【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及紫外光处理流体，具体涉及一种采用纵向涡发生器的紧凑型紫外反应器。
技术介绍
1、紫外辐射(ultraviolet，uv)被广泛应用于水处理领域，如市政饮用水生产、工业超纯水系统、半导体厂务水二次纯化等。使用紫外线辐射进行消毒依赖于通过改变微生物的dna使微生物失活，使其无法繁殖。同时，使用基于紫外的高级氧化技术，即使用紫外辐射与化学物质(如过氧化氢、臭氧、过硫酸盐等)或真空紫外(vacuum ultraviolet，vuv)产生具有强氧化性的羟基自由基，来降解/矿化水中的有机物污染。
2、紫外反应器效率主要由紫外辐射场强度和处理介质的流体动力学共同决定。
3、针对空间受限的领域，如半导体浸没液体二次纯化，很难采用多个辐射源以形成均匀的辐射场。针对该类问题，美国专利no.2021/0244833a1提供了一种装置，该装置在液体或气体处理装置中使用高反射率的反射材料和至少80％封闭的处理室，结合紫外线透明管和紫外线灯，可以提供更均匀的光分布和更高的处理剂量，用于减少或消除生物污染物，以及去除、消除或激活化学物质。此外美国专利no.2015/0246148a1提供了一种紧凑系统，包括至少一个光学系统以及反应器，反应器具有中空体形状，包括侧面、连接部分和一个内腔，该内腔可以向前后两侧开放，介质通过其中流动或存在其中。反应器设计成分为第一和第二功能区域的辐射反射器，从而使整个反应器的内腔都受到非常均匀的辐射密度。
4、而针对紫外反应器内部流体动力学优化，现有技术主要通过加入挡流板增强流道内
5、纵向涡发生器多应用于强化换热领域，其主要作用是在流体区域内形成局部纵向旋流结构。这种纵向旋流结构沿程长，能够充分混合管内流体。因此设计适用于紧凑型紫外反应器的纵向涡发生器，能够加强紫外反应器内的物质混合，使得反应物质能够最大程度获得有效辐射，提高反应器效率。
技术实现思路
1、为了解决上述的问题，本专利技术公开了一种采用纵向涡发生器的紧凑型紫外反应器。本专利技术提供了的适用于紫外反应器的纵向涡发生器，安装在反应器腔室表面，与输入流体接触，通过产生纵向涡改善局部流场，增强流体的湍流强度和径向流动能力，实现流动介质内物质组分的均匀分布。同时纵向涡发生器占据的流道空间小，产生的压差阻力小，适用于各类紧凑型紫外反应器。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一、一种用于紧凑型紫外反应器的纵向涡发生器
4、所述纵向涡发生器包括底板和若干纵向涡发生板；所述底板为圆环形结构或者螺旋形结构；所述纵向涡发生板布置于所述底板的径向内侧，并且沿底板的周向间隔均匀排布，所述纵向涡发生板相对于所述底板的径向平面倾斜布置，所述纵向涡发生板与所述底板的内板面连接。
5、所述纵向涡发生板采用五面体、六面体或者多面体板状结构，所述纵向涡发生板具有底面、前表面、后表面和若干个侧面，所述纵向涡发生板的底面为弧面，所述弧面的圆心位于所述底板的轴线上，使得所述纵向涡发生板的底面与所述底板的内板面紧密贴合，并且与所述底板的内板面连接。所述纵向涡发生板的前表面和后表面相对设置，所述纵向涡发生板的前表面和后表面均为平面或者至少一个为弧度曲面，前表面和后表面的正投影均为具有至少一个弧线边的三角形、四边形或者多边形，该弧线边对应四边形或者多边形的底面。
6、可选地，所述纵向涡发生板采用五面体板状结构，所述纵向涡发生板的五个面分别为底面、前表面、后表面、第一侧面和第二侧面；所述纵向涡发生板的前表面以及所述后表面与所述底板的径向平面之间的夹角相同且均为锐角，即所述纵向涡发生板的前表面以及后表面与所述纵向涡发生板的底面之间的夹角相同且均为锐角；所述前表面和后表面均与底面相接，所述第一侧面和第二侧面均连接底面、前表面和后表面，所述第一侧面和第二侧面沿两个侧面共有的侧边相连接。
7、可选地，所述纵向涡发生板采用三角板状结构或者流线型板状结构。当所述纵向涡发生板采用三角板状结构时，所述纵向涡发生板的前表面和后表面均为三角形平面或者弧度曲面，所述前表面和后表面的正投影形状为单弧三角形，所述单弧三角形的底边为与底面对应的弧线边，两个侧边均为直线边，分别对应第一侧面和第二侧面，两个侧边与底边的夹角均为锐角；所述纵向涡发生板的第一侧面和第二侧面均与前后表面垂直且与底面夹角为锐角，所述第二侧面与底面、前表面、后表面以及第一侧面相接；当所述纵向涡发生板采用流线型板状结构时，所述纵向涡发生板的前表面和后表面均为流线型平面或者弧度曲面，所述前表面和后表面的正投影形状为双弧三角形，所述双弧三角形的底边为对应底面的弧线边，第一侧边为弧线边，对应第一侧面，第二侧边为直线边，对应第二侧面，两个侧边与底边的夹角均为锐角；所述第一侧面为凸起弧面且与前后表面垂直，所述第二侧面与底面、前表面、后表面以及第一侧面相接，第一侧面和第二侧面与底面的夹角均为锐角。
