一种错流喷射式光催化反应装置的制作方法

本实用新型属于光催化反应技术领域，尤其涉及一种错流喷射式光催化反应装置。

背景技术：

光催化技术是一种高效清洁的水处理技术，由于其具有耗能低、环境友好、选择性低等显著优点，得到了水处理领域的广泛的重视和深入研究。Carey等首先报道了二氧化钛水溶液在紫外光的照射下可使多氯连苯完全脱氯去毒，开启了光催化作用于水处理领域的新篇章。此后，大量的深入研究表明：利用光催化技术不仅能够多种难降解有机污染物，同时具有很好的杀菌及抑菌功能，副产物少、毒害作用低。光催化技术在水处理领域展现出了诱人的前景，并被认为是当前最具有开发前景的水处理技术。但目前光催化反应存在光能利用率低，催化剂催化效率低的缺点。

申请号为201210413835.0的中国专利公开了一种以超声波雾化强化污水处理效果的光催化方法，将含光催化剂废水破碎成直径为微米级的液滴，在光源照射下，激发光催化剂产生光生活性物种催化氧化液膜中的污染物。该专利借助超声波雾化，提高光催化剂表面利用率，防止催化剂中毒。但超声雾化处理量小，雾化反应后搜集和液化过程效率低，不适用于工业化生产。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种错流喷射式光催化反应装置。所述光催化反应装置能提高催化剂的催化效率和光源利用率，能有效提高反应速率。

本实用新型的技术方案如下：一种错流喷射式光催化反应装置，包括反应器1，所述反应器1上部和下部均设有支管2，支管2上设有多个喷头3，所述支管2的入口与进水管4相连，进水管4与循环水泵6、空气压缩机5相连，反应器1底部设有出水管7。

所述支管2为直线状、弧线状、方形状、圆环状、平面螺旋状或立体螺旋状。

进一步地，所述反应器内上部支管与下部支管的距离不少于50cm。

进一步地，所述出水管7与循环水泵6、下一级反应器的储水罐相连，出水管7上设有电子阀8。

进一步地，所述反应器1侧壁设有排气管9。排气管9用于排出气体，气体中会存在氨气以及未反应完的氨氮，排气管通过管道通入到酸性溶液池或其他吸收材料中，氨氮被吸收后能够制成肥料。

进一步地，所述上部支管、下部支管分别均匀设置1～5个喷头。

进一步地，所述反应器1内部设有紫外灯，反应器1内壁上设有催化剂涂层。紫外灯和催化剂的设置方式改变也可以实现本实用新型的效果。

本实用新型的工作原理如下：本实用新型在反应器1的上部和下部均设有支管2，支管2上设有多个喷头3，所述支管2的入口与进水管4相连，进水管4与循环水泵6、空气压缩机5相连，待处理的废液经高压空气带动并由喷头喷出，喷出的液体包裹有带压气体，上下喷出的液体后再逆流碰撞分隔后形成大量气泡向外抛向反应器壁，然后再折回中心再次与高速流动的液体接触，又卷入大量气相形成新的气泡和雾滴，增大接触面积，提高反应效率。当气液两相达到动量平衡时，即会形成稳定的泡沫层。泡沫层内形成的大量泡沫不仅大大增加了气液两相间的传质面积，而且在大量高速喷出液相流体的撞击与(气)液相两相的双向挤压下发生破裂而使气液两相得以分离，并导致泡沫有极高的更新频率，大大强化了气液两相间的反应和分离效率，从而使装置具有较高的传质和分离效率，尤其适用于含氨氮废水的处理。

反应器1底部设有出水管7，出水管7上设有电子阀8，落到反应器底部的液体经出水管和电子阀流出后，再经循环水泵6泵入进水管4中进行重复反应，当反应结束后，液体再经出水管和电子阀流出到下一级反应设备中或排出到外界。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的光催化反应装置结构简单，错流喷射形成雾滴和气泡，液体与光源、催化剂涂层充分接触，增加了接触面积，提高了反应效率，适用于各种光催化反应，尤其适用工业化处理废水，处理量和处理效率远高于超声雾化。

附图说明

图1为本实用新型提供的光催化反应装置的剖视图；

图2为光催化反应装置的主视图；

图中标记：1-反应器，2-支管，3-喷头，4-进水管，5-空气压缩机，6-循环水泵，7-出水管，8-电子阀，9-排气管，10-紫外灯管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细说明，但本实用新型并不局限于以下技术方案。

实施例1

如图1和图2所示，一种错流喷射式光催化反应装置，包括反应器1，所述反应器1上部和下部均设有环形支管2，支管2上设有1～3个喷头3，所述支管2的入口与进水管4相连，进水管4与循环水泵6、空气压缩机5相连，反应器1底部设有出水管7。出水管7与循环水泵6、下一级反应器储水罐相连，出水管7上设有电子阀8。反应器1侧壁设有排气管9。

反应器内上部支管与下部支管的距离不少于50cm。

反应器1内部设有紫外灯管10，反应器内壁上设有催化剂涂层。

所述装置的使用过程如下：待处理的液体在进水管中经高压空气带动由喷头喷出，上下喷出的液滴碰撞，高速撞击下向周围飞溅使液滴变成大量气泡和雾滴，反应器1底部设有出水管7，出水管7上设有电子阀8，落到反应器底部的液体经出水管和电子阀流出后，再经循环水泵6泵入进水管4中进行重复反应，当反应结束后，液体再经出水管和电子阀流出到下一级反应设备中或排出到外界。