán)通過柱125的氣體，使得需要很少或?qū)嵸|(zhì)上不需要額外動力來操作壓縮機105。
[0146]在一些實施例中，在頂部空間IlOH中聚集的氣體(在一些實施例中至少是甲烷和氧的混合物)可以呈可以用作燃料或可以用在不需要分離甲烷和氧的工業(yè)過程中的形式。在頂部空間IlOH中存在殘余的二氧化碳工藝氣體的實施例中，通過使氣體再循環(huán)通過壓縮機105直到二氧化碳的濃度足夠低使得氣體可用作燃料或用在具體工業(yè)過程中，可以降低二氧化碳的濃度。其它的布置也是可用的。
[0147]在本發(fā)明的一些替代性實施例中，可以采用不同的微氣泡發(fā)生器和/或不同的超聲波能量發(fā)生器。
[0148]圖5中在215處示出了轉(zhuǎn)化器部分的一個替代性實施例。圖5的轉(zhuǎn)化器部分215具有不同的微氣泡發(fā)生器220和不同的超聲波能量發(fā)生器240。與圖1的實施例的那些特征相似的圖5的實施例的特征用增加了 100的相似的附圖標(biāo)記示出。
[0149]圖5示出在圖5(b)的截面A-A處觀察的轉(zhuǎn)化器部分215。圖5(b)以平面圖示出轉(zhuǎn)化器部分215。轉(zhuǎn)化器部分215具有柱225，其在其基底處具有液體入口 220L，該液體入口 220L被布置成允許液體從其下端被吸入或栗入柱內(nèi)。
[0150]圖5(a)的實施例是實質(zhì)上按比例的，并且長度LI是大約160mm并且長度L2是大約1100 _。其它尺寸也可以是可用的。
[0151]微氣泡發(fā)生器220設(shè)置在入口220L上方并且包括凸緣220F1，其被布置成將發(fā)生器220聯(lián)接到柱225的對應(yīng)凸緣225F1。應(yīng)該理解的是，柱225可以以任意期望的取向布置。在本實施例中，柱225布置成沿實質(zhì)上直立的豎直方向，并且柱225的圓筒軸線A實質(zhì)上豎直。在圖5的實施例中，微氣泡發(fā)生器220的凸緣220F1安置在實質(zhì)上豎直的平面中。
[0152]如圖6(a)所示，微氣泡發(fā)生器220具有氣體導(dǎo)管230GB，其穿過并且固定地聯(lián)接到凸緣220F1。導(dǎo)管230GB從凸緣220F1延伸，實質(zhì)上正交于凸緣220F1并且與其同軸，并且限定桿狀結(jié)構(gòu)以便在桿的自由端處支撐氣體起泡裝置221。一對豎立腹板部分230W在一端處附接到凸緣220F1，并且沿導(dǎo)管230GB延伸并沿導(dǎo)管230GB的長度的大部分聯(lián)接到導(dǎo)管230GB。腹板部分230W直接布置在導(dǎo)管230GB的上方和下方，并且用于加固和加強導(dǎo)管230GB。應(yīng)該理解的是，在柱225內(nèi)通過導(dǎo)管230GB的液體的流動可以在導(dǎo)管230GB上施加并非假想(insubstantial)的力。因此，腹板部分230W的存在至少部分用于減少導(dǎo)管230GB的彎曲。腹板部分230W被設(shè)置成實質(zhì)上平行于沿平行于柱225的圓筒軸線A的方向的液體流動。
[0153]起泡裝置221具有外殼221H，其限定向下開放的腔，其中設(shè)有中空圓頂構(gòu)件221D，該構(gòu)件221D是具有輻射狀內(nèi)部形狀的圓頂形的或杯子形的構(gòu)件。圓頂構(gòu)件221D布置在進(jìn)入起泡裝置221的工藝氣體的流動的上方，并且被設(shè)置成輔助將流入起泡裝置221內(nèi)的氣體通導(dǎo)向下朝向插入構(gòu)件2211，如下文所述。圓頂構(gòu)件221D的輻射狀內(nèi)部形狀用于當(dāng)工藝氣體流入圓頂構(gòu)件221D時減少外殼221H中的渦流的生成。
[0154]引起進(jìn)入起泡器221的工藝氣體向下流動通過實質(zhì)上圓筒形的中空插入構(gòu)件2211，其被設(shè)置成在組裝期間從下方(相對于所示取向)引入，從而在起泡器221的外殼221H內(nèi)形成滑動配合。插入構(gòu)件2211設(shè)有五個誘發(fā)旋渦或誘發(fā)渦旋的豎立葉片元件221IB，葉片元件221IB圍繞插入構(gòu)件2211的上部周緣等間距地分開。也可以使用其它數(shù)量的葉片元件221IB。葉片元件221IB與導(dǎo)管230GB的縱向圓筒軸線對齊，使得它們的沖擊面直接定位在工藝氣體通過導(dǎo)管230GB進(jìn)入外殼221H內(nèi)的流動路徑中。葉片元件221IB被定位成圍繞正交于工藝氣體通過導(dǎo)管230GB進(jìn)入外殼221H內(nèi)的氣體流動方向的縱向軸線呈環(huán)形對稱布置。因此，進(jìn)入起泡器221的工藝氣體直接沖擊在葉片元件221IB的面上，這引起工藝氣體開始在起泡器221內(nèi)旋動。即，工藝氣體呈現(xiàn)渦旋狀流動路徑。工藝氣體被迫向下流動通過由插入構(gòu)件2211限定的流體通路。該通路呈圓錐形式，向內(nèi)逐漸變細(xì)，使得通路從其上端到其下端縮窄。因此，工藝氣體向下并且遠(yuǎn)離葉片元件221IB流動的速度隨距葉片元件221B的距離而增加。
