楊平 何方 朱晨

摘 要 超重力反應(yīng)器利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)加快反應(yīng)/分離效果，采用高速旋轉(zhuǎn)的超重力反應(yīng)器可極大強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，由于微型化、高效節(jié)能、產(chǎn)品高質(zhì)量和易于放大等顯著特征，超重力技術(shù)已成為最受關(guān)注的化工過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)之一。本文從專利的角度分析目前超重力反應(yīng)器的研究概況。

關(guān)鍵詞 超重力;旋轉(zhuǎn)床;專利分析

在超重力環(huán)境下，強(qiáng)大的剪切力將液相物料撕裂成微小的膜、絲和滴，相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)的塔器中提高1-3個(gè)數(shù)量級(jí)，分子混合和傳質(zhì)過(guò)程得到高度強(qiáng)化。因此，超重力技術(shù)被認(rèn)為是強(qiáng)化傳遞和多相反應(yīng)過(guò)程的一項(xiàng)突破性技術(shù)。超重力反應(yīng)器的核心部件為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)由塔板或填料組成，形成氣液相接觸的表面通道。液體從伸入轉(zhuǎn)子中心的液體分布器引入，經(jīng)分布后噴向轉(zhuǎn)子內(nèi)緣，在離心力作用下向外甩出。氣體由轉(zhuǎn)子的外緣進(jìn)入轉(zhuǎn)子，依靠氣體氣壓，由外向內(nèi)與液體接觸[1]。目前，超重力技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、材料、環(huán)境、能源等領(lǐng)域，并在高端化學(xué)品生產(chǎn)、納米材料制備、硫酸工業(yè)尾氣脫硫、油田注水脫氧等方面實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，體現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景[2]。本文通過(guò)采用incopat專利數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行了檢索，從專利角度分析目前關(guān)于超重力反應(yīng)器的研究現(xiàn)狀。

1趨勢(shì)分析

經(jīng)過(guò)檢索，相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠?331篇，從圖1可以看出，在2007年之前，相關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量較少，2007-2016年之間，每年的專利申請(qǐng)量整體呈平穩(wěn)上升趨勢(shì)，2017年開(kāi)始到現(xiàn)在，申請(qǐng)量有所下降，這也反映出該領(lǐng)域的研究已日趨成熟。

2技術(shù)分析

如圖2所示，根據(jù)對(duì)IPC分類號(hào)的統(tǒng)計(jì)可知，超重力反應(yīng)器目前主要集中在分離（B01D）、化工方法和設(shè)備（B01J）、水處理（C02F）、有機(jī)化學(xué)（C07C）、無(wú)機(jī)化學(xué)（C01B、C01F）、石化工業(yè)（C10B、C10G）等領(lǐng)域，表明超重力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛。

通過(guò)對(duì)專利公開(kāi)的國(guó)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出目前的申請(qǐng)量我國(guó)占比70.21%、美國(guó)占比9.29%、韓國(guó)占比4.79%，表明我國(guó)在該領(lǐng)域投入了大量研究，是該領(lǐng)域研究的主要貢獻(xiàn)者，同時(shí)表明，相比其他國(guó)家而言我國(guó)對(duì)該領(lǐng)域的研究更為重視。

3申請(qǐng)人分析

超重力反應(yīng)器領(lǐng)域全球主要申請(qǐng)人排名如圖3所示，該領(lǐng)域申請(qǐng)量排名前十位的申請(qǐng)人均為中國(guó)高校、企業(yè)或科研單位，表明我國(guó)對(duì)于超重力技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注度最高。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的申請(qǐng)量中企業(yè)占比53.01%、高校占比35.57%、個(gè)人占比6.79%、科研單位占比4.37%，表明超重力反應(yīng)器領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究及工業(yè)應(yīng)用方面均得到重視，具有廣泛的應(yīng)用前景。

申請(qǐng)量排名前三的分別為：北京化工大學(xué)、中國(guó)石油化工股份有限公司、北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司，其中，北京化工大學(xué)設(shè)有超重力教育部工程研究中心，成立于1991年，專門從事超重力技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，目前已采用超重力技術(shù)成功生產(chǎn)出納米碳酸鈣、納米藥物、納米分散體、丁基橡膠等產(chǎn)品，并將該技術(shù)用于工業(yè)尾氣中SO2脫除、廢水中的揮發(fā)性有機(jī)物脫除、煉油廠酸性氣中H2S脫除、生物發(fā)酵中的氧化、生物降解高分子等工業(yè)過(guò)程[1]。

4法律及運(yùn)營(yíng)分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)得到，目前超重力反應(yīng)器領(lǐng)域有效專利占比53.5%，失效專利占比25.69%，在審中專利占比20.82%，該領(lǐng)域有效專利占比較高，表明該領(lǐng)域整體創(chuàng)造性水平較高，研究成果值得肯定。在需要進(jìn)行專利布局和運(yùn)營(yíng)時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注有效專利及在審專利情況，分析當(dāng)前已獲得實(shí)質(zhì)性保護(hù)的內(nèi)容，整體掌握專利的權(quán)利保護(hù)和潛在風(fēng)險(xiǎn)情況，并預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向和未來(lái)的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的分析可以看出，超重力反應(yīng)器技術(shù)的研究目前已趨于成熟，在國(guó)內(nèi)科研及工業(yè)應(yīng)用方面均受到廣泛重視，并取得了較為可喜的研究成果，如何進(jìn)一步拓展超重力反應(yīng)器的應(yīng)用領(lǐng)域可能是未來(lái)可以考慮的研究方向。

參考文獻(xiàn)

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