一种活性自由基发生系统技术方案

一种活性自由基发生系统，其特征在于它包括主反应室及光源系统；所述光源系统设置在主反应室内；所述主反应室上设置有用于输入反应所需的气体及液体的进口和出气口。本实用新型专利技术的优越性：1、本实用新型专利技术设计简单，使用方便。本实用新型专利技术的设计步骤简单，适用范围广，任何需要活性氧自由基的系统均可使用；臭氧先通过紫外灯的照射，产生大量的活性氧自由基，提高氧化效率，有效地降低能耗，节约成本。3、本实用新型专利技术出气口设计的特点在于保证生成的活性氧自由基在0.1秒内与主气流管道中的气相污染物质如氮氧化物或有机挥发物等接触，并且保证链式反应后生成的自由基中间体避免受到紫外灯照射。

A free radical generation system

An active free radical generating system is characterized by comprising a main reaction chamber and a light source system, wherein the light source system is arranged in the main reaction chamber, and the main reaction chamber is provided with an inlet and an air outlet for gas and liquid input for reaction. The advantages of the utility model are as follows: 1. The utility model is simple in design and convenient in use. The utility model has the advantages of simple design procedure and wide application scope, and any system that needs reactive oxygen free radicals can be used. Ozone first generates ultraviolet reactive lamps to produce a large number of reactive oxygen radicals, which improves the oxidation efficiency, effectively reduces energy consumption and saves costs. 3, the utility model is characterized in that the air outlet design to ensure the generation of ROS in 0. seconds with the main air pipe in the gas phase pollutants such as nitrogen oxides and volatile organic compounds, contact, and ensure that the chain reaction of free radical intermediates generated after avoiding under ultraviolet irradiation.