[0155]在插入構(gòu)件2211的下端，提供圓筒形孔蓋構(gòu)件221AP，其旋擰到外殼221H的自由端上，從而將插入構(gòu)件2211保持在外殼221!1內(nèi)?？咨w構(gòu)件2214?具有設(shè)置在其頭部2214?!1中的并且與外殼221H同軸的孔221APA?？?21APA被設(shè)置成允許工藝氣體流出起泡器221并且進(jìn)入浸沒有起泡器221的液體內(nèi)。引起工藝氣體呈現(xiàn)旋渦流動且隨后被迫沿插入構(gòu)件2211加速的特征具有可以將氣體以相對高的速度并且在帶有高密度旋渦或旋轉(zhuǎn)的情況下噴射到柱225中的液體內(nèi)的特征。本
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以引起由以此方式將氣體噴射入液體內(nèi)形成的氣體氣泡具有特別小的大小，并且在一些實施例中直徑小于50微米，從而使得氣體能夠與柱225中的液體緊密地混合。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在向上通過柱225的液體流動中向上抽取氣體氣泡或迫使氣體氣泡向上朝向超聲波能量發(fā)生器240時，氣體氣泡是穩(wěn)定的并且保持實質(zhì)上相同的大小。
[0156]在圖6的實施例中，起泡器221被設(shè)置成實質(zhì)上與柱225同軸，使得其圓筒軸線(實質(zhì)上與插入構(gòu)件2211和孔蓋221AP的圓筒軸線重合)實質(zhì)上與柱225的圓筒軸線重合。也可以使用其它布置。不過，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過布置起泡器221使得其相對于柱225實質(zhì)上居中，可以相對于柱的橫截面區(qū)域建立相對均勻的微氣泡流動。
[0157]圖7更具體地示出超聲波能量發(fā)生器240。圖7(a)是發(fā)生器240的3D視圖，同時圖7(b)是形成發(fā)生器240的一部分的十九個氣哨裝置241之一的外部視圖。圖7(c)示出沿圖7(b)的截面B-B觀察的裝置241，同時圖7(d)是裝置241的3D視圖。與圖4的裝置的特征類似的圖7的裝置的特征用增加了 100的相似附圖標(biāo)記示出。
[0158]如能夠在圖7(a)中看到的那樣，十六個氣哨裝置圍繞轉(zhuǎn)化器部分215的柱225周向布置，并且三個氣哨裝置沿柱225的直徑布置在間隔分開的位置處，面向使用中通過柱225的液體流動方向的上游。其它數(shù)量的氣哨裝置和氣哨裝置的其它布置也是可用的。在所示實施例中，設(shè)置氣哨裝置241使得沿柱225行進(jìn)的實質(zhì)上所有流體在至少一個氣哨裝置241的主體的50 mm的部分內(nèi)通過。這樣以確保流體中夾帶的微氣泡暴露于足夠高強度的超聲波輻射。也可以使用其它距離。
[0159]根據(jù)圖4中所示的實施例的氣哨裝置141，圖7的氣哨裝置241具有限定了內(nèi)螺紋氣哨主體的腔室241C。噴嘴構(gòu)件241N和接受器構(gòu)件241R借助于相應(yīng)的螺紋聯(lián)接到氣哨主體241C。在所示實施例中，接受器構(gòu)件241R實質(zhì)上整個容納在氣哨主體241C內(nèi)，并且相對于噴嘴構(gòu)件241N呈實質(zhì)上固定的、間隔分開的并且實質(zhì)上同軸的取向。在所示實施例中，噴嘴構(gòu)件241N由與氣體供應(yīng)頭聯(lián)接件241GHC相同的部件一體地形成。聯(lián)接件241GHC設(shè)有內(nèi)螺紋，其被布置成允許噴嘴構(gòu)件241N聯(lián)接到氣體供應(yīng)頭。外螺紋允許噴嘴構(gòu)件241N聯(lián)接到氣哨主體241C。
[0160]圖8示出分離于外殼241C的噴嘴構(gòu)件241N和氣體供應(yīng)頭聯(lián)接件241GHC。圖8實質(zhì)上按比例繪制并且在本實施例中長度LI是40 mm并且直徑DGHC是近似31 mm。也可以使用其它尺寸。
[0161]如圖8中所示，噴嘴構(gòu)件241N具有分流導(dǎo)葉元件，其也可以被描述為湍流器241NT。湍流器241NT是實質(zhì)上平坦的矩形元件，其被設(shè)置成將從噴嘴構(gòu)件241N流出的氣體分成兩半。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)湍流器241NT的存在使得能夠?qū)馍谘b置241生成的超聲波能量的頻率調(diào)諧成實質(zhì)上恒定的可重現(xiàn)頻率。在一些實施例中，頻率在從大約20 kHz至大約30 kHz的范圍中，可選地在從大約20 kHz至大約26 kHz的范圍中。額外地或代替地，也可以使用大于30 kHz和/或小于20 kHz的其它頻率。湍流器241NT相對于噴嘴構(gòu)件241N的縱軸線A(其在使用中與柱125的縱軸線實質(zhì)上重合)的長度LNT是近似I mm。也可以使用其它尺寸，并且可以由技術(shù)人員經(jīng)驗地確定湍流器241NT的長度的合適值。
[0162]噴嘴構(gòu)件241N被布置成引導(dǎo)氣體流動通過噴嘴構(gòu)件241N進(jìn)入由接受器構(gòu)件241R限定的開放腔241RC內(nèi)。氣體從噴嘴構(gòu)件241N流動進(jìn)入腔241RC導(dǎo)致以哈特曼型的氣哨裝置的方式生成超聲波能量。流動通過氣哨裝置241的氣體通過氣哨主體241C中的孔241A從裝置流出，從而導(dǎo)致柱225中的氣體提升。
[0163]在所示實施例中，氣哨裝置241可以被調(diào)諧成生成具有在從20至大約26kHz的范圍中的頻率的超聲波能量。如上所述，在一些實施例中，可以使用更高頻率。應(yīng)該理解的是，技術(shù)人員將能夠確定用于驅(qū)動氣哨裝置的最佳氣體壓力，和噴嘴構(gòu)件241N和接受器構(gòu)件241R之間的最佳距離，以生成具有適當(dāng)頻率和幅值的超聲波能量。本
