一种芬顿光催化流化床反应器制造技术

一种芬顿光催化流化床反应器，包括由外至内依次间隔套装的反应器壳体、分隔筒以及光反应器，光反应器和分隔筒之间形成光催化反应区，分隔筒和反应器壳体之间形成环形的反应沉淀区；反应沉淀区中设有隔板以将反应沉淀区分为相互隔绝的芬顿反应区和沉淀区，芬顿反应区对应的反应器壳体的底部设有进料口，隔板的顶部设有供芬顿反应区中的流体进入沉淀区中的第一溢流口，分隔筒上对应沉淀区部分的顶部设有供沉淀区中的流体进入光催化反应区中的第二溢流口。本发明专利技术可提高芬顿氧化中

【技术实现步骤摘要】
一种芬顿光催化流化床反应器


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体的说是一种芬顿光催化流化床反应器。

技术介绍

[0002]芬顿氧化技术主要通过构建Fe
2+
/H2O2系统以产生高活性的羟基自由基(
·
OH)，从而实现对有机污染物的氧化降解过程。但传统芬顿技术的有效运行需要较低的pH值(pH＝3左右)，
·
OH的利用率较低，且需要持续投加一定量的酸碱用以调整pH值以满足污染物处理及排放的要求，同时伴随大量铁泥沉淀的产生，造成二次污染。
[0003]为解决上述问题，有研究者采用含铁氧化物的非均相固体/H2O2体系亦可实现对含有氯代烃和芳香类物质的废水的处理，然而固体催化剂活性位点较低的反应速率使得非均相芬顿反应效率较低。相较与固定床，流化床反应体系可以通过加强催化剂与反应物微界面之间的强化传质，显著提高系统的反应效率，但对于芬顿氧化体系，依然存在H2O2利用率较低和
·
OH产率不足的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种芬顿光催化流化床反应器，提高芬顿氧化中
·
OH的产率，从而提高对有机污染物的氧化降解效率。
[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术采用的具体方案为：一种芬顿光催化流化床反应器，包括由外至内依次间隔套装的反应器壳体、分隔筒以及光反应器，光反应器和分隔筒之间形成光催化反应区，分隔筒和反应器壳体之间形成环形的反应沉淀区；反应沉淀区中设有隔板以将反应沉淀区分为相互隔绝的芬顿反应区和沉淀区，芬顿反应区对应的反应器壳体的底部设有进料口，隔板的顶部设有供芬顿反应区中的流体进入沉淀区中的第一溢流口，分隔筒上对应沉淀区部分的顶部设有供沉淀区中的流体进入光催化反应区中的第二溢流口。
[0006]优选的，反应沉淀区中沿周向均匀间隔设有多个隔板，多个隔板将反应沉淀区分隔为同数量的芬顿反应区和沉淀区，且芬顿反应区和沉淀区相互间隔交错分布。
[0007]优选的，芬顿反应区中设有微孔曝气管。
[0008]优选的，沉淀区中设有间隔交错的阻挡板。
[0009]优选的，反应器壳体的顶部开设有排水口和排气口，反应器壳体对应沉淀区的底部设有排泥口。
[0010]优选的，排水口和排泥口分别通过回流管道与进料口相连。
[0011]优选的，反应器壳体采用有机玻璃材料制作。
[0012]优选的，分隔筒和反应器壳体的顶部之间设有环形顶封。
[0013]优选的，光反应器包括双层圆筒形的石英导流筒和设置在石英导流筒夹层中的多根紫外线灯管，所述光催化反应区包括位于石英导流筒与分隔筒之间的降流光催化通道和位于石英导流筒内的升流光催化通道。
[0014]优选的，还包括用于清洗石英导流筒内外壁的清洗机构，清洗机构具有同心分布于石英导流筒中的丝杠、用于驱动丝杠转动的驱动电机、配合安装在丝杠上的清洗内圈和套设在石英导流筒外圈的清洗外圈，清洗内圈的外缘和清洗外圈的内缘分别设有用于刮擦清洗的刮片和相互吸附的永磁体。
[0015]优选的，清洗内圈和清洗外圈均由聚四氟乙烯材料包覆瓦片状的高强永磁铁组成。
[0016]优选的，紫外线灯管的数量为4
‑
10根，单支紫外线灯管的功率为40
‑
120W，所有紫外线灯管沿光反应器的周向方向均匀间隔分布。
[0017]优选的，在反应器壳体的底部并位于石英导流筒的中心处设有搅拌桨叶。
[0018]优选的，搅拌桨叶的中心转轴通过连接杆与外部驱动装置相连。
[0019]优选的，石英导流筒的上沿高度高于分隔筒的上沿分布。
[0020]本专利技术是将光源引入芬顿反应体系以构建的光芬顿系统，在紫外波长或近紫外波长的光辐照下，三价铁与水中氢氧根离子的复合离子可直接产生
·
OH和Fe
2+
，从而降低亚铁盐的用量。同时紫外光和Fe
2+
对H2O2的分解存在的协同效应，可提高芬顿氧化体系H2O2利用率。基于以上原理，芬顿氧化与光催化流化床系统的耦合，可有效改善Fe
2+
/Fe
3+
循环过程和H2O2的分解，提高
·
OH的产率，显著提高芬顿试剂的氧化能力，促进了污染物的降解反应，节约亚铁盐和H2O2用量的同时减少铁泥产生的二次污染。
[0021]与传统的芬顿反应体系相比，本专利技术有以下三个突出优点：
