本发明专利技术涉及一种带有导向体构件的喷射环流反应器，包括外筒以及设置在外筒内腔的导流筒，在外筒的上部开有出水口，在导流筒的下方或者底端两壁之间设置有与进水管道连通的空化喷头，在导流筒内腔设置有导向体，导向体位于空化喷头的上方且与空化喷头的喷射端正对；本发明专利技术是在超声振动作用与狭缝射流作用下产生协同效果，产生大量自由基，使设备的水力空化能耗降低，超声空化强度大大提高，强化了污水处理能力，有效提高水力空化降解有机污染物的能力，同时利用导向体分散了液体中气体分布，防止液体中气体的聚集，进一步提高了气液接触面积，本发明专利技术还具有操作方便、易于管理，成本低，技术结构简单等优点，适于工业化推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液态流体空化发生装置研究
，特别涉及一种利用水力声空化强化降解处理有机污染物废水的带有导向体构件的喷射环流反应器。
技术介绍
随着人口的增长，社会经济的不断发展，污水的排放量与日倶增，水污染问题已对人类生存和社会发展构成了越来越严重的威胁，防止水体恶化，保护水资源，已经成为人类共同追求的目标。传统的处理方法在防治水体污染方面已经并正在发挥着重要的作用。但由于废水量的不断增加，组成成份的日趋复杂，对废水处理的日趋严格，传统的处理方法在多功能性，高效稳定性，和经济合理性方面难以满足不断提高的环境要求，因此高环境的要求需要有新的技术为之配套。气升式喷射环流反应器以气体为推动力实现水的循环流动，无需机械搅拌和栗提升，不仅结构简单，而且能耗低，被广泛用于生物、化工及环境领域。传统气升式喷射环流反应器中，气泡上升过程中不断聚并变大，带来两个不利影响:1)大气泡受到的浮力大而曳力小，不能被环流带到下降段，使下降段、尤其是底部气含率非常小;2)气液界面积减小，对传质不利。空化作为一种物理方法处理污水技术，具有高效能，成本低，并具有不产生二次污染，被称为“绿色水处理”，受到了广泛的关注。而目前研究比较多的主要是超声宝化和水力空化。近年来，对超声空化技术的化学反应的深人研究发现其在特种污水处理方面效果明显，然而，超声空化虽然空化强度高，但在总能耗中只有5%?10%用于空化，其余90 %?95 %的能量是以热能的形式使系统升温，这使得超声空化的应用受到极大的限制，难以实现工业化。随着水力空化进入人们的事业，我们发现水力空化在污水处理方面潜力巨大，具有简便易行、能耗低、效率高等特点，从能效和规模化方面比较，水力空化技术比超声空化技术更具有优势，但水力空化具有空化强度低的缺点，因此设计一种具有超声空化强度高，水力空化能耗低、效率高的水力声空化环流设备就显得尤为重要.
技术实现思路
为了克服传统水力空化技术所存在的不足，本专利技术提供了一种有效防止气泡聚集、保证气液混合性能好、超声空化强度高、处理能力强的带有导向体构件的喷射环流反应器。本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案是:该带有导向体构件的喷射环流反应器，包括外筒以及设置在外筒内腔的导流筒，在外筒的上部开有出水口，在导流筒的下方或者底端两壁之间设置有与进水管道连通的空化喷头，在导流筒内腔设置有导向体，导向体位于空化喷头的上方且与空化喷头的喷射端正对；所述空化喷头包括第一固定板、第二固定板、第一喷嘴、第二喷嘴、振动杆以及连接杆，第一固定板与第二固定板相对设置并且通过连接杆连接，第一喷嘴设置在第一固定板的中部，第二喷嘴设置在第二固定板的中部且第二喷嘴的出水端口与第一喷嘴的出水端口相对，第一喷嘴与第二喷嘴分别与进水管道连通，在第一固定板和第二固定板上分别开设有第一环形狭缝和第二环形狭缝，第一环形狭缝在第一喷嘴的外侧且与第一喷嘴同心，第二环形狭缝在第二喷嘴的外侧且与第二喷嘴同心、与第一环形狭缝正对，第一环形狭缝和第二环形狭缝分别与进水管道连通，在第一固定板与第二固定板之间还设置有振动杆，振动杆的中心轴与第一喷嘴、第二喷嘴的中心轴平行，振动杆分布在第一喷嘴与第一环形狭缝之间。上述第一喷嘴和第二喷嘴均是收敛型结构，第一喷嘴和第二喷嘴的入口直径D与出口直径d之间满足:D/d = 1:0.4?0.7，第一喷嘴与第二喷嘴之间的间距L为1.5?4.0mm。上述第一环形狭缝、第二环形狭缝的进水侧环宽为4?8mm、出水侧环宽为1?3mm。上述导向体距离第一喷嘴和第二喷嘴的出水端口的垂直间距是50?100mm。上述导向体的长半轴与短半轴之间的比值是6:1?12:1，保持细长的结构。上述振动杆是沿着第一喷嘴和第二喷嘴的外围在同一圆周上均匀分布，保证所形成的声波分布均勾。上述第一喷嘴和第二喷嘴的外壁与振动杆之间的间距Η是0.5?1.5mm，以使所产生的声波最大。上述第一喷嘴和第二喷嘴均是由锥形段和直管段组成，其锥形段的长度是32?38mm，直管段的长度是2?5_。