【技术实现步骤摘要】
一种活性自由基发生系统(一)
：本技术涉及一种设计简单，使用方便，适用范围广，活性自由基产量大，操作安全，与传统装置相比更节能环保，成本低，适用于大量产生活性自由基的系统。(二)
技术介绍
：目前，自由基氧化技术作为新兴处理技术，被应用于各类行业，前景广阔。在对废水废气的处理中，可在短时间内将废水或废气中的氮氧化物，有机污染物氧化成CO2、N2和水等无毒小分子化合物,对水中COD和细菌的去除效果明显，无二次污染。市面上的自由基发生器种类较少，普遍结构复杂，或产生自由基浓度低种类单一，氧化效果不尽如人意，仅用于杀菌消毒，或模拟大气环境浓度等。另有自由基发生装置利用电极放电产生自由基，不仅耗电量大，产生自由基不稳定，在处理易燃易爆的有机气体时，存在风险。光催化涉及的领域非常宽，其中，过渡金属及其化合物在光催化反应中的作用，近几十年受到极大关注。它们可以改变反应物氧化态，吸收其表面其它物质，并激活。过渡金属离子对光催化氧化反应的速率影响极大，高效光催化剂满足如下条件：(1)适当的导带和价带位置，在净化污染物应用中，价带电位必须有足够的氧化性能。(2)高效的电子空穴分离能力，降低它们的复合几率。(3)可见光响应特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能的4％，如何利用可见光乃至红外光能量，是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。从目前的资料来看，光催化材料体系主要可以分为氧化物，硫化物，氮化物以及磷化物。最典型的主要是TiO2及其改性材料。研究的比较多的是含Ti，Nb，Ta的氧化物或复合氧化物。利用过渡金属的光催化特性来产生自由基，也是近几年的研究热点、根据专利检索，目前的光催化臭氧法大多数使用在污水处理领域(CN201410641843)；其次为气体污染物的净化等环保领域，以及空气的抗菌处理。在锅炉废气处理领域中，都是采用臭氧发生器来产生臭氧或双氧水对含有污染物的气体进行氧化(CN204380494U，CN201610295079.4，CN201510279052.1)。这类装置适用范围窄，废气必须与臭氧在光源照射下混合，系统本身无法产生大量的活性自由基来达到最佳的氧化效果，导致增加能耗和生产成本。本技术的活性自由基发生装置可以采用光解催化仓来分解臭氧、氯气(Cl2)，溴蒸汽(Br2)及可在光照条件下产生自由基的有机物，产生强氧化性的自由基来提高处理效率，节能环保，适用于任何需要大量活性自由基来进行处理的反应系统。(三)
技术实现思路
：本技术的目的在于提供一种活性自由基发生系统，它能够解决现有技术的不足，本技术可以用来分解臭氧、氯气(Cl2)，溴蒸汽(Br2)及可在光照条件下产生自由基的有机物，产生强氧化性的自由基来提高处理效率，也可以用于利用过渡金属催化产生自由基；本技术节能环保，适用于任何需要大量活性自由基来进行处理的反应系统。本技术的技术方案：一种活性自由基发生系统，其特征在于它包括主反应室及光源系统；所述光源系统设置在主反应室内；所述主反应室上设置有用于输入反应所需气体的进口和出气口。所述进口设置于主反应室下部，出气口设置于主反应室上部。所述出气口设置有防止物质向主反应室回流的单向阀。所述光源系统的电线通过主反应室上设置的电线出口与外部连接。所述主反应室内安装有催化剂载体系统，催化剂载体系统设置于光源系统的外围。所述催化剂载体系统包括催化剂载体棒和框架；所述催化剂载体棒安装在框架上，框架固定在主反应室；所述催化剂载体棒上有若干用于气体或光线通过的孔；所述催化剂载体棒上涂覆用于产生自由基的催化剂。所述催化剂为含有过渡金属的化合物，所述过渡金属为Mn，Ru，Mo或Cu。所述框架有一侧开口，使得催化剂载体系统可以在不影响系统内部灯具的情况下放入和移出。所述主反应室外围包围有冷却水夹层，冷却水夹层上设置有用于冷却水循环的冷水进水口和冷水出水口。所述主反应室上设置有排水口。所述主反应室为一密闭的腔体，各开口处及连接处均经过密封处理。所述主反应室配有气密配件，用于防止任何气体或液体从主反应室泄漏出来。所述光源系统采用紫外灯系统；所述紫外灯系统的紫外灯通过固定于主反应室内底部的支撑装置安装；或者，紫外灯通过带法兰的石英管安装，所述石英管的石英法兰通过法兰锁定装置密封安装于主反应室顶部，石英管带有石英法兰的一端有能够插入紫外灯的开口，另一端封闭。所述支撑装置的顶层和底层有支架，支架之间连接支撑杆。所述一种活性自由基发生系统用于处理任何气体和液体的反应系统的内部或外部；放置于反应系统的内部时通过支撑结构安装；放置于反应系统的外部时通过安装支架平台安装于反应系统的管道旁。本技术的工作过程：(1)反应所需的气体由进口进入主反应室内；或者主反应室内放置反应所需的固态物；(2)反应所需的气体或者固态物在光源系统的光照下发生反应，产生活性自由基；(3)主反应室内反应后产生的气态产物由出气口排出。所述固态物包括涂覆在催化剂载体棒上的固体催化剂。本技术的原理：1、臭氧是氧气的同素异形体，化学性质十分不稳定，其紫外光吸收波长范围是220～350nm。当紫外灯照射臭氧时，会立即产生激发态氧原子O(1D)，此反应具有较高的反应活性。激发态氧原子O(1D)与空气中水分子接触就会生成其它的活性氧自由基，如羟基自由基，从而触发自由基的链式反应。空气中水分子在紫外光(波长220～350nm)照射下会生成活性氧自由基，如羟基自由基。光化学反应式如下：O3→O(1D)+O2O2→2O(1D)H2O→H2O2→2OH·所述的外部臭氧发生器利用压缩空气生产臭氧，并将臭氧传送到光解催化仓，紫外光透过石英管与进入的臭氧发生反应，将臭氧光解催化成激发态氧原子，激发态氧原子与水蒸气反应形成活性氧自由基，触发自由基的链式反应，产生的自由基及臭氧通过出口进入到反应系统内，参与反应。2、除臭氧作为产生自由基的反应物，向装置中通入其它气体同样可产生自由基，如氯气(Cl2)，溴蒸汽(Br2)及可在光照条件下产生自由基的有机物等。在光照条件下，氯气和甲烷通过自由基反应产生氯仿：Cl2→2Cl·(1)Cl·+CH4→·CH3+HCl(2)·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl·(3)2Cl·→Cl2(4)3、催化剂包括含有过渡金属的化合物，所述过渡金属为Mn，Ru，Mo或Cu：(1)三联吡啶钌Ru(bpy)32+Ru*(bpy)32+→Ru(bpy)33+→Ru(bpy)32+Ru*(bpy)32+→Ru(bpy)3+→Ru(bpy)32+(2)Mo2[Mo]4++2O2→2[Mo]5++2O2·-(3)其中M表示金属，R表示烃基，L表示配体，X表示卤素本技术的优越性：1、本技术设计简单，使用方便，在无需停止整个系统的情况下便可进行紫外灯与催化剂的维护和更换；不影响废气排放的速度与压力。2、本技术的活性自由基发生装置可以用于来分解通入的臭氧、氯气(Cl2)，溴蒸汽(Br2)及可在光照条件下产生自由基的有机物，产生强氧化性的自由基来提高处理效率，节能环保，适用于任何需要大量活性自由基来进行处理的反应系统。以臭氧为例，臭氧是由臭氧发生器运用压缩的空气所生产的，根据需要产生的臭氧量来调整臭氧发生器的功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性自由基发生系统，其特征在于它包括主反应室及光源系统；所述光源系统设置在主反应室内；所述光源系统采用紫外光系统，主反应室内安装有催化剂载体系统，所述催化剂载体系统设置于光源系统的外围，所述主反应室上设置有用于输入反应所需气体的进口和出气口。

【技术特征摘要】
1.一种活性自由基发生系统，其特征在于它包括主反应室及光源系统；所述光源系统设置在主反应室内；所述光源系统采用紫外光系统，主反应室内安装有催化剂载体系统，所述催化剂载体系统设置于光源系统的外围，所述主反应室上设置有用于输入反应所需气体的进口和出气口。2.根据权利要求1所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述进口设置于主反应室下部，出气口设置于主反应室上部。3.根据权利要求1所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述出气口设置有防止物质向主反应室回流的单向阀。4.根据权利要求1所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述光源系统的电线通过主反应室上设置的电线出口与外部连接。5.根据权利要求1所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述催化剂载体系统包括催化剂载体棒和框架；所述催化剂载体棒安装在框架上，框架固定在主反应室；所述催化剂载体棒上有若干用于气体或光线通过的孔；所述催化剂载体棒上涂覆用于产生自由基的催化剂。6.根据权利要求5所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述催化剂为含有过渡金属的化合物，所述过渡金属为Mn，Ru，Mo或Cu。7.根据权利要求5所述一种活性自由基发生系统，其特征在于所述框架有一侧开口，使得催化剂载体系统可以在不影响系统内部灯具的情况下放入和移出。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅国琳，拉胡尔，苟帕拉，张艳红，栾昕，
申请(专利权)人：傅国琳，
类型：新型
国别省市：天津,12