一种流化床光催化反应器及其气体分布器制造技术

本发明专利技术涉及一种流化床光催化反应器及其气体分布器，流化床光催化反应器包括筒形的壳体主体，所述壳体主体的下端装配有气体分布器，所述气体分布器包括呈筒形且上端开口、下端封口的分布器壳体，壳体主体的下端与分布器壳体的开口端固定密封配合，分布器壳体的上、下端之间隔设有反射弧板并于所述反射弧板的上方设有分气主管及与分气主管对应贯通的分气环管，所述反射弧板与壳体的封口端之间围成气体缓冲室，分布器壳体的封口端上设有与所述气体缓冲室相通的进气主管，反射弧板上设有连通于所述分气主管和气体缓冲室之间的气体桥接管；解决了现有的流化床反应器的气体分布器因供气速度不稳定而引起的布气不均的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化反应污水处理
，尤其是一种气-液-固三相流化床光催化反应器及其分布器。
技术介绍
随着现代经济的飞速发展，人类正面临着越来越严重的环境污染的危机，大量的有毒有害且难自然降解的化学物质被排放到环境中特别是水中，给人民生活和人类健康带来了很大的危害。美国著名的海洋生物学家Rachel Carson在《寂静的春天》一书中重点介绍杀虫剂在自然环境中的迁移以及它所带来的特别是对自然环境和人类种种危害。怎样处理含有毒有害的被污染的水体是环境领域的研究热点。为了解决这些问题，人们已经研究采用了许多方法，如相转移法，生物处理、热处理法、催化氧化法，以及采用高锰酸钾、臭氧、过氧化氢水溶液等的化学氧化法、高能紫外线处理法。然而，它们都有很大的局限性，如 成本高、处理不彻底等，还有一些工业生产排放和废弃的有机化合物，在生物处理时发现不仅不能被微生物分解，还能杀死微生物，而更有一些在处理时生成了毒性更大的中间体，这类物质被称为特征污染物。为解决以上问题，研究者开发研制了许多方法去解决这些问题，其中光催化氧化法就是其中重要的一种。光催化氧化降解水体中有机污染物的研究已成为环境科学与工程领域的一个热点。它的作用机理是采用半导体材料作催化剂，当达到半导体禁带宽度能量的光子照射到了表面就会使半导体内的电子(e_)激发，从价带跃迁到导带，形成空穴(h+)，光生空穴具有很强的电子能，能经过一系列复杂的氧化还原反应，最终使各种含碳的有机物生成C02和H20，同时生成各种无害的阴离子如C1-、S042-、N03-。大量的实验研究结果表明，由于光催化氧化技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可以减少二次污染的突出优点，能有效地将有机污染物转化为无机小分子物质，从而达到完全无机化的目的。尤其利用此方法还可以有效的去除许多难降解或用其他方法难以去除的物质，如染料、氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等，因而是处理有毒有机废水最有前途的方法之一，被称为“绿色技术”和“环境友好技术”。另外，光催化氧化技术具有停留时间短的优势，相比较生化处理方法可节省当量的固定投资。因此光催化氧化技术因其适用范围广(几乎能有效处理各类高浓度有机废水，特别适合于毒性大、难于用常规方法处理的各类废水)，处理效率高(选择合适的温度、压力、催化剂和反应时间，降解效率可以达到99%)，二次污染低(排出的废气主要是N2、H2O, CO2，只有很少量的挥发性有机物和CO，不产生S02、NOx)，氧化速率快、反应装置小，运行成本低(不到焚烧法的约1/3)等特点，有望成为企业环境污染控制重要手段之一。当前高效光催化反应器的设计是光催化技术工业化过程中的重点问题之一。依据催化剂在反应器内存在的形式可将光催化反应器分为催化剂固定化的固定床光催化反应器和催化剂悬浮态的流化床光催化反应器。固定化反应器虽然不存在后续催化剂分离的问题，但是效率很低，而流化床反应器的效率要远大于固定床反应器，当然催化剂回收可利用常规的液固分离的方法进行解决。刘红等(授权公告号CN201079737Y)和尤宏等(授权公开号CN2591028Y)设计了一种三相内循环流化床光催化反应器。吉芳英等(公开号CN101450299A)设计了一种螺旋升流塔式光催化反应器。流化床光催化反应器是一个气-液-固三相反应器，这种反应器最关键的问题是反应器底部气体分布，设计合理的气体分布器是保证气体在反应器内均匀分布的重要部件。在气-液-固三相流化床气体分布器使用过程中主要存在的问题是气体在反应器内分布不均造成催化剂颗粒的局部团聚或在底部沉积影响催化效果，当供气压力不稳、气量不稳或中断时出现固体催化剂在反应器底部沉积，浆液逆流进入进气管道特别是催化剂进入进气管道中会阻塞管道，分布器喷嘴堵塞，催化剂沉积后团聚严重无法恢复纳米水平的催化效率等问题，这些问题的解决对设计高效光催化反应器而言是非常重要的。申请号为200920024129. 0的中国专利公开了一种流化床反应器的气体分布器，该气体分布器包括分布其壳体，所述分布器壳体内上设有贯通内外的分气主管，所述分气主管有两根且关于分布器壳体的轴线对称设置，两分气主管上设有环形的分气环管，所述分气环管围成的环的轴线与分布器壳体的轴线共线，分气环管沿周向于下侧管壁上布设有 布气喷头；各布气喷头具有斜向下设置的喷口，分布其壳体内设有与所述的喷口相对设置的反射板。