【申請人】已經(jīng)確定，在氣哨裝置241在新鮮水(fresh water)表面下方2 m或更深的深度處且工藝氣體壓力為1_4bar，可選地在1-5 bar的范圍中的情況下，通過合適地調(diào)整噴嘴構(gòu)件241N和腔241RC之間的距離，可以生成具有合適的幅值和頻率的超聲波能量。借助于螺紋通過接受器構(gòu)件141R的旋轉(zhuǎn)可以調(diào)整接受器構(gòu)件141R與噴嘴141N之間的距離。在一些實施例中，用于驅(qū)動氣哨裝置241的驅(qū)動氣體在大約1.5 bar的壓力下被供應(yīng)到液體存儲槽110中的液面下方2 m深處的氣哨裝置241。在一些實施例中，可以使用高于5 bar的更高壓力。
[0164]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的實施例使得能夠在轉(zhuǎn)化器部分115、215的柱中的液體中非常高效地生成微氣泡。當(dāng)微氣泡經(jīng)受由超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量時，微氣泡發(fā)生空化。確信的是，如果微氣泡包含二氧化碳，則潰滅的微氣泡中的空化導(dǎo)致二氧化碳如上所述的那樣轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔餁怏w和氧。
[0165]在一些實施例中，可以生成甲烷氣體。在一些實施例中，額外地或代替地，可以生成一種或多種其它碳?xì)浠衔铩＠?，在一些實施例中，除甲烷之外或代替甲烷，可以產(chǎn)生甲醇和/或乙醇。額外地或代替地，在一些實施例中可以產(chǎn)生其它烷烴，諸如乙烷、丙烷和一種或多種其它烷烴。在液體保持槽110、210中的液體中可以提供一種或多種催化劑材料，以便促進(jìn)具體產(chǎn)物的形成。
[0166]在一些實施例中，可以特定地產(chǎn)生非碳?xì)浠衔餁怏w。
[0167]圖9是示出煤、油或燃?xì)獍l(fā)電站380的示意圖示，其連接到鍋爐廢氣轉(zhuǎn)化設(shè)備300，該設(shè)備300被構(gòu)造成將包括二氧化碳的工藝氣體轉(zhuǎn)化成甲烷氣體和氧氣。設(shè)備300具有液體保持槽310，液體保持槽310中提供實質(zhì)上如關(guān)于圖5(a)至圖8所描述和示出的那樣的三個轉(zhuǎn)化器部分215。也可以使用其它數(shù)量的轉(zhuǎn)化器部分215，諸如1、2、4、5、10或者任意其它合適的數(shù)量。
[0168]設(shè)備300被布置成接收呈發(fā)電站鍋爐廢氣形式的工藝氣體，并且使氣體初始地通過氣體冷卻洗滌器(scrubber)381。洗滌器381借助于水冷系統(tǒng)使氣體冷卻，并且額外地去除懸浮在氣體中的顆粒(諸如煙灰顆粒)。在一些實施例中，額外地或代替地，可以去除氣體的一種或多種其它成分，諸如SOx和/或N0X。
[0169]之后，在工藝氣體或者直接行進(jìn)到轉(zhuǎn)化器部分215或者經(jīng)由氮分離系統(tǒng)383行進(jìn)到轉(zhuǎn)化器部分215之前，工藝氣體通過氣體壓縮系統(tǒng)382。分離系統(tǒng)383被設(shè)置成將氮氣從工藝氣體中分離。分離系統(tǒng)383可以包括膜分離系統(tǒng)，可選地中空纖維膜分離(HFMS)系統(tǒng)，其被構(gòu)造成去除氮。分離出的氮被傳遞到氮氣輸出處置系統(tǒng)384，借助于該處置系統(tǒng)384，可以將氮排放到大氣、存儲或者用于一種或多種其它目的。其余的氣體被饋送到轉(zhuǎn)化器部分215。
[0170]如上文所述，保持槽具有三個轉(zhuǎn)化器部分215，每個均被布置成在其柱225中生成工藝氣體的微氣泡，其中柱225浸沒在保持槽310中的液體中。轉(zhuǎn)化器部分215被布置成使微氣泡經(jīng)受高強度超聲波輻射。將已經(jīng)通過至少一個轉(zhuǎn)化器部分215的柱225的氣體從液體槽310中抽出并且饋送到氣體壓縮系統(tǒng)388。設(shè)備300被設(shè)置成允許將氣體直接饋送到氣體壓縮系統(tǒng)388或者經(jīng)由氮分離系統(tǒng)386饋送到氣體壓縮系統(tǒng)388。如果設(shè)備300被操作成使得將氣體經(jīng)由氮分離系統(tǒng)386饋送到氣體壓縮系統(tǒng)388，則由氮分離系統(tǒng)386從氣體中分離出的氮被饋送到氮氣輸出處置系統(tǒng)387，在此可以將氮排放到大氣、存儲或者用于一種或多種其它目的。
[0171]在一些使用情形中，鍋爐廢氣轉(zhuǎn)化設(shè)備300被設(shè)置成使得流動通過系統(tǒng)到達(dá)氣體壓縮系統(tǒng)388的氣體僅通過兩個氮氣分離系統(tǒng)383、386中的一個。在一些替代性情形中，設(shè)備300被設(shè)置成允許氣體流動通過兩個分離系統(tǒng)383、386。
[0172]在一些實施例中，設(shè)備300僅具有這兩個氮氣分離系統(tǒng)383、386中的一個。在一些實施例中，該設(shè)備300可以不被構(gòu)造成使氣體通過任意單獨的氮氣分離器383、386。