[0022]第一、本专利技术提出的光催化流化床反应体系，通过加强催化剂与反应物微界面之间的强化传质，显著提高已有报道的芬顿流化床系统的反应效率的同时，将光辐照和Fe
2+
对H2O2的分解存在协同效应的耦合应用，大大提高了芬顿氧化体系H2O2利用率。
[0023]第二、通过一体化设计的芬顿反应和光催化流化床系统，铁泥的沉淀分离，可在保证光催化反应有效运行，实现反应液中Fe
2+
和H2O2的高效利用的同时，沉淀分离后铁泥的回用可进一步减少亚铁盐的消耗及最大限度的实现铁盐的循环利用。
[0024]第三、分区模块设计的反应体系，根据反应液中有机物浓度及降解难度，可选择双芬顿反应区前后串连处理或并联同时运行，以最优的反应效率实现对废水中污染物的氧化降解。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的剖视结构示意图；
[0026]图2为图1中A
‑
A向剖视结构示意图；
[0027]图3为图1中的清洗机构部分的俯视结构示意图；
[0028]图中标记：1、清洗机构，101、驱动电机，102、丝杠，103、清洗内圈，103
‑
1、丝母，103
‑
2、内圈刮片，103
‑
3、辐条，103
‑
4、内圈永磁体，104、清洗外圈，104
‑
1、外圈永磁体，104
‑
2、外圈刮片，2、排泥口，3、桨叶，4、微孔曝气管，5、进料口，501、进液口，502、过氧化氢加药口，503、硫酸亚铁加药口，6、反应器壳体，7、反应沉淀区，701、芬顿反应区，702、沉淀区，8、分隔筒，9、光催化反应区，901、降流光催化通道，902、升流光催化通道，10、光反应器，1001、紫外线灯管，1002、石英导流筒，1002
‑
1、外侧石英套筒，1002
‑
2、内侧石英套筒，11、排水口，12、环形顶封，13、排气口，14、阻挡板，15、第二溢流口，16、第一溢流口，17、隔板。
具体实施方式
[0029]如图1所示，本实施例的一种芬顿光催化流化床反应器的主体结构为圆筒形的反应器壳体6(有机玻璃材质)、圆筒形的分隔筒8以及圆筒形的光反应器10，且反应器壳体6、分隔筒8以及光反应器10以由外至内的顺序同心间隔套装，从而在反应器壳体6和分隔筒8之间形成反应沉淀区7，在分隔筒8和光反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：包括由外至内依次间隔套装的反应器壳体(6)、分隔筒(8)以及光反应器(10)，光反应器(10)和分隔筒(8)之间形成光催化反应区(9)，分隔筒(8)和反应器壳体(6)之间形成环形的反应沉淀区(7)；反应沉淀区(7)中设有隔板(17)以将反应沉淀区(7)分为相互隔绝的芬顿反应区(701)和沉淀区(702)，芬顿反应区(701)对应的反应器壳体(6)的底部设有进料口(5)，隔板(17)的顶部设有供芬顿反应区(701)中的流体进入沉淀区(702)中的第一溢流口(16)，分隔筒(8)上对应沉淀区(702)部分的顶部设有供沉淀区(702)中的流体进入光催化反应区(9)中的第二溢流口(15)。2.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：反应沉淀区(7)中沿周向均匀间隔设有多个隔板(17)，多个隔板(17)将反应沉淀区(7)分隔为同数量的芬顿反应区(701)和沉淀区(702)，且芬顿反应区(701)和沉淀区(702)相互间隔交错分布。3.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：芬顿反应区(701)中设有微孔曝气管(4)。4.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：沉淀区(702)中设有间隔交错的阻挡板(14)。5.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：反应器壳体(6)的顶部开设有排水口(11)和排气口(13)，反应器壳体(6)对应沉淀区(702)的底部设有排泥口(2)。6.如权利要求5所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：排水口(11)和排泥口(2)分别通过回流管道与进料口(5)相连。7.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：反应器壳体(6)采用有机玻璃材料制作。8.如权利要求1所述的一种芬顿光催化流化床反应器，其特征在于：分隔筒(8)和反应器壳体(6)的顶部之间设有环形顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梓名，何庆生，范景福，王贵宾，曹玉红，李友臣，李丽娜，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：