上述气体分布器在一定程度上实现了对流化床反应器内的均匀布气，缓解了流化床反应器在气流压力不稳或供气中断时的阻塞、逆流和固体沉积问题；但是由于所述的两分气主管在使用时均是直接与气源连接，当气源的气量或气速突变，尤其是突然小时，仍然会造成气体分布器出气量及出气速度的瞬变，这仍然会使得气体分布器的布气不均，一方面降低了对应流化床反应器的催化效率，另一方面则极易因反应器内的液体逆流而引起分气主管堵塞。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流化床光催化反应器，以解决现有的流化床光催化反应器的气体分布器因供气速度不稳定而引起的布气不均的问题；同时本专利技术的目的还在于提供上述流化床反应器的气体分布器。为了解决上述问题，本专利技术的流化床光催化反应器采用以下技术方案一种流化床光催化反应器，包括筒形的壳体主体，所述壳体主体的下端装配有气体分布器，所述气体分布器包括呈筒形且上端开口、下端封口的分布器壳体，壳体主体的下端与分布器壳体的开口端固定密封配合，分布器壳体的上、下端之间隔设有反射弧板并于所述反射弧板的上方设有分气主管，所述反射弧板与壳体的封口端之间围成气体缓冲室，分布器壳体的封口端上设有与所述气体缓冲室相通的进气主管，反射弧板上设有连通于所述分气主管和气体缓冲室之间的气体桥接管。所述进气主管同轴立设于分布其壳体的封口端处，进气主管的上端延伸至所述气体缓冲室之内且固定连接有两个以上沿径向发散的翼管，所述翼管上架设有布气环管，所述布气环管和进气主管通过所述翼管导通，布气环管沿周向于上侧面上布设有布气孔。所述分气主管上固定设置有分气环管，所述的分气环管与分气主管相通，分气环管沿周向于下侧管壁上布设有布气喷头，所述各布气喷头具有朝向所述反射弧板的喷口并于所述喷口处设有金属烧结头。所述分气环管有两个以上且同轴设置，相邻两分气环管中在分布器壳体的径向上位于外侧的一个的管径大于另一个的管径。所述分气主管有两个，两分气主管关于分布器壳体的中心线对称设置，所述各分气环管均以其各自的同时垂直于两分气主管的直径为界分为第一半环和第二半环，位于同一第一半环上的两布气喷头中离该第一半环上的分气主管近的一个的内径小于另一个的内径，位于同一第二半环上的两布气喷头中离该第二半环上的分气主管近的一个的内径小于另一个的内径。本专利技术的气体分布器采用以下技术方案一种气体分布器，包括呈筒形且上端开口、下端封口的分布器壳体，分布器壳体的上、下端之间隔设有反射弧板并于所述反射弧板的上方设有分气主管，所述反射弧板与壳体的封口端之间围成气体缓冲室，分布器壳体的封口端上设有与所述气体缓冲室相通的进气主管，反射弧板上设有连通于所述分气主管和气体缓冲室之间的气体桥接管。所述进气主管同轴立设于分布其壳体的封口端处，进气主管的上端延伸至所述气体缓冲室之内且固定连接有两个以上沿径向发散的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流化床光催化反应器，包括筒形的壳体主体，所述壳体主体的下端装配有气体分布器，所述气体分布器包括呈筒形且上端开ロ、下端封ロ的分布器壳体，壳体主体的下端与分布器壳体的开ロ端固定密封配合，分布器壳体的上、下端之间隔设有反射弧板并于所述反射弧板的上方设有分气主管，其特征在于，所述反射弧板与壳体的封ロ端之间围成气体缓冲室，分布器壳体的封ロ端上设有与所述气体缓冲室相通的进气主管，反射弧板上设有连通于所述分气主管和气体缓冲室之间的气体桥接管。2.根据权利要求I所述的流化床光催化反应器，其特征在于，所述进气主管同轴立设于分布其壳体的封ロ端处，进气主管的上端延伸至所述气体缓冲室之内且固定连接有两个以上沿径向发散的翼管，所述翼管上架设有布气环管，所述布气环管和进气主管通过所述翼管导通，布气环管沿周向于上侧面上布设有布气孔。3.根据权利要求I或2所述的流化床光催化反应器，其特征在于，所述分气主管上固定设置有分气环管，所述的分气环管与分气主管相通，分气环管沿周向于下侧管壁上布设有布气喷头，所述各布气喷头具有朝向所述反射弧板的喷ロ并于所述喷ロ处设有金属烧结头。4.根据权利要求3所述的流化床光催化反应器，其特征在于，所述分气环管有两个以上且同轴设置，相邻两分气环管中在分布器壳体的径向上位于外侧的ー个的管径大于另ー个的管径。5.根据权利要求3所述的流化床光催化反应器，其特征在于，所述分气主管有两个，两分气主管关于分布器壳体的中心线对称设置，所述各分气环管均以其各自的同时垂直于两分气主管的直径为界分为第一半环和第二半环，位于同一第一半环上的两布气喷头中离该第一半环上的分气主管近的ー个的内径小于另ー个的内径，位于同一第二半环上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐航，李梅，汤红妍，梁菊，刘轶，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：