[0173]通過氣體壓縮系統(tǒng)388的氣體隨后被饋送到甲烷分離器389，其將甲烷從進(jìn)入分離器389的氣體中分離。分離出的甲烷被存儲在甲烷存儲槽390中。
[0174]將已經(jīng)從中分離出甲烷的氣體從分離器389饋送到氧分離器391，氧分離器391將氧從饋送到分離器391的氣體中分離。分離出的氧被存儲在氧存儲槽392中。已由分離器391從中分離出氧的氣體可以在被排放之前經(jīng)受進(jìn)一步處理。
[0175]因此，可以采用設(shè)備300以從發(fā)電站鍋爐廢氣，具體地從發(fā)電站鍋爐廢氣中所包含的二氧化碳中生成和分離出碳?xì)浠衔锖脱酢?br>[0176]應(yīng)該理解的是，氮分離系統(tǒng)383、386中的每一個都可以具有壓縮機以便在氣體通過其分離器部分(諸如膜分離器)之前壓縮氣體。
[0177]在本發(fā)明的實施例中，可以由任意合適的分離器(諸如膜分離器，例如中空纖維膜分離器HFMS，或者任意其它合適的分離器)執(zhí)行氣體的分離。
[0178]在一些實施例中，提供設(shè)備以便將二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锶剂?，該設(shè)備由電能提供動力。電能的主要消耗者是氣體壓縮機、氣體分離器裝置和被設(shè)置成控制設(shè)備的控制模塊。采用該設(shè)備以通過使用來自可再生能源(諸如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、波能或潮汐能)的電能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔餁怏w、液體或固體。在本實施例中，設(shè)備被設(shè)置成將二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷。在一些實施例中，設(shè)備可以適于安裝在家庭或者商業(yè)建筑環(huán)境中，并且甲烷氣體被用于當(dāng)需要時加熱水或者其它物質(zhì)，例如以便洗滌或者烹飪。在一些實施例中，如此生成的二氧化碳可以被收回到設(shè)備以便轉(zhuǎn)化回甲烷。也可以使用其它布置。
[0179]在一些實施例中，可以結(jié)合可再生能量捕集裝置或設(shè)備(諸如具有太陽能面板、功率逆變器和控制電子器件的太陽能光電池能量發(fā)生器)來提供設(shè)備。
[0180]圖10是示出在氣舉栗設(shè)備450的示例中使用圖5和圖6中所示的實施例的新穎的微氣泡發(fā)生器220的示意圖示，該設(shè)備450諸如用于循環(huán)在船舶(例如船只或其它水上航行船舶)的液體存儲槽或壓艙槽中的液體，諸如出于殺死其中的水生有害物種(ANS)的目的。應(yīng)該理解的是，可以在氣舉設(shè)備的其它實施例和結(jié)構(gòu)中利用微氣泡發(fā)生器220或者本文所限定的本發(fā)明的該方面的范圍內(nèi)的微氣泡發(fā)生器的其它實施例，包括在W02013/093527(其全部內(nèi)容特此通過引用并入本文)中所公開的那些。
[0181]如圖10所示，氣舉栗設(shè)備450包括如圖5中所示的且在圖6中以放大的細(xì)節(jié)示出的新穎的微氣泡發(fā)生器220，以及聲能發(fā)生器400，其設(shè)置在大體豎直的(在使用中)氣舉柱460中。聲能發(fā)生器400可以是如在本發(fā)明的其它方面中的本發(fā)明的其它實施例中所使用的任意示例聲能發(fā)生器，或者實際上可以是如W02013/093527的任意實施例中所公開和示出的結(jié)合的流體遞送裝置/聲能發(fā)生器。柱460填充有液體，例如水(諸如在其中設(shè)有該設(shè)備的船舶的壓艙槽中)，其在氣舉的作用下作為流動L被栗送通過柱460。
[0182]微氣泡發(fā)生器220可操作成將氣體P(諸如二氧化碳)的流動經(jīng)由起泡器221噴射到柱460內(nèi)，輸出氣體流動朝向聲能發(fā)生器400上升。優(yōu)選地，起泡器221實質(zhì)上同軸地位于在柱460內(nèi)(S卩，沿共同的縱軸線X對齊)，以便當(dāng)氣體微氣泡離開起泡器221并在柱460中朝向聲能發(fā)生器400上升時，增強氣體微氣泡流動的均勻性(相對于柱460的橫截面區(qū)域Di)。設(shè)備450可操作成通過氣舉的作用從抽吸管460H將水或者其它液體L栗送通過柱460，其中氣舉是由于經(jīng)由聲能發(fā)生器400噴射到柱內(nèi)的氣體以及起泡器221所導(dǎo)致的。如上文所述，在一些實施例中，用于引起聲能發(fā)生器400生成聲能的驅(qū)動氣體可以由設(shè)備450再循環(huán)，而不是被排放到氣舉柱460內(nèi)。
[0183]氣體氣泡以如關(guān)于圖6在上文描述的那樣的相同方式在氣泡發(fā)生器220的起泡器221內(nèi)形成并從起泡器221噴射出。當(dāng)將氣體P經(jīng)由導(dǎo)管230GB噴射通過起泡器221并在從其底部(出口)噴出時，氣泡的大小由其所經(jīng)歷的剪切力被減小到微米級水平。
[0184]如W02013/093527中所公開的那樣，圖10中所示的利用新穎的微氣泡發(fā)生器220(或者本文所限定的其各種其它新穎實施例)的氣舉栗設(shè)備的這種示例布置可用于處理例如水運船舶中的壓艙水，例如用于殺死細(xì)菌ANS以及非細(xì)菌ANS。
