臭氧催化氧化反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及臭氧催化氧化反应器，包括内部设有催化剂床层的反应器塔体(1)和设在反应器塔体(1)顶部的尾气处理单元，反应器塔体(1)由上塔体(1?1)、下塔体(1?2)连接而成，上塔体(1?1)的顶部与尾气处理单元相连，上塔体(1?1)上部侧面连接有排水管(6)；下塔体(1?2)侧面自下而上连接有进水管(3)及伸入下塔体(1?2)内部的臭氧输入管(16)，臭氧输入管(16)的下方设有与下塔体(1?2)底面平行且与下塔体(1?2)内壁相连的催化剂床层支撑件(2)，催化剂床层支撑件(2)上安装有气水反冲型滤帽(10)。该反应器结构简单，臭氧利用率高，便于操作、拆卸和维修，运行费用低，应用广泛。
【专利说明】
臭氧催化氧化反应器
技术领域
[0001 ]本实用新型属于污水处理设备技术领域，具体涉及臭氧催化氧化反应器。
【背景技术】
[0002]臭氧是目前通用氧化剂中氧化性最强的氧化剂，臭氧催化氧化技术是基于臭氧的高级氧化技术。以负载金属的活性炭做催化剂辅助臭氧的高级氧化工艺，产生羟基自由基(.HO)的化学氧化，能大大降低臭氧氧化的选择性，提高臭氧利用率和污水处理效率，在污水深度处理、污水回用等方面得到了广泛的应用。
[0003]以负载金属的活性炭做催化剂的臭氧催化氧化，催化反应体系属于“气-液-固”多相反应系统，能将臭氧氧化性和催化剂的吸附、催化性能有效的结合起来。但目前，对于臭氧催化氧化的研发多集中在催化剂研发方面，而对于臭氧催化氧化反应器的研发改进较少，而且现有的臭氧催化氧化反应器催化剂床层空隙率低，臭氧利用率低；同时还存在着气、液、固三者难分离，催化剂难以回收利用，反冲洗操作复杂、效果差等问题。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种臭氧催化氧化反应器，该臭氧催化氧化反应器结构简单，传氧效率高，便于操作、拆卸和维修，运行费用低，应用广泛。
[0005]为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是:臭氧催化氧化反应器，包括反应器塔体和设在塔体顶部的尾气处理单元，反应器塔体内设有用于催化臭氧的催化剂床层，所述反应器塔体由上塔体、下塔体连接而成，上塔体的顶部与尾气处理单元相连，下塔体的底部固定在底座上；下塔体侧面自下而上连接有进水管及伸入下塔体内部的臭氧输入管，臭氧输入管的下方设有与下塔体底面平行且与下塔体内壁相连的催化剂床层支撑件，催化剂床层支撑件上安装有若干气水反冲型滤帽;上塔体上部侧面连接有排水管。
[0006]进一步，上塔体内上部设有与纵轴线垂直且与上塔体内壁相连的溢流板，溢流板中心处开有溢流口，溢流口的边缘连接有一圈向塔顶延伸的溢流堰，排水管连接在上塔体上部侧面高于溢流板的位置。
[0007]再进一步，上塔体中部侧面开有催化剂装填孔，上塔体下部侧面开有催化剂卸出孔。
[0008]进一步，臭氧进口管位于下塔体内的末端连接有与下塔体底面平行的孔口朝上的微孔曝气盘。
[0009]再进一步，催化剂床层支撑件包括与下塔体底面平行且与下塔体内壁相连的环形支撑板，环形支撑板上水平地设有与环形支撑板相连的滤板;气水反冲型滤帽均匀分布在滤板上。
[0010]更进一步，环形支撑板的底部的边缘均匀地连接有若干与下塔体内壁相连的筋板。[0011 ]进一步，滤板上设有由惰性颗粒物体积而成的催化剂垫层，催化剂床层设在催化剂垫层上。
[0012]进一步，下塔体的底部固定在塔体底座上，塔体底座的边缘设有用于固定塔体的螺栓孔。
[0013]进一步，所述臭氧催化氧化反应器还包括反冲洗单元，下塔体下部连接有伸入下塔体内的反冲洗布气管，所述反冲洗布气管包括主气管以及对称分布在主气管两侧并与主气管垂直连通的若干侧气管，主气管和侧气管均与下塔体底面平行且位于同一平面内，主气管和侧气管的自由端均封闭，且主气管和侧气管上均匀分布有孔口朝下的排气孔。
[0014]再进一步，所述尾气处理单元包括上塔体顶部相连的尾气收集罩、与尾气收集罩顶部连接的尾气管以及与尾气管相连的臭氧分解器，臭氧分解器上设有尾气外排口。
[0015]本实用新型提供的臭氧催化氧化反应器采用上、下塔体连接而成，易于拆装、维修，便于装填、回收催化剂，臭氧进气采用设在滤板上方且位于催化剂底层的微孔曝气盘，易于安装，且臭氧以微气泡形式进入催化剂床层，大大提高了臭氧利用率，且所填充的催化剂床层在水力作用下处于膨胀状态，因而传氧效率高、运行费用低，可广泛应用于污水的深度处理、污水回用等水处理领域;另外，本实用新型反应器内的催化剂床层选用负载金属的活性炭催化剂，这种颗粒状催化剂同时具有吸附和活性中心的作用，催化效果更好。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型提供的臭氧催化氧化反应器的结构示意图；