8、可选地，所述纵向涡发生板采用六面体板状结构，前表面和后表面均为具有至少一个弧线边的矩形、梯形或菱形的平面或弧度曲面。
9、所述纵向涡发生板在底板上成对布置，每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板相邻间隔布置或者对称布置。具体而言：每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板对称布置时，对称的两个纵向涡发生板形成一对，两个纵向涡发生板在底板上呈中心对称，各对纵向涡发生板均匀分布于底板上；每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板相邻间隔布置时，相邻的两个纵向涡发生板形成一对，两个纵向涡发生板在底板上呈轴对称，各对纵向涡发生板均匀分布于底板上。
10、所述纵向涡发生器采用金属、聚四氟乙烯(ptfe)或者透光石英材料制成。
11、二、一种基于纵向涡发生器的紧凑型紫外反应器
12、所述紧凑型紫外反应器包括至少一个紫外辐射光源、入流口、出流口、入流部件、出流部件、反应器腔体、透光石英管以及所述纵向涡反应器；所述入流口、入流部件、反应器腔体、出流部件和出流口依次连通，所述入流部件、出流部件分别布置于所述反应器腔体两端，所述纵向涡反应器、透光石英管和紫外辐射光源沿径向方向从外向内依次同轴布置于所述反应器腔体的内部；所述反应器腔体的两端分别通过法兰、螺钉和垫圈与入流部件和出流部件连接，所述纵向涡反应器通过焊接等方式与所述反应器腔体的内壁连接，所述透光石英管和紫外辐射光源的两端均通过螺母和灯帽分别与入流部件和出流部件连接，反应器处理介质从入流口流入所述紧凑型紫外反应器，从出流口流出所述紧凑型紫外反应器，所述反应器腔体与所述透光石英管之间的环形流道形成反应区。
13、可选地，所述紫外辐射光源为低压汞灯、中压汞灯、汞齐紫外灯、无极紫外灯或led紫外发生器；
14、可选地，所述透光石英管由光学熔融石英制成；
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1.一种用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：包括底板和若干纵向涡发生板；所述底板为圆环形结构或者螺旋形结构；所述纵向涡发生板布置于所述底板的径向内侧，并且沿底板的周向间隔均匀排布，所述纵向涡发生板相对于所述底板的径向平面倾斜布置，所述纵向涡发生板与所述底板的内板面连接。
2.根据权利要求1所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板采用五面体、六面体或者多面体板状结构，所述纵向涡发生板具有底面、前表面、后表面和若干个侧面，所述纵向涡发生板的底面为弧面，并且与所述底板的内板面连接；
3.根据权利要求2所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板采用五面体板状结构，所述纵向涡发生板的五个面分别为底面、前表面、后表面、第一侧面和第二侧面；所述纵向涡发生板的前表面以及所述后表面与所述底板的径向平面之间的夹角相同且均为锐角；所述前表面和后表面均与底面相接，所述第一侧面和第二侧面均连接底面、前表面和后表面，所述第一侧面和第二侧面沿两个侧面共有的侧边相连接。
4.根据权利要求3所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，
5.根据权利要求1所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板在底板上成对布置，每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板相邻间隔布置或者对称布置。
6.根据权利要求5所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板对称布置时，两个纵向涡发生板在底板上呈中心对称，各对纵向涡发生板均匀分布于底板上；每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板相邻间隔布置时，两个纵向涡发生板在底板上呈轴对称，各对纵向涡发生板均匀分布于底板上。
