一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置及系统，该反应装置包括反应腔，反应腔中设有导流筒，导流筒中设有悬浮式催化剂，导流筒底部设有布水器，顶部设有带孔隔板，导流筒底部与气水进口连通，导流筒上方设有气液分离导流装置，气液分离导流装置外侧设有固液分离隔板，气液分离导流装置外侧还设有溢流堰，溢流堰下方与气液分离导流装置外侧、固液分离隔板之间形成澄清区。本发明专利技术最大限度提高了臭氧利用率，增强了反应器气液固三相传质效率，缩短停留时间的同时提高了处理效果；解决来水悬浮物波动影响的同时亦保障了出水悬浮物的稳定性；该装置及系统水头损失少、催化效率高、抗冲击负荷大、投资及运行成本低、适用范围广。

A fluidized bed ozone catalytic oxidation three-phase separation reaction device and system

【技术实现步骤摘要】
一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置及系统
本专利技术涉及一种废水处理领域的反应装置，尤其是涉及一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置及该系统。
技术介绍
随着现代工业的迅速发展，来自印染、皮革、化工等行业产生的工业废水量越来越大，该类工业废水不仅成分复杂多变、结构复杂，且有一定的毒性难生化处理。目前，国内外对普通工业废水的处理工艺大都采用生化法进行处理，但是随着各地排放标准的日益严格，单靠生化工艺处理尤其是针对高盐分、低B/C比、成份复杂、难降解工的业废水很难达到排放标准。对于高盐分、低B/C比、成份复杂、难降解废水的处理是最近几年国内外学者研究的一个热点和重点。为达到更高的处理要求，常采用物理吸附和化学氧化工艺对此类废水进行处理。物理吸附主要包括活性炭吸附和树脂吸附，但是该类方法存在的缺点是吸附材料吸附饱和后需要对其再生，而再生过程不但能耗高，且再生液一般含高浓度有机物，会引起二次污染；常用的化学氧化主要是高级氧化工艺，但是该氧化工艺由于探索时间短，基础理论还不十分完善，再加上实际污染系统复杂多样，使该技术无论在理论研究还是工业应用都存在不少有待研究解决的问题。高级氧化技术在处理废水方面与生物法和物理法相比具有效率高、停留时间短、处理程度深等优点。臭氧催化氧化技术是众多高级氧化技术中的一种，臭氧催化氧化通过催化剂来提高氧化效率，降低反应的活化能，使氧化反应在常温常压下即可取得很好的氧化效果。然而由于工业废水成分复杂，污染物较多，采用单一催化剂、常规催化氧化工艺仍然存在臭氧利用率低，污染物处理不彻底等现象。根据工业废水成分复杂的特点，采用更加高效的催化剂组合并结合高效臭氧利用装置、先进反应装置的使用处理该类废水提高催化氧化处理效率，降低建设及运行成本变得越来越重要。
技术实现思路
为解决常规催化氧化催化剂采用固定床放置形式对悬浮物适用范围窄，系统催化效率低，臭氧利用率低，COD去除绝对负荷小，反应停留时间长，运行及投资成本高的缺陷。本专利技术提供一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置及该系统。