用于去除溶液中尿素的连续流反应器和反应系统技术方案

本申请提供了用于去除溶液中尿素的连续流反应器和反应系统。该反应器包括：反应器本体，反应器本体的周面上设置有连通反应器本体内外两侧的进水口和出水口，进水口的高度位置低于出水口的高度位置，反应器本体的底部设置有接应槽，进水口有两个；紫外灯，紫外灯的一端插接于接应槽。本申请提供的反应系统包括：如上所述的反应器；进料通道，其用于提供酸化的含尿素的溶液；加药通道，其用于提供氧化剂；以及进料通道连接于反应器的一个进水口，加药通道连接于反应器的另一个进水口。道连接于反应器的另一个进水口。道连接于反应器的另一个进水口。

【技术实现步骤摘要】
用于去除溶液中尿素的连续流反应器和反应系统


[0001]本申请属于水处理
，具体涉及用于去除溶液中尿素的连续流反应器和反应系统。

技术介绍

[0002]现阶段世界上很多国家都面临严峻的水资源短缺和水环境污染等问题，而再生水利用是解决水资源问题的重要途径。
[0003]半导体制造业是高耗水产业，对超纯水需求量大、水质要求高。而随着对于芯片自主生产的重视与大力投入，未来芯片制造业对于水资源的需求十分巨大，传统水资源将难以满足快速增长的超纯水需求。半导体制造企业正逐步探索将城市再生水用于电子级超纯水制备，在面临水资源短缺、水环境污染等严峻水问题的情况下，非传统水源(城市再生水和受污染地表水等)在电子级超纯水制备中的应用将是电子行业高质量发展的重要支撑。
[0004]现有的尿素去除技术包括生物降解、物理吸附、化学氧化等。由于尿素亲水、呈电中性，活性炭以及膜过滤等物理去除技术对尿素的去除效率不高。生物降解技术对低浓度尿素去除效果差，目前生物降解尿素相关研究仅被报道于尿素含量高的工业废水处理场景，低浓度尿素的生物降解相关研究未见报道。而现有化学技术对尿素的去除速率慢，成本高，与实际工程应用仍有较大距离。即，现有的尿素去除技术效果不佳，特别是不能满足超纯水生产中对尿素极净去除的要求。
[0005]公开号为CN114890605A的专利技术专利提出了一种紫外线辐照装置，其去除尿素所用到的反应装置为间歇式反应装置，反应物料需要每次配置比例，再逐一添加至间歇式反应装置中，完成反应后需要清除残余物料，才能添加新的物料，重新进行化学反应。间歇式的反应装置无法连续性地去除溶液中的尿素，显然不能满足大批量再生水中的尿素的高效去除。
[0006]另外，该专利中紫外线通过光引导装置辐照溶液，紫外线的辐照范围有限。为了避免紫外线被氧气吸收，还需要提前在紫外线辐照装置中通入氮气以排除空气，整套装置的应用较为复杂。
[0007]因此，一种有实际应用潜力的，高效去除尿素的装置和方法亟待提出。