7.根据权利要求1所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生器采用金属、聚四氟乙烯或者透光石英材料制成。
8.一种采用如权利要求1～7任一所述纵向涡发生器的紧凑型紫外反应器，其特征在于：包括至少一个紫外辐射光源(201)、入流口(202)、出流口(203)、入流部件(204)、出流部件(205)、反应器腔体(206)、透光石英管(207)以及所述纵向涡反应器；所述入流口(202)、入流部件(204)、反应器腔体(206)、出流部件(205)和出流口(203)依次连通，所述入流部件(204)、出流部件(205)分别布置于所述反应器腔体(206)两端，所述纵向涡反应器、透光石英管(207)和紫外辐射光源(201)沿径向方向从外向内依次同轴布置于所述反应器腔体(206)的内部；所述反应器腔体(206)的两端分别与入流部件(204)和出流部件(205)连接，所述纵向涡反应器与所述反应器腔体(206)的内壁连接，所述透光石英管(207)和紫外辐射光源(201)的两端均分别与入流部件(204)和出流部件(205)连接，反应器处理介质从入流口(202)流入所述紧凑型紫外反应器，从出流口(203)流出所述紧凑型紫外反应器，所述反应器腔体(206)与所述透光石英管(207)之间的环形流道形成反应区。
9.根据权利要求7所述的紧凑型紫外反应器，其特征在于：所述紫外辐射光源(201)为低压汞灯、中压汞灯、汞齐紫外灯、无极紫外灯或LED紫外发生器；和/或，所述透光石英管(207)由光学熔融石英制成；和/或，所述入流部件(204)、反应器腔体(206)和出流部件(205)均由金属材料制成。
10.根据权利要求7所述的紧凑型紫外反应器，其特征在于：同一纵向涡反应器上，各个纵向涡发生板的迎流角相同。
...【技术特征摘要】
1.一种用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：包括底板和若干纵向涡发生板；所述底板为圆环形结构或者螺旋形结构；所述纵向涡发生板布置于所述底板的径向内侧，并且沿底板的周向间隔均匀排布，所述纵向涡发生板相对于所述底板的径向平面倾斜布置，所述纵向涡发生板与所述底板的内板面连接。
2.根据权利要求1所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板采用五面体、六面体或者多面体板状结构，所述纵向涡发生板具有底面、前表面、后表面和若干个侧面，所述纵向涡发生板的底面为弧面，并且与所述底板的内板面连接；
3.根据权利要求2所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板采用五面体板状结构，所述纵向涡发生板的五个面分别为底面、前表面、后表面、第一侧面和第二侧面；所述纵向涡发生板的前表面以及所述后表面与所述底板的径向平面之间的夹角相同且均为锐角；所述前表面和后表面均与底面相接，所述第一侧面和第二侧面均连接底面、前表面和后表面，所述第一侧面和第二侧面沿两个侧面共有的侧边相连接。
4.根据权利要求3所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板采用三角板状结构或者流线型板状结构；当所述纵向涡发生板采用三角板状结构时，所述前表面和后表面的正投影形状为单弧三角形，所述单弧三角形的底边为与底面对应的弧线边，两个侧边均为直线边，分别对应第一侧面和第二侧面，两个侧边与底边的夹角均为锐角；当所述纵向涡发生板采用流线型板状结构时，所述前表面和后表面的正投影形状为双弧三角形，所述双弧三角形的底边为对应底面的弧线边，第一侧边为弧线边，对应第一侧面，第二侧边为直线边，对应第二侧面，两个侧边与底边的夹角均为锐角。
5.根据权利要求1所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：所述纵向涡发生板在底板上成对布置，每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生板相邻间隔布置或者对称布置。
6.根据权利要求5所述的用于紫外反应器的纵向涡发生器，其特征在于：每对纵向涡发生板中的两个纵向涡发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮晓东，叶宏俊，苏芮，申英男，胡亮，付新，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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