[0185]雖然圖10的實施例示出微氣泡發(fā)生器220定位在來自抽吸管460H的液體L的流動流中，但是應(yīng)該理解的是，可以采用這些部件的各種替代性構(gòu)造，如例如在W02013/093527中教導(dǎo)和公開的那樣。比如，微氣泡發(fā)生器220可以替代性地設(shè)在具有閉合下端的柱的基底處，并且在該處設(shè)有專用的單獨入口以便向其中供應(yīng)待由設(shè)備栗送的水或者其它液體，例如以與圖1的設(shè)備的液體入口 120C相似的方式。
[0186]貫穿本說明書的描述和權(quán)利要求，詞語“包括”和“包含”和該詞語的變型，例如“包括有”和“包括了”表示“包括但不限于”并且不旨在(并且不)排除其它部分、添加物、部件、整體(integer)或步驟。
[0187]貫穿本說明書的描述和權(quán)利要求，單數(shù)也涵蓋復(fù)數(shù)，除非上下文另外地要求。具體地，在使用不定冠詞的情況中，說明書應(yīng)被理解為考慮到復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外地要求。
[0188]結(jié)合本發(fā)明的具體方面、實施例或示例所描述的特征、整體、特性、化合物、化學(xué)組成部分或化學(xué)基團(tuán)應(yīng)當(dāng)被理解為適用于本文所描述的任何其它方面、實施例或示例，除非與之不兼容。
【主權(quán)項】
1.一種用于將包括在工藝氣體中的一種或多種反應(yīng)物化學(xué)物種轉(zhuǎn)化成一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種的氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備，其包括: 用于將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)的器件；以及 被設(shè)置成生成超聲波能量的超聲波能量發(fā)生器， 所述設(shè)備被構(gòu)造成將由所述超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入所述液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量，以便將所述反應(yīng)物化學(xué)物種中的一種或多種轉(zhuǎn)化成一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種， 所述設(shè)備被設(shè)置成允許收集所述產(chǎn)物化學(xué)物種中的一種或多種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述超聲波能量發(fā)生器被構(gòu)造成響應(yīng)于從中通過的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述超聲波能量發(fā)生器包括氣哨裝置，所述氣哨裝置被設(shè)置成當(dāng)驅(qū)動驅(qū)動氣體通過所述裝置時生成超聲波能量。4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其被設(shè)置成在驅(qū)動所述氣體通過所述超聲波能量發(fā)生器之后，將所述驅(qū)動氣體饋送到所述液體介質(zhì)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被設(shè)置成其中，工藝氣體提供所述驅(qū)動氣體。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括: 氣舉柱，可以由氣舉將液體介質(zhì)栗送通過所述氣舉柱；以及 其中，用于將工藝氣體引入所述液體介質(zhì)內(nèi)的所述器件包括用于將工藝氣體引入所述柱內(nèi)的器件， 所述設(shè)備被構(gòu)造成將由所述超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入所述柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，使得由于氣舉通過所述柱的工藝氣體暴露于由所述發(fā)生器生成的超聲波能量。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，用于將工藝氣體引入所述液體介質(zhì)內(nèi)的所述器件包括微氣泡發(fā)生器，所述設(shè)備被構(gòu)造成引起工藝氣體的微氣泡在所述液體介質(zhì)中生成并且經(jīng)受由所述超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量的照射。8.根據(jù)從屬于權(quán)利要求6的權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述微氣泡發(fā)生器被構(gòu)造成在所述超聲波能量發(fā)生器的上游將工藝氣體的微氣泡引入所述柱中的所述液體介質(zhì)內(nèi)。9.根據(jù)從屬于權(quán)利要求6的權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述氣舉柱限定縱軸線，并且所述微氣泡發(fā)生器被定位成與所述柱的縱軸線實質(zhì)上同軸。