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置，反应装置设有反应腔和内部中心导流筒，导流筒中设有悬浮式催化剂，导流筒底部设有布水器，顶部设有带孔隔板，导流筒底部与气水进口管连通，导流筒上方设有气液分离导流装置，气液分离导流装置外侧上部设有固液分离隔板，固液分离隔板外侧上部在反应腔上还设有溢流堰，溢流堰下部与气液分离导流装置外侧、固液分离隔板之间设有澄清区，反应装置顶部设有气循环出口和尾气排放口，气循环出口与气液分离导流装置直接相连，反应腔中下部设有液循环出口，反应装置中臭氧气水混合物进入导流筒，与悬浮式催化剂充分混合形成气液升式内循环流动并发生非均相催化氧化反应，反应后的气水混合物经过带孔隔板，未溶解的大部分气体进入气循环出口，溶解后的少部分气体随水流通过气液分离导流装置和固液分离隔板进入尾气口，溶解了极少部分气体的气液混合物则经过澄清区拦截悬浮物后从溢流堰出水口流出，经过澄清区拦截悬浮物后的部分固液混合物则进入导流筒与反应腔之间的澄清空间进行自然沉降固液分离，分离后的悬浮物从排污口排出，水则进入液循环出口在循环利用。进一步地，气液分离导流装置呈倒漏斗状，包括锥面分离部件和设于锥面分离部件顶部的管道分离部件，锥面分离部件位于导流筒上，管道分离部件则与顶部气循环出口连通。进一步地，固液分离隔板呈锥形，设于锥面分离部件上，且一端与反应腔壁连接。进一步地，反应腔底部外侧还设有导波物位计，排污口位于导流筒与反应腔之间的空间底部，导波物位计检测沉淀物高度，沉淀物达到一定高度时，排污口可自动打开。进一步地，悬浮式催化剂包括球形支撑架，设于球形支撑架中的柱状漂浮物和活性组份附着基材。活性组份附着基材上附着活性组分，悬浮式催化剂堆的密度为0.5-0.7。进一步地，活性组份附着基材为γ-氧化铝小球，活性组分附着于γ-氧化铝小球微孔隙结构内部及表面，小球直径2-16mm，球形支撑架为40-80mm。本专利技术涉及的一种流化床型多效臭氧催化氧化三相分离反应系统，包括至少一个上述的反应装置，第一级反应装置的液循环口与高效溶气装置连接，高效溶气装置与反应装置底部的气水进口连接并连接至均匀布水气器，臭氧发生器与高效溶气装置口连接，第一级反应装置的出水口与下一级反应装置对应的高效溶气装置连接，进水泵与第一级反应装置对应的高效溶气装置连接，最后一级反应装置的出水口与气液分离器连接，气液分离器、各级反应装置的尾气口与尾气破坏器连接。进一步地，高效溶气装置包括气液混合泵及与气液混合泵连接的射流器，臭氧发生器与气液混合泵及射流器抽气口连接，各级反应装置的气循环出口与对应的射流器抽气口连接，各级反应装置的液循环出口与气液混合泵连接，第一级反应装置的出水口与下一级反应装置对应的液循环出口管连接，进水泵与第一级反应装置对应的液循环出口管连接。进一步地，气液混合泵气水比控制在0-1/9，射流器气水比控制在0-1.8，气液混合泵出口压力大于0.2MPa。进一步地，悬浮式催化剂的投加量为1%-7%，反应装置工作压力小于0.05MPa。本专利技术可以配套流量计、调节阀、浓度计、物位计自动控制以实现上述目的。高效溶气装置分别由气液混合泵和射流器串联构成，臭氧经过高效溶气装置溶气后溶解效率可达98%以上。所述气体循环利用装置则有气液分离隔板和与射流器配套的抽吸管组成，该装置能将未溶解的臭氧通过射流器的抽吸作用形成闭式循环再利用。所述气升内循环流化床装置则有小阻力布水气器及导流筒构成。所述悬浮式催化剂则有直径2-16mm，密度＞1的γ-氧化铝球形载体、直径40-80mm的塑料框架及密度＜1的漂浮物组成，悬浮式催化剂通过氧化铝小球及漂浮物合理配比后形成悬浮状，该催化剂堆密度为0.5-0.7，随反应器底部气水混合物上升过程中形成中心向上边缘向下的闭式内循环湍流运动状态。臭氧发生器包括制氧机、制臭氧机和空压机，发生器可根据待处理的废水水量和水质确定臭氧投加浓度及产量，亦可通过PLC自动控制关闭制臭氧机，调高空压机流量亦可实现反应器空气在线循环清洗。高效溶气装置采用气液混合泵加射流器溶气的方式，气液混合泵气水比可控制在0-1/9，射流流器气水比控制在0-1.8，气液混合泵出口压力大于0.2MPa，臭氧溶解效率可达98%以上，工程运用中可以根据COD负荷灵活调整臭氧投加量。臭氧催化氧化反应器为密闭带压容器，工作压力小于0.05MPa，臭氧催化氧化反应器内部做防腐处理或直接选用防腐材料。高效溶气装置可根据来水COD负荷及循环水量灵活增加串联数量或循环流量。