[发明专利]用于化学反应的紫外反应器及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及具有权利要求1前序部分所载明特征的用于进行化学反应的紫外(UV)反应器。

背景技术

已知在化学反应中，如果期望氧化，则添加诸如臭氧或H₂O₂的氧化手段。对于难以氧化的物质，还已知可额外地照射紫外辐射到反应室中，以产生自由基。以此方式，例如，卤代烃和药用物质的残留物可以被氧化，并因此变得无害。

使用已知的装置，多种紫外发射器辐射到液体或气体介质中。为此目的，发射器被布置平行或横向于介质的流动方向。它们可以被布置在反应室内，但是对于紫外透明反应室，它们也可以被布置在介质的外部。

装置的有效性取决于氧化手段和待处理的介质被相互混合的程度，以及到介质中的辐射的均匀程度。氧化物质的浓度应当在待处理的整个介质体积范围内尽可能地恒定，并且介质的每个部分体积还应当接收相同的紫外剂量。这些要求满足的越少，就必须过量供给越多的氧化手段和紫外辐射。

发明内容

因此，本发明的目的是建造一种用于在氧化条件下进行化学反应的装置，该装置具有最佳的可能有效性。该目的通过具有权利要求1所述特征的装置来实现。

由于在流动方向上前后布置的紫外发射器关于径向方向以一定角度彼此交错的事实，待处理介质的部分体积穿过具有不足的紫外强度的流动路径上的装置并因此在该处不引发化学反应的可能性降低。特别地，多相的可泵送介质也可以由此被有效地进行处理。

本发明的其他实施方案在从属权利要求中描述。

如果角度α是15°至45°，优选地30°，则获得良好的效果。根据该实施方案，角度α可以例如作为反应器直径的函数来选择。

如果夹套管相对于反应室的径向方向倾斜30°到70°的角度β，则可以使用具有较大放电长度的发射器。

如果提供至少两组夹套管，每组夹套管的一个夹套管被布置为相对于反应室的中心轴靠近另一组的夹套管，并且其中每种情况中夹套管组均形成分开的螺旋状的行，则所有可能的流动路径均可以被全面地辐射。对于特别高的流量和/或具有特别低的紫外透射率的介质，还可以将三个或更多个发射器布置为在径向平面中彼此靠近。如果夹套管被布置在距离中心轴一定的距离处，则接近反应室的壁的区域也在所达到的过程中。

如果所述组距离中心轴不同的距离，即第一组距离长的距离，并且第二组距离短的距离，则结果将尤其好。此外，第一组可以以相对于径向方向50°至70°的大角度β对准，并且第二组可以以30°到49°的较小角度β对准，以使两个组均可以被配备相同的发射器。

优选地，较大距离可以大于泵管半径的60％，并且较小距离可以小于反应室半径的40％。具体地，一个距离可以是反应室半径的75％，并且第二距离可以是反应室半径的20％。如果组内的轴向距离也变化，例如，第一组平均具有半径的60％的距离，然而其变化+/-10％，同时第二组平均具有半径的20％的距离，其类似地变化半径的+/-10％，则可以防止形成具有不期望的高流速或低强度的流动路径。

如果每组夹套管均包括总计12个夹套管，则结果是所用发射器数目与所实现的效果之间具有尤其有利的关系。

最后，使用根据本发明的装置来处理诸如卤代烃的惰性烃是有利的。

附图说明

下文借助于附图来描述本发明的示例性实施方案。

图1：示出根据现有技术具有平行布置的发射器的反应器；

图2：以示意、透视图解示出根据本发明的反应器；

图3：以流动方向中的前视图示出另一反应器；

图4：以纵断面示出来自图3的反应器；

图5：以从侧面的横截面示出在入口和出口区域具有螺旋布置的紫外发射器和连续直径变化的反应器；

图6：示出与图5相似的反应器，其在入口区域具有导片布置；

图7：示出在入口区域具有不连续的横截面变化的反应器；以及

图8：示出具有用于匀化流动的内置装置的反应器。

具体实施方式

为了在流动介质(例如水)中通过形成自由基来引发化学反应，需要向介质供应最低紫外剂量。因此，要得到良好的生产率，目的是在辐射的位点，即在反应室中达到高的紫外强度。该强度由多个高性能紫外发射器产生。发射器自身布置在夹套管中。这些夹套管由石英制成并且以如下方式穿过反应室：它们以密封形式被插入到壁中。然后发射器被依次插入到夹套管中，以使它们不与介质相接触，但却能发射它们的辐射输出穿过夹套管而到达介质。