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其可操作成使已暴露于超聲波能量的氣體通過氣體分離器，以根據(jù)化學(xué)物種分離氣體分子。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被構(gòu)造成使已暴露于超聲波能量的流體通過分離器，以從所述流體中分離出至少一種產(chǎn)物化學(xué)物種。12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其被構(gòu)造成將碳?xì)浠衔餁怏w從一種或多種其它氣體中分離。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其被構(gòu)造成將碳?xì)浠衔餁怏w化學(xué)物種從由所述工藝氣體包括的一種或多種化學(xué)物種中分離。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其可操作成使由所述工藝氣體所包括的一種或多種已分離的化學(xué)物種返回所述液體介質(zhì)，以便進(jìn)一步暴露于超聲波能量。15.當(dāng)從屬于權(quán)利要求2時，根據(jù)權(quán)利要求6或從屬于權(quán)利要求6的任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被構(gòu)造成將驅(qū)動氣體饋送到所述氣舉裝置的所述柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，使得所述驅(qū)動氣體暴露于所述柱中的超聲波能量。16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被設(shè)置成其中，所述工藝氣體包括二氧化碳。17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被設(shè)置成其中，所述工藝氣體包括按體積至少10%的二氧化碳，按體積可選地至少14%，進(jìn)一步可選地至少20%，又進(jìn)一步可選地至少40%，再進(jìn)一步可選地至少50%的二氧化碳。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被設(shè)置成其中，所述工藝氣體基本上由二氧化碳構(gòu)成。19.根據(jù)權(quán)利要求6或從屬于權(quán)利要求6的任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被構(gòu)造成將碳?xì)浠衔飶囊呀?jīng)通過所述柱的氣體中分離。20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其安裝在液體存儲槽中。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述液體存儲槽包含液體。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述液體設(shè)有分散或懸浮在其中的催化劑材料的顆粒。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述催化劑顆粒包括選自鐵和含赤鐵礦的化合物當(dāng)中的至少一種，或者其中，所述催化劑顆粒實質(zhì)上由赤鐵礦構(gòu)成。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其聯(lián)接到發(fā)電站或結(jié)合根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備的發(fā)電站，其被設(shè)置成其中，由所述站生成的燃燒氣體提供所述設(shè)備的所述工藝氣體的至少一部分，可選地所述工藝氣體的全部。25.結(jié)合根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備的燃料燃燒發(fā)動機，其被設(shè)置成其中，由所述發(fā)動機生成的燃燒氣體提供所述設(shè)備的所述工藝氣體的至少一部分，可選地所述工藝氣體的全部。26.包括根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)動機的船舶。27.—種將包括在工藝氣體中的一種或多種反應(yīng)物化學(xué)物種轉(zhuǎn)化成一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種的方法，包括: 將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)；以及 借助于超聲波能量發(fā)生器生成超聲波能量， 所述方法包括將由所述超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量投入所述液體介質(zhì)內(nèi)，使得工藝氣體暴露于超聲波能量，以便將所述反應(yīng)物化學(xué)物種中的一種或多種轉(zhuǎn)化成一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種， 所述方法還包括收集一種或多種產(chǎn)物化學(xué)物種。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，借助于超聲波能量發(fā)生器生成超聲波能量包括響應(yīng)于通過所述超聲波能量發(fā)生器的驅(qū)動氣體的流動生成超聲波能量。