技术实现思路

[0008]本申请提供了用于去除溶液中尿素的连续流反应器和反应系统。
[0009]该用于去除溶液中尿素的连续流反应器包括：
[0010]反应器本体，所述反应器本体为中空结构，所述反应器本体的周面上设置有连通所述反应器本体内外两侧的进水口和出水口，所述进水口的高度位置低于所述出水口的高度位置，所述反应器本体的底部设置有接应槽，所述进水口有两个；
[0011]紫外灯，所述紫外灯从所述反应器本体的顶部伸入且设置于所述反应器本体内部，所述紫外灯的一端插接于所述接应槽；
[0012]灯座，所述灯座连接于所述紫外灯的顶部，外部电源能够通过所述灯座为所述紫外灯供电；以及
[0013]封盖，所述封盖封盖于所述反应器本体的顶部，所述紫外灯穿过所述封盖而伸入所述反应器本体中，所述灯座的部分结构穿过所述封盖。
[0014]在至少一个实施方式中，所述紫外灯的轴向长度不小于所述反应器本体的内部空间的轴向长度的80％。
[0015]在至少一个实施方式中，所述紫外灯的轴线与所述反应器本体的内部空间的轴线重合。
[0016]在至少一个实施方式中，所述进水口对准所述紫外灯的底部区域，所述底部区域的轴向长度为所述紫外灯的轴向长度的20％，
[0017]所述出水口对准所述紫外灯的顶部区域，所述顶部区域的轴向长度为所述紫外灯的轴向长度的20％。
[0018]在至少一个实施方式中，所述紫外灯为能够同时发出波长为185nm和254nm的紫外光的双波长紫外灯。
[0019]在至少一个实施方式中，所述封盖具有环形部，所述环形部的内周面为磨砂面，所述环形部的内周面密封抵靠于所述反应器本体的顶部。
[0020]在至少一个实施方式中，所述封盖与所述灯座之间设置有密封胶。
[0021]本申请提供的用于去除溶液中尿素的连续流反应系统包括：
[0022]如上所述的反应器；
[0023]进料通道，用于提供酸化的含尿素的溶液；
[0024]加药通道，用于提供氧化剂；以及
[0025]所述进料通道连接于所述反应器的一个所述进水口，所述加药通道连接于所述反应器的另一个所述进水口。本申请提供的反应器、反应系统可以连续地去除溶液中的尿素，相比于间歇式的反应器、反应系统，本申请的连续流反应器、反应系统的效率更高。另外，本申请将紫外灯设置于溶液的反应位置，相比于现有技术充分利用了紫外线的辐照范围，节省能源，无需重复通入氮气以排出空气，应用简单。
附图说明
[0026]图1示出了根据本申请实施方式的用于去除溶液中尿素的连续流反应系统的示意图。
[0027]图2示出了本申请实施方式的连续流反应器在不同水力停留时间下对尿素的去除效果。
[0028]图3示出了本申请实施方式的连续流反应器在不同次氯酸钠中的活性氯浓度下对尿素的去除效果。
[0029]图4示出了本申请实施方式的连续流反应器在不同pH值溶液中对尿素的去除效果。
[0030]附图标记说明
[0031]1反应器本体；11进水口；12出水口；13接应槽；2紫外灯；21底部区域；22顶部区域；3灯座；4封盖；5加料通道；51进水泵；6加药通道；61加药泵；7三通阀；8连接管。
具体实施方式
[0032]下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
[0033]本申请实施方式提供了去除溶液中尿素的连续流反应器、反应系统及方法。后面，有时简称“反应器”、“反应系统”和“方法”。
[0034]参见图1，反应器包括反应器本体1、紫外灯2、灯座3和封盖4。
[0035]反应器本体1内部为中空结构，用于为溶液提供发生化学反应的场所。反应器本体1的周面上可以设置连通反应器本体1内外两侧的进水口11和出水口12。溶液从进水口11进入反应器本体1内部发生化学反应而去除尿素，随后从出水口12流出反应器本体1。
[0036]进水口11的高度位置可以低于出水口12的高度位置。溶液在进入反应器本体1的内部后，溶液的水平面逐渐升高，直至达到出水口12后被排出，便于化学反应的连续进行。
[0037]紫外灯2可以从反应器本体1的顶部伸入反应器本体1中，紫外灯2的轴线可以与反应器本体1的内部空间的轴线重合。紫外灯2的长度可以不小于反应器本体1的内部空间的高度的80％。反应器本体1的底面的内侧面可以设置接应槽13，紫外灯2的底部可以插接于接应槽13，便于紫外灯2固定位置。溶液进入反应器本体1后，分布于紫外灯2的径向外侧，使溶液可以充分受到紫外灯2的紫外线照射。
[0038]紫外灯2可以为能够同时发出波长为185nm和254nm的紫外光的双波长紫外灯。示例性地，紫外灯2的灯管可以为广东省佛山柯维光电股份有限公司所生产的型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于去除溶液中尿素的连续流反应器，其特征在于，包括：反应器本体，所述反应器本体为中空结构，所述反应器本体的周面上设置有连通所述反应器本体内外两侧的进水口和出水口，所述进水口的高度位置低于所述出水口的高度位置，所述反应器本体的底部设置有接应槽，所述进水口有两个；紫外灯，所述紫外灯从所述反应器本体的顶部伸入且设置于所述反应器本体内部，所述紫外灯的一端插接于所述接应槽；灯座，所述灯座连接于所述紫外灯的顶部，外部电源能够通过所述灯座为所述紫外灯供电；以及封盖，所述封盖封盖于所述反应器本体的顶部，所述紫外灯穿过所述封盖而伸入所述反应器本体中，所述灯座的部分结构穿过所述封盖。2.根据权利要求1所述的用于去除溶液中尿素的连续流反应器，其特征在于，所述紫外灯的轴向长度不小于所述反应器本体的内部空间的轴向长度的80％。3.根据权利要求1所述的用于去除溶液中尿素的连续流反应器，其特征在于，所述紫外灯的轴线与所述反应器本体的内部空间的轴线重合。4.根据权利要求1所述的用于去除溶液中尿素的连续流...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪营，王琦，黄南，巫寅虎，陈卓，叶文鑫，邱渝，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：