超重力反應器的專利分析

楊平 何方 朱晨

摘 要 超重力反應器利用旋轉產生的離心力來加快反應/分離效果，采用高速旋轉的超重力反應器可極大強化傳質過程，由于微型化、高效節(jié)能、產品高質量和易于放大等顯著特征，超重力技術已成為最受關注的化工過程強化技術之一。本文從專利的角度分析目前超重力反應器的研究概況。

關鍵詞 超重力;旋轉床;專利分析

在超重力環(huán)境下，強大的剪切力將液相物料撕裂成微小的膜、絲和滴，相間傳質速率比傳統(tǒng)的塔器中提高1-3個數(shù)量級，分子混合和傳質過程得到高度強化。因此，超重力技術被認為是強化傳遞和多相反應過程的一項突破性技術。超重力反應器的核心部件為一個高速旋轉的環(huán)狀轉子，轉子內由塔板或填料組成，形成氣液相接觸的表面通道。液體從伸入轉子中心的液體分布器引入，經(jīng)分布后噴向轉子內緣，在離心力作用下向外甩出。氣體由轉子的外緣進入轉子，依靠氣體氣壓，由外向內與液體接觸[1]。目前，超重力技術已經(jīng)廣泛應用于化工、材料、環(huán)境、能源等領域，并在高端化學品生產、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現(xiàn)了工業(yè)應用，體現(xiàn)了廣闊的應用前景[2]。本文通過采用incopat專利數(shù)據(jù)庫對關鍵詞進行了檢索，從專利角度分析目前關于超重力反應器的研究現(xiàn)狀。

1趨勢分析

經(jīng)過檢索，相關領域專利共4331篇，從圖1可以看出，在2007年之前，相關領域的專利申請量較少，2007-2016年之間，每年的專利申請量整體呈平穩(wěn)上升趨勢，2017年開始到現(xiàn)在，申請量有所下降，這也反映出該領域的研究已日趨成熟。

2技術分析

如圖2所示，根據(jù)對IPC分類號的統(tǒng)計可知，超重力反應器目前主要集中在分離（B01D）、化工方法和設備（B01J）、水處理（C02F）、有機化學（C07C）、無機化學（C01B、C01F）、石化工業(yè)（C10B、C10G）等領域，表明超重力技術應用領域較為廣泛。

通過對專利公開的國別進行統(tǒng)計，得出目前的申請量我國占比70.21%、美國占比9.29%、韓國占比4.79%，表明我國在該領域投入了大量研究，是該領域研究的主要貢獻者，同時表明，相比其他國家而言我國對該領域的研究更為重視。

3申請人分析

超重力反應器領域全球主要申請人排名如圖3所示，該領域申請量排名前十位的申請人均為中國高校、企業(yè)或科研單位，表明我國對于超重力技術領域的關注度最高。經(jīng)過統(tǒng)計，我國的申請量中企業(yè)占比53.01%、高校占比35.57%、個人占比6.79%、科研單位占比4.37%，表明超重力反應器領域在基礎研究及工業(yè)應用方面均得到重視，具有廣泛的應用前景。

申請量排名前三的分別為：北京化工大學、中國石油化工股份有限公司、北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司，其中，北京化工大學設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基礎和應用研究，目前已采用超重力技術成功生產出納米碳酸鈣、納米藥物、納米分散體、丁基橡膠等產品，并將該技術用于工業(yè)尾氣中SO2脫除、廢水中的揮發(fā)性有機物脫除、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)過程[1]。

4法律及運營分析

通過統(tǒng)計得到，目前超重力反應器領域有效專利占比53.5%，失效專利占比25.69%，在審中專利占比20.82%，該領域有效專利占比較高，表明該領域整體創(chuàng)造性水平較高，研究成果值得肯定。在需要進行專利布局和運營時需重點關注有效專利及在審專利情況，分析當前已獲得實質性保護的內容，整體掌握專利的權利保護和潛在風險情況，并預測技術的發(fā)展方向和未來的市場應用前景。

5結束語

通過以上的分析可以看出，超重力反應器技術的研究目前已趨于成熟，在國內科研及工業(yè)應用方面均受到廣泛重視，并取得了較為可喜的研究成果，如何進一步拓展超重力反應器的應用領域可能是未來可以考慮的研究方向。

參考文獻

[1] 張龍，貢長生，代斌.綠色化學（第二版）[M].武漢：華中科技大學出版社，2014：363-364.

[2] 鄒海魁，初廣文，向陽，等.超重力反應強化技術最新進展[J].化工學報，2015，（8）：2805-2809.