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，包括通過驅(qū)動驅(qū)動氣體通過所述超聲波能量發(fā)生器借助于所述所述超聲波能量發(fā)生器的氣哨裝置生成超聲波能量。30.根據(jù)權(quán)利要求28或權(quán)利要求29所述的方法，包括在使驅(qū)動氣體通過所述氣哨裝置之后，將所述氣體饋送到所述液體介質(zhì)內(nèi)。31.根據(jù)權(quán)利要求28-30中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述工藝氣體提供所述驅(qū)動氣體。32.根據(jù)權(quán)利要求27-31中任一項權(quán)利要求所述的方法，包括引起微氣泡在所述液體介質(zhì)中生成并且經(jīng)受由所述超聲波能量發(fā)生器生成的超聲波能量的照射。33.根據(jù)權(quán)利要求27-32中任一項權(quán)利要求所述的方法，包括引起已經(jīng)經(jīng)受超聲波能量的氣體借助于氣體分離器根據(jù)化學(xué)物種分離。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，引起氣體分離包括將碳?xì)浠衔餁怏w從一種或多種其它氣體中分離。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，引起氣體分離包括將碳?xì)浠衔餁怏w從工藝氣體中分離。36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，包括將已分離的工藝氣體返回所述液體介質(zhì)并且使所述已分離的工藝氣體在所述液體介質(zhì)中經(jīng)受超聲波能量。37.根據(jù)權(quán)利要求27-36中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，將工藝氣體引入液體介質(zhì)內(nèi)包括將工藝氣體引入氣舉栗設(shè)備的柱內(nèi)，并且引起氣舉將液體介質(zhì)栗送通過所述柱，并且其中，將由所述發(fā)生器生成的超聲波能量投入所述液體介質(zhì)內(nèi)包括將超聲波能量投入所述柱中的液體介質(zhì)內(nèi)，由此，通過所述柱的工藝氣體暴露于超聲波能量。38.根據(jù)權(quán)利要求27-37中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述工藝氣體包括二氧化碳。39.根據(jù)權(quán)利要求27-38中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述工藝氣體包括按體積至少10%的二氧化碳，按體積可選地至少14%，進(jìn)一步可選地至少20%，又進(jìn)一步可選地至少40%，再進(jìn)一步可選地至少50%的二氧化碳。40.根據(jù)權(quán)利要求27-39中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述工藝氣體基本上由二氧化碳構(gòu)成。41.根據(jù)權(quán)利要求37或從屬于權(quán)利要求37的權(quán)利要求38-40中的任一項權(quán)利要求所述的方法，包括將甲烷從已經(jīng)通過所述柱的其它氣體中分離。42.根據(jù)權(quán)利要求37或從屬于權(quán)利要求37的權(quán)利要求38-41中的任一項權(quán)利要求所述的方法，包括將液體介質(zhì)從液體存儲槽抽取到所述柱內(nèi)。43.根據(jù)權(quán)利要求27-42中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述液體設(shè)有分散或懸浮在其中的催化劑材料的顆粒。44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述催化劑顆粒包括選自鐵、氧化鐵和含赤鐵礦的化合物當(dāng)中的至少一種，或者其中，所述催化劑顆粒實質(zhì)上由赤鐵礦構(gòu)成。45.—種用于在處理設(shè)備中的液體介質(zhì)中生成氣體的氣泡的氣泡發(fā)生器，所述氣泡發(fā)生器包括: 禍旋誘發(fā)部分； 用于將所述氣體的輸入流動遞送到所述渦旋誘發(fā)部分的輸入部分；以及 用于發(fā)射氣體氣泡的輸出流動的輸出部分； 其中，所述渦旋誘發(fā)部分包括一個或多個渦旋誘發(fā)元件，其被構(gòu)造成在從中通過的氣體的流動中誘發(fā)渦旋。46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述一個或多個渦旋誘發(fā)元件包括位于所述輸入部分和所述輸出部分之間的氣體流動路徑內(nèi)的一個或多個渦旋誘發(fā)葉片元件。47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述葉片元件或每個葉片元件包括沖擊面，并且所述葉片元件或每個葉片元件的所述沖擊面被定向成不平行于所述輸入部分中輸入氣體流動的方向。48.