[0017]图2是图1中下塔体的结构示意图；
[0018]图3是图2中环形支撑板的俯视图；
[0019]图4是图2中滤板的俯视图；
[0020]图5是图2中反冲洗布气管的俯视图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步描述。
[0022]如图1所示，本实用新型所提供的一种臭氧催化氧化反应器包括反应器塔体和设在塔体顶部的尾气处理单元，反应器塔I设有用于催化臭氧的催化剂床层，反应器塔体由上塔体1-1、下塔体1-2连接而成，上塔体1-1的顶部与尾气处理单元相连，下塔体1-2侧面自下而上连接有进水管3及伸入下塔体1-2内部的臭氧输入管16，臭氧输入管16的下方设有与下塔体1-2底面平行且与下塔体1-2内壁相连的催化剂床层支撑件2，催化剂床层支撑件2安装有若干气水反冲型滤帽10;上塔体1-1上部侧面连接有排水管6。
[0023]为便于连接上塔体1-1、下塔体1-2，可分别在上塔体1-1的底端、下塔体1-2的顶端连接上法兰24、下法兰25，通过连接上法兰24、下法兰25的螺栓23将上塔体1-1、下塔体1-2连接起来(见图2)。
[0024]如图1所示，上塔体1-1内上部设有与纵轴线垂直且与上塔体1-1内壁相连的溢流板5，溢流板5中心处开有溢流口 5-1，溢流口 5-1的边缘连接有一圈向塔顶延伸的溢流堰5-2，排水管6可连接在上塔体1-1上部侧面高于溢流板5的位置处(见图1)。
[0025]此外，上塔体1-1中部侧面开有催化剂装填孔21，上塔体1-1下部侧面开有催化剂卸出孔22。可通过催化剂装填孔21添加催化剂，通过催化剂卸出孔22回收催化剂。
[0026]如图2所示，在一个优选的实施例中，臭氧进口管16位于下塔体1-2内的末端连接有与下塔体1-2底面平行的孔口朝上的微孔曝气盘17。本实用新型采用设在催化剂床层底部的微孔曝气盘17，这种结构设计使得微孔曝气盘17易于安装、拆卸及维修，且微孔曝气盘17使得臭氧以微气泡形式进入催化剂床层，大大提高了臭氧利用率。该微孔曝气盘17优选采用钛合金材质制成。
[0027]本实用新型中，用于承托催化剂床层的催化剂床层支撑件2可采用任何适用的结构形式。优选地，如图2、3所示，催化剂床层支撑件2可包括与下塔体1-2底面平行且与下塔体1-2内壁相连的环形支撑板12，环形支撑板12上水平地设有滤板13，滤板13通过螺栓与环形支撑板12相连。
[0028]如图4所示，气水反冲型滤帽10可均匀分布在滤板13上。气水反冲型滤帽10可包括帽体10-1及与帽体10-1相连的滤杆10-2，帽体10-1位于滤板13上方，滤杆10-2贯穿滤板13并自环形支撑板12的中心孔处向下延伸至进水管3轴向中心线上方。
[0029]此外，环形支撑板12的底部的边缘可均匀地连接若干与下塔体1-2内壁相连的筋板11，起支撑作用。滤板13上可设两支手柄15，方便拆卸维修。
[0030]另外，滤板13上可设由惰性颗粒物堆积而成的催化剂垫层(未示出)。惰性颗粒物不参与反应，优选石子。催化剂床层设在催化剂垫层上，催化剂填充量为反应器容积的10-30%，催化剂床层中的催化剂在进水水力作用下呈膨胀状态，膨胀率可达10-30%。
[0031]本实用新型中，填充在催化剂床层中催化剂可采用任何适宜的催化剂。优选地，催化剂床层可由负载金属的活性炭催化剂颗粒堆积而成，负载金属的活性炭催化剂颗粒的粒度为8-16目，催化剂的组分及重量百分比为:活性炭载体98.5-99% ;金属氧化物1_1.5%,金属氧化物包含以下种类中的一种或几种:氧化铜、氧化锌、氧化镍、氧化钛、氧化钴、氧化锰、氧化钒。
[0032]如图2所示，在优选的实施例中，本实用新型所提供的臭氧催化氧化反应器内设有反冲洗单元，反冲洗单元包括连接在下塔体1-2下部且伸入下塔体1-2内的反冲洗布气管4。在这种技术方案中，反冲洗布气管4可连接在下塔体1-2上与进水管3对应的另一侧，进水管3兼做反冲洗单元的进水管，排水管6兼做反冲洗单元的排水管。
[0033]具体地，如图5所示，反冲洗布气管4包括主气管18以及对称分布在主气管18两侧并与主气管18垂直连通的若干侧气管19，主气管18和侧气管19均与下塔体1-2底面平行且位于同一平面内，主气管18和侧气管19的自由端均封闭，且主气管18和侧气管19上均匀分布有孔口朝下的排气孔20，排气孔20直径为可根据实际需要设定。
[0034]如图1所示，所述尾气处理单元包括与上塔体1-1顶部相连的尾气收集罩7、与尾气收集罩7顶部连接的尾气管8以及与尾气管8相连的臭氧分解器9，臭氧分解器9采用加热-催化混合型尾气臭氧分解方式，臭氧分解器9上设有尾气外排口。
