一种多功能高效产生羟基自由基的装置及应用的制作方法

文档序号:12087547阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多功能高效产生羟基自由基的装置,包括壳体、以及位于壳体内部的转子、气体分布器和气体分布盘,其特征在于:所述转子包括转子连接盘和立柱,所述立柱按照不同直径的环状同心分布,安装在转子连接盘上;所述气体分布器为多层不同直径的中空圆筒;所述中空圆筒内外壁上均匀分布导气孔;所述多层不同直径的中空圆筒同心安装在气体分布盘上;所述气体分布盘为中空的圆盘,上表面与气体分布器连接相通,侧壁上设有气体进口,下底面固定于壳体上,下底面和壳体之间绝缘;所述转子的立柱部分和所述气体分布器非接触嵌入式同心交错排布。

2.根据权利要求1所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述装置还包括电机和导电滑环;所述电机通过转轴与转子连接盘相连,带动转子转动;所述导电滑环使转子和直流稳压电源接通。

3.根据权利要求1所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述壳体由圆盘形上下底盘,圆筒状侧壁三部分连接构成,上底盘设有气体出口,下底盘上固定有气体分布盘,气体分布盘与下底盘之间绝缘;下底盘设有液体进口、液体出口以及取样口,靠近下底盘的侧壁处与气体分布盘相对应的部分设有气体进口。

4.根据权利要求1所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述中空圆筒的材质为不锈钢;中空圆筒的高度为反应器高度的4/5;中空圆筒同心分布的环数为2-6;中空圆筒的内外壁可缠缚导电性材料。

5.根据权利要求4所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述导电性材料为碳材料;所述碳材料为石墨毡、炭纤维毡;所述导电性材料的径向厚度为1-20mm;优选地,所述导电性材料的径向厚度为3-10mm。

6.根据权利要求1所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述立柱上分层缠缚网状填料或网状电极;所述网状电极表面涂有具有催化功能的贵金属涂层;所述贵金属涂层为IrO2-Ta2O5或RuO2;所述网状填料为不锈钢金属丝网、钛网或非金属丝网。

7.根据权利要求1所述的一种多功能高效产生羟基自由基的装置,其特征在于:所述立柱为纯钛材料;立柱同心分布的同心环数为2-6;立柱高度为反应器高度的4/5;所述转子的转速为10-2400rpm;优选地,立柱同心分布的同心环数为4-5;所述转子的转速为300-1000rpm。

8.如权利要求1-7任一所述的装置在高效产生羟基自由基反应中的应用。

9.根据权利要求8所述的装置的应用,其特征在于:所述装置应用于强化电Fenton法产生羟基自由基的过程,具体过程如下:

所述转子立柱上缠缚有钛基涂层网状电极,转子通过导电滑环接通直流电源的正极;气体分布器中空圆筒的内外壁上缠缚炭纤维毡,气体分布器接通直流电源的负极,从而使得炭纤维毡带电,氧气经气体分布器进入炭纤维毡的表面发生电化学反应产生H2O2,与添加在废水中的Fe2+再次反应产生羟基自由基;

所述装置应用体系为难降解有机废水;转子转速100-1000rpm;优选的,转子转速为400-800rpm;废水PH为2.5-4.0,优选的,废水PH为3.5;添加Fe2+浓度1mM;电解质Na2SO4浓度2-8g/L,优选的,电解质Na2SO4浓度为3-5g/L;电解电压10-30V,优选的,电解电压20-25V;处理时间20-60min,优选的,处理时间为30min;处理废水浓度300mg/L-2000mg/L。

10.根据权利要求8所述的装置的应用,其特征在于:所述装置应用于O3耦合H2O2产生羟基自由基的过程,具体过程如下:

所述转子立柱上缠缚丝网填料,臭氧发生器产生的臭氧经气体分布器不断进入待处理废水中,废水和过氧化氢溶液不断经液体进口加入到装置中发生反应产生羟基自由基;

所述装置应用体系为难降解有机废水;转子转速100-1000rpm;废水PH为4.5-6.0,优选的,废水PH为5.0;添加H2O2浓度为200mg/L;O3通过气体分布器进入该装置体系,H2O2通过液体进口连续通入体系,Fe2+直接加入到调完PH的废水中;处理时间10-30min,优选的,处理时间为20min;处理废水浓度800mg/L-3000mg/L。

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