根據(jù)權(quán)利要求45-47中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其中，提供多個葉片元件，并且所述葉片元件圍繞正交于所述輸入部分中的輸入氣體流動的方向的縱軸線相對于彼此等間距地分開，優(yōu)選地呈環(huán)形設(shè)置。49.根據(jù)權(quán)利要求45-48中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述渦旋誘發(fā)部分包括圓頂構(gòu)件，以便將流入所述渦旋誘發(fā)部分的氣體通導(dǎo)向所述渦旋誘發(fā)元件。50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述圓頂構(gòu)件具有輻射狀內(nèi)部形狀，其被構(gòu)造成用于當(dāng)氣體在其內(nèi)的所述氣體流動路徑中流動時減少渦流的生成。51.根據(jù)權(quán)利要求45-50中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，還包括在所述一個或多個渦旋誘發(fā)元件的下游的加速器部分，以便使所述氣體氣泡朝向所述輸出部分的所述輸出流動加速。52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述加速器部分限定所述氣體流動路徑的一部分，其包括錐形通路，所述通路具有朝向其出口徑向向內(nèi)逐漸變細(xì)的內(nèi)部形狀。53.根據(jù)權(quán)利要求45-52中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其中，用于將所述氣體的輸入流動遞送到所述渦旋誘發(fā)部分的所述輸入部分包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管經(jīng)由其近端安裝在所述設(shè)備中，并且在其遠(yuǎn)端承載所述渦旋誘發(fā)部分。54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述導(dǎo)管在所述設(shè)備中的安裝由一個或多個支撐構(gòu)件或腹板增強。55.根據(jù)權(quán)利要求53或權(quán)利要求54所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述導(dǎo)管中的氣體流動的縱向方向和所述渦旋誘發(fā)部分中的氣體流動的縱向方向被定向成實質(zhì)上彼此垂直。56.根據(jù)權(quán)利要求45-55中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，所述氣泡發(fā)生器是微氣泡發(fā)生器。57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的氣泡發(fā)生器，其被構(gòu)造并且設(shè)置成生成具有50微米或更小的直徑的氣體氣泡。58.根據(jù)權(quán)利要求45-57中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述處理設(shè)備是氣體轉(zhuǎn)化設(shè)備，并且所述氣體是用于由所述設(shè)備轉(zhuǎn)化成一種或多種其它氣體的工藝氣體。59.根據(jù)權(quán)利要求45-58中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其中，所述處理設(shè)備是氣舉栗設(shè)備。60.一種氣舉栗設(shè)備，包括: 柱，其具有在使用中實質(zhì)上直立的部分，可以由氣舉將液體介質(zhì)栗送通過所述實質(zhì)上直立的部分； 氣體遞送裝置，其用于在所述柱的第一位置處將氣體流動遞送到所述柱內(nèi)，以引起氣舉栗送液體介質(zhì)；以及 根據(jù)權(quán)利要求45-59中任一項權(quán)利要求所述的氣泡發(fā)生器，其用于在所述液體介質(zhì)中生成所述氣體的氣泡。61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的氣舉栗設(shè)備，還包括至少一個超聲波能量發(fā)生器，其被構(gòu)造成向由所述氣泡發(fā)生器形成的氣體氣泡施加超聲波能量。62.根據(jù)權(quán)利要求60或權(quán)利要求61所述的氣舉栗設(shè)備，其中，所述氣泡發(fā)生器的氣泡形成部分定位成在所述柱內(nèi)實質(zhì)上同軸。63.包括或包含根據(jù)權(quán)利要求60-62中任一項權(quán)利要求所述的氣舉栗設(shè)備的液體存儲槽。64.包括或包含根據(jù)權(quán)利要求60-62中任一項權(quán)利要求所述的氣舉栗設(shè)備的船舶的液體存儲槽或壓艙槽。65.包括根據(jù)權(quán)利要求64所述的液體存儲槽或壓艙槽的船舶。66.實質(zhì)上如前文中參考附圖所描述的那樣的設(shè)備、發(fā)電站、燃料燃燒發(fā)動機或方法。67.實質(zhì)上如前文中參考附圖所描述的那樣的微氣泡發(fā)生器、氣舉栗設(shè)備、船舶的壓艙槽的液體存儲，或船舶。
【文檔編號】B01J19/10GK105992642SQ201480068047
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年10月14日
【發(fā)明人】M.威爾斯, A.馬沙爾
【申請人】科爾德哈勃船舶有限公司