本专利技术悬浮式催化剂载体采用γ-氧化铝小球作为多贵金属活性组分的附着基材，UPVC或ABS材料作为支撑框架，塑料泡沫作为漂浮物组成，通过调整三者间的比例关系适应不同水质的悬浮要求，整体式催化剂堆密度为0.5-0.7。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置，其特征在于：反应装置设有反应腔和内部中心导流筒，导流筒中设有悬浮式催化剂，导流筒底部设有布水器，顶部设有带孔隔板，导流筒底部与气水进口管连通，导流筒上方设有气液分离导流装置，气液分离导流装置外侧上部设有固液分离隔板，固液分离隔板外侧上部在反应腔上还设有溢流堰，溢流堰下部与气液分离导流装置外侧、固液分离板之间设有澄清区，反应装置顶部设有气循环出口和尾气排放口，气循环出口与气液分离导流装置直接相连，反应腔中下部设有液循环出口，反应装置中臭氧气水混合物进入导流筒，与悬浮式催化剂充分混合形成气液升式内循环流动并发生非均相催化氧化反应，反应后的气水混合物经过带孔隔板，未溶解的大部分气体进入气循环出口，溶解后的少部分气体随水流通过气液分离导流装置和固液分离隔板进入尾气口，溶解了极少部分气体的气液混合物则经过澄清区拦截悬浮物后从溢流堰出水口流出，经过澄清区拦截悬浮物后的部分固液混合物则进入导流筒与反应腔之间的澄清空间进行自然沉降固液分离，分离后的悬浮物从排污口排出，水则进入液循环出口循环再利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种流化床型臭氧催化氧化三相分离反应装置，其特征在于：反应装置设有反应腔和内部中心导流筒，导流筒中设有悬浮式催化剂，导流筒底部设有布水器，顶部设有带孔隔板，导流筒底部与气水进口管连通，导流筒上方设有气液分离导流装置，气液分离导流装置外侧上部设有固液分离隔板，固液分离隔板外侧上部在反应腔上还设有溢流堰，溢流堰下部与气液分离导流装置外侧、固液分离板之间设有澄清区，反应装置顶部设有气循环出口和尾气排放口，气循环出口与气液分离导流装置直接相连，反应腔中下部设有液循环出口，反应装置中臭氧气水混合物进入导流筒，与悬浮式催化剂充分混合形成气液升式内循环流动并发生非均相催化氧化反应，反应后的气水混合物经过带孔隔板，未溶解的大部分气体进入气循环出口，溶解后的少部分气体随水流通过气液分离导流装置和固液分离隔板进入尾气口，溶解了极少部分气体的气液混合物则经过澄清区拦截悬浮物后从溢流堰出水口流出，经过澄清区拦截悬浮物后的部分固液混合物则进入导流筒与反应腔之间的澄清空间进行自然沉降固液分离，分离后的悬浮物从排污口排出，水则进入液循环出口循环再利用。


2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化三相分离反应装置，其特征在于：气液分离导流装置呈倒漏斗状，包括锥面分离部件和设于锥面分离部件顶部的管道分离部件，锥面分离部件位于导流筒上，管道分离部件则与顶部气循环出口连通。


3.根据权利要求2所述的臭氧催化氧化三相分离反应装置，其特征在于：固液分离隔板呈锥形，设于锥面分离部件上，且一端与反应腔壁连接。


4.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化三相分离反应装置，其特征在于：反应腔底部外侧还设有导波物位计，排污口位于导流筒与反应腔之间的空间底部，导波物位计自动检测沉淀物高度，沉淀物达到一定高度时，排污口可自动打开。


5.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭军，钟焕清，刘建生，张正阳，
申请(专利权)人：云南城投碧水源膜科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53