专利名称：一种三相内循环流化床光催化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种用于给水处理和废水处理的光催化反应装置。尤其涉及一种三相内 循环流化床光催化反应器。
技术背景光催化技术在降解水体或空气中的有机污染物方面具有巨大的应用潜力，在难降解有毒 有机物的矿化分解方面与电催化、湿式催化氧化等技术相比具有明显的优点。现有的光催化 反应器主要有固定式和悬浮式两种类型。固定床反应器中催化剂颗粒或催化剂固定膜在反应 器内处于静止状态，与光和空气及液相中的反应物接触面积小，使反应速度和处理量都受到 很大影响；悬浮式反应器中催化剂颗粒悬浮在气液混合物中，增加了催化剂与气、液两相的 接触面积，也使有效光照面积得到提高，比固定式反应器更有优势。但目前已有的悬浮式反 应器多为间歇式，处理速度和处理量受到极大的限制，且反应完后需要进行固液分离，难以 实现工业化。 发明内容本实用新型的目的是提供一种反应充分、可连续运行、紫外光能利用率高、反应条件易 于控制的三相内循环流化床光催化反应器。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是该反应器的器壁内分为反应区、回流 区和分离区，分离区位于反应区、回流区的上方；反应区和回流区之间设有折流板，在分离 区上部设置有挡流板，挡流板上方的器壁处设置有出水口；紫外灯管直接安装在反应器的中 心位置，灯管控制器与紫外灯管电连接；在反应器的底部设置有曝气盘，在曝气盘上方的倾 斜壁处设置有进水口，在分离区下部的倾斜壁外部或设置、或不设置磁铁。其中紫外灯管由1 10只水处理用紫外灯管组成；挡流板为斜面安装；灯管控制器由 时间控制器和水处理用紫外灯管的开关控制器组成。由于采用上述技术方案，在本反应器的反应区(升流区)、分离区和回流区(降流区)内， 空气通过底部曝气盘以微气泡形式进入反应区；待处理水从进水口进入反应区，混合气泡后 密度变小，在反应区内形成上升流，进入分离区后；气泡逸出，液体密度变大， 一部分在挡 流板的作用下进入回流区，形成内循环， 一部分作为处理后水从出水口排放。催化剂在气泡 的带动下随水流在反应器内循环，催化剂颗粒悬浮分散于气液混合相中，在紫外光照射下产 生光催化反应。挡流板有助于固体催化剂与液相的分离，磁铁有利于磁性光催化剂的沉降。 在反应器内，气、固、液三相能充分接触，气泡带入足够的溶解氧，使反应能有效地进行。因此，该反应器具有待处理水反应停留时间长、气固液三相反应充分、催化剂可得到分 离、处理水量大、可实现连续运行、紫外光能利用率高、反应条件易于控制等特点，适宜于 工业化规模应用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1用于水处理过程的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述本具体实施方式
如图1所示将该反应器[17]的器壁内分为反应区[7]、回流区[5]和分离区[12]三个区，分离区[12]位于反应区[7]、回流区[5]的上方；反应区[7]和回流区[5]之 间设有折流板[6]，在分离区[12]上部设置有挡流板[4]，挡流板[4]上方的器壁处设置有出水 口[3];紫外灯管[10]直接安装在反应器[17]中心位置的上部，灯管控制器[1]安装在反应器[17] 的顶部，灯管控制器[1]与紫外灯管[10]电连接；在反应器[17]的底部设置有曝气盘[8]，在 曝气盘[8]上方的倾斜壁处设置有进水口[9]，分离区[12]下部的倾斜壁外部不设置磁铁[11]。其中紫外灯管[10]由4只水处理用紫外灯管组成；挡流板[4]为斜面安装；灯管控制器[i]由时间控制器和水处理用紫外灯管[io]的开关控制器组成。本反应器[17]用于水处理的工作过程如图2所示首先在反应器[17]内加入纳米Ti02或 者钛酸铋等粉体光催化剂，用曝气泵[15]鼓入空气到曝气盘[8]，曝气盘[8]形成的微气泡进入 反应区[7]。然后打开灯管控制器[1]使紫外灯管[10]发光，将调节池[13]中待处理水通过输液 泵[14]送入反应器[17]，在输液泵[14]与反应器[17]连通的管道间设流量计[15]，以调节进水口 [9]中待处理水进入的流量，控制待处理水在反应器内停留的时间。在反应器[17]内，气泡及待处理水夹带催化剂颗粒上浮，形成气、液、固三相流化状态， 气泡带入足够的溶解氧，使反应能有效的进行。三相混合物继续上升至分离区[12]，气泡逸 出，液体密度变大， 一部分在挡流板[4]的作用下进入回流区[5]，形成内循环， 一部分作为处 理后水从出水口[3]排放，出水口[3]上面设溢流口[2]。催化剂颗粒由于自身重力及档流板的作 用而沿回流区[5]流回反应器[17]底部，并在此重新上升参与新的反应，如此循环使水中有机 物得到充分降解。随出水流出的部分催化剂，在平流式斜板沉淀池[18]中充分沉降，催化剂 回收干燥后可重复使用。因此，该装置具有待处理水停留时间长、气固液三相反应充分、催化剂可得到分离、水 处理量大、可实现连续运行、紫外光能利用率高、反应条件易于控制和改善等特点，适合于 工业化规模应用。
权利要求1. 一种三相内循环流化床光催化反应器，其特征在于该反应器[17]分为反应区[7]、回流区[5]和分离区[12]，分离区[12]位于反应区[7]、回流区[5]的上方；反应区[7]和回流区[5]之间设有折流板[6]，在分离区[12]上部设置有挡流板[4]，挡流板[4]上方的器壁处设置有出水口[3]；紫外灯管[10]直接安装在反应器[17]的中心位置，灯管控制器[1]与紫外灯管[10]电连接；在反应器的底部设置有曝气盘[8]，在曝气盘[8]上方的倾斜壁处设置有进水口[9]，在分离区[12]下部的倾斜壁外部或设置有磁铁[11]、或不设置磁铁[11]。
2、 根据起来要求1所述的三相内循环流化床光催化反应器，其特征在于所述的紫外灯管 [IO]由1 10只水处理用紫外灯管组成。
3、 根据起来要求1所述的三相内循环流化床光催化反应器，其特征在于所述的挡流板[4] 为斜面安装。
专利摘要本实用新型涉及一种三相内循环流化床光催化反应器。该反应器的器壁内分为反应区7、回流区5和分离区12三个区，分离区12位于反应区7、回流区5的上方；反应区7和回流区5之间设有折流板6，在分离区12上部设置有挡流板4，挡流板4上方的器壁处设置有出水口3；紫外灯管10直接安装在反应器中心位置的上部，灯管控制器1安装在反应器的顶部，灯管控制器1与紫外灯管10电连接；在反应器的底部设置有曝气盘8，在曝气盘8上方的倾斜壁处设置有进水口9，在分离区12下部的倾斜壁外部设置或不设置有磁铁11。本反应器具有反应充分、可连续运行、紫外光能利用率高、反应条件易于控制的特点，适宜于工业化规模应用。
文档编号B01J8/22GK201079737SQ20062017268
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者潘 刘, 红 刘, 旋 孙, 晶 梁 申请人:武汉科技大学