[0035]此外，下塔体1-2的底部固定在塔体底座14上，塔体底座14上留有若干螺栓孔，安装反应器塔体I时，可通过螺栓将塔体底座14固定在混凝土中。
[0036]本实用新型中，所有材料均选用SUS316L不锈钢，塔体选用3_厚不锈钢板制作。
[0037]本实用新型的实施过程如下:
[0038]污水由反应器底部的进水口3进入，经气水反冲型滤帽10进入催化剂床层，在床层内进行臭氧催化氧化反应;催化剂床层在进水和臭氧的双重作用下处于膨胀状态，膨胀率可达10-30 %，大幅度提高了臭氧利用率和催化剂催化能力。
[0039]本实用新型所述结构并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。
【主权项】
1.臭氧催化氧化反应器，包括反应器塔体(I)和设在反应器塔体(I)顶部的尾气处理单元，反应器塔体(I)内设有用于催化臭氧的催化剂床层，其特征在于，所述反应器塔体(I)由上塔体(1-1)、下塔体(1-2)连接而成，上塔体(1-1)的顶部与尾气处理单元相连，上塔体(1-1)上部侧面连接有排水管(6);下塔体(1-2)侧面自下而上连接有进水管(3)及伸入下塔体(1-2)内部的臭氧输入管(16)，臭氧输入管(16)的下方设有与下塔体(1-2)底面平行且与下塔体(1-2)内壁相连的催化剂床层支撑件(2)，催化剂床层支撑件(2)上安装有若干气水反冲型滤帽(10)。2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，上塔体(1-1)内上部设有与纵轴线垂直且与上塔体(1-1)内壁相连的溢流板(5)，溢流板(5)中心处开有溢流口(5-1)，溢流口(5-1)的边缘连接有一圈向塔顶延伸的溢流堰(5-2)，排水管(6)连接在上塔体(1-1)上部侧面高于溢流板(5)的位置。3.根据权利要求2所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，上塔体(1-1)中部侧面开有催化剂装填孔(21)，上塔体(1-1)下部侧面开有催化剂卸出孔(22)。4.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，臭氧输入管(16)位于下塔体(1-2)内的末端连接有与下塔体(1-2)底面平行的孔口朝上的微孔曝气盘(17)。5.根据权利要求4所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，催化剂床层支撑件(2)包括与下塔体(1-2)底面平行且与下塔体(1-2)内壁相连的环形支撑板(12)，环形支撑板(12)上水平地设有与环形支撑板(12)相连的滤板(13);气水反冲型滤帽(10)均匀分布在滤板(13)上。6.根据权利要求5所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，环形支撑板(12)的底部的边缘均匀地连接有若干与下塔体(1-2)内壁相连的筋板(11)。7.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，滤板(13)上设有由惰性颗粒物堆积而成的催化剂垫层，催化剂床层设在催化剂垫层上。8.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，下塔体(1-2)的底部固定在塔体底座(14)上，塔体底座(14)的边缘设有用于固定塔体的螺栓孔。9.根据权利要求1-8任一所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，下塔体(1-2)下部连接有伸入下塔体(1-2)内的反冲洗布气管(4)，所述反冲洗布气管(4)包括主气管(18)以及对称分布在主气管(18)两侧并与主气管(18)垂直连通的若干侧气管(19)，主气管(18)和侧气管(19)均与下塔体(1-2)底面平行且位于同一平面内，主气管(18)和侧气管(19)的自由端均封闭，且主气管(18)和侧气管(19)上均匀分布有孔口朝下的排气孔(20)。10.根据权利要求9所述的臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述尾气处理单元包括与上塔体(1-1)顶部相连的尾气收集罩(7)、与尾气收集罩(7)顶部连接的尾气管(8)以及与尾气管(8)相连的臭氧分解器(9)，臭氧分解器(9)上设有尾气外排口。
【文档编号】C02F1/78GK205527943SQ201620274613
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】刘洋, 王志国, 牛奕娜, 肖晶晶, 秦刚, 丁士兵, 李庆, 郭玮
【申请人】北京北华中清环境工程技术有限公司