上述第一喷嘴和第二喷嘴的外壁距离外筒底部的最小高度是10cm。本专利技术的带有导向体构件的喷射环流反应器，液体经相对设立的第一喷嘴和第二喷嘴喷射后形成相对射流，发生撞击，在撞击面上会产生波动压力，引起振动杆振动产生超声波，同时，液体经收敛型第一环形狭缝和第二环形狭缝后产生微气泡，在超声波作用下也会产生自由基，在超声振动作用与狭缝射流作用下产生协同效果，产生大量自由基，使设备的水力空化能耗降低，超声空化强度大大提高，强化了污水处理能力，有效提高水力空化降解有机污染物的能力，同时大量的微气泡进入导流筒向上流动，导流筒内导向体的存在有利于防止液体中气体的聚集，分散了液体中气体分布，进一步提高了气液接触面积，同时，筒内液体与气体接触后其气含率高于导流筒外气含率，筒中两相混合物的密度较低，这种密度差形成了一个推动力，推动喷射环流反应器内流体形成导流筒内向上、外环向下的循环流动，实现气液间的进一步混合，增强了气液间的传质和传热效果，此外，本专利技术还具有操作方便、易于管理，成本低，技术结构简单等优点，适于工业化推广应用。【附图说明】图1为实施例1的喷射环流反应器结构示意图。图2为图1中空化喷头5的结构示意图。图3为图2中A-A的截面示意图。图4为实施例2的喷射环流反应器结构示意图。【具体实施方式】现结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进行进一步说明。实施例1由图1可知，本实施例的带有导向体3构件的喷射环流反应器是由外筒1、导流筒2、导向体3、空化喷头5以及固定杆4组成。本实施例的外筒1是直径为60cm的圆筒结构，在该外筒1的上部侧壁上开有出水口，在外筒1的内腔距离外筒1底部45cm的位置通过固定杆4和螺纹紧固件固定安装有一个直径为50cm的导流筒2，该导流筒2的中心轴与外筒1的中心轴重合，导流筒2的下端口距离外筒1底部的高度是20cm，在导流筒2的正下方通过焊接在外筒1内壁上的固定杆4固定安装有空化喷头5，参见图2和3，本实施例的空化喷头5是由第一固定板5-1、第二固定板5-5、第一喷嘴5-2、第二喷嘴5-3、振动杆5-4以及连接杆5-6组成，第一固定板5-1与第二固定板5-5相对设置且通过3个均匀分布的连接杆5-6连接为一体结构，第一固定板5-1与第二固定板5-5的外侧分别通过固定杆4分别与外筒1的内壁固定，在第一固定板5-1的中部加工有喷嘴安装孔，在喷嘴安装孔上用螺纹方式安装有第一喷嘴5-2，该第一喷嘴5-2的外部是直管结构，内部是由锥形管段和直管段连接形成收敛型流道，第一喷嘴5-2内部的锥形管段长度是34mm，进水端口的内径D为8mm，出水端口的内径d为4mm，d/D = 0.5，直管段连接在锥形管段的出口端，直管段的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有导向体构件的喷射环流反应器，包括外筒(1)以及设置在外筒(1)内腔的导流筒(2)，在外筒(1)的上部开有出水口，其特征在于：在导流筒(2)的下方或者底端两壁之间设置有与进水管道连通的空化喷头(5)，在导流筒(2)内腔设置有导向体(3)，导向体(3)位于空化喷头(5)的上方且与空化喷头(5)的喷射端正对；所述空化喷头(5)包括第一固定板(5‑1)、第二固定板(5‑5)、第一喷嘴(5‑2)、第二喷嘴(5‑3)、振动杆(5‑4)以及连接杆(5‑6)，第一固定板(5‑1)与第二固定板(5‑5)相对设置并且通过连接杆(5‑6)连接，第一喷嘴(5‑2)设置在第一固定板(5‑1)的中部，第二喷嘴(5‑3)设置在第二固定板(5‑5)的中部且第二喷嘴(5‑3)的出水端口与第一喷嘴(5‑2)的出水端口相对，第一喷嘴(5‑2)与第二喷嘴(5‑3)分别与进水管道连通，在第一固定板(5‑1)和第二固定板(5‑5)上分别开设有第一环形狭缝(a)和第二环形狭缝(b)，第一环形狭缝(a)在第一喷嘴(5‑2)的外侧且与第一喷嘴(5‑2)同心，第二环形狭缝(b)在第二喷嘴(5‑3)的外侧且与第二喷嘴(5‑3)同心、与第一环形狭缝(a)正对，第一环形狭缝(a)和第二环形狭缝(b)分别与进水管道连通，在第一固定板(5‑1)与第二固定板(5‑5)之间还设置有振动杆(5‑4)，振动杆(5‑4)的中心轴与第一喷嘴(5‑2)、第二喷嘴(5‑3)的中心轴平行，振动杆(5‑4)分布在第一喷嘴(5‑2)与第一环形狭缝(a)之间。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈壮志，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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