[实用新型]一种多塔板上布流内扩散竖式推流光催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备，具体涉及一种多塔板上布流内扩散竖式推流光催化反应器。

背景技术

光催化反应器是发生光催化反应的场所，设计高效、便于使用的反应器，对光催化反应的科学研究和实际应用具有十分重要的作用。20世纪80年代以来，纳米半导体材料多相光催化在环境保护领域获得越来越多的关注。光催化反应在室温下就能进行深度反应，将多种有机污染物彻底矿化去除，特别是在生物难降解的有毒有害物质的去除方面表现出突出的能力，被认为是一项极有前途的环境污染深度净化技术。光催化反应器作为光催化反应发生的场所，其设计要求高效利用光源能量且便于使用。在液相光催化反应中，按照催化剂的存在方式，大致可以分为旋浆体反应器、固定床反应器和流化床反应器三类，其中固定床反应器种类较多，又可以分为薄膜型、填充床型和载体导光型等类型。

以上所提到的各种反应器均具有各自的优点和设计目的，但也存在对光源能量利用率不高、催化剂与反应液接触面积小、催化剂利用不充分，难以回收、处理效率与效果不好等缺点。而且，由于现有的光催化反应器反应效率低，处理水量小的问题，导致光催化反应器一直以来还仅局限于实验室研究，规模放大后废水处理效率和效果达不到实际要求，难以应用于工业生产中。

实用新型内容：

针对现有技术的不足，本实用新型充分考虑到光催化在环境污染领域的研究与应用，拟提供一种多塔板上布流内扩散竖式推流光催化反应器，用于高效处理各类工业废水。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多塔板上布流内扩散竖式推流光催化反应器，在光催化反应器内衬附有石英套管(1)的灯管(9)，石英套管(1)与反应器同轴，反应器底部至顶部设有以石英套管(1)为轴的螺旋上升状的塔板(2)，多个催化剂托盘(3)悬挂在上下塔板(2)之间，进水口(4)设在光催化反应器的下部，出水口(5)设置在光催化反应器的上部。

进一步地，所述的催化剂托盘(3)为网状，均匀地呈螺旋状地由挂钩悬挂在光催化反应器中塔板(2)。

进一步地，所述的催化剂托盘(3)为圆状结构或多边形结构，为不锈钢材料滤网制作而成。

进一步地，所述的光催化反应器的形状为圆柱体或长方体或正方体，为不锈钢材料制作而成。

进一步地，所述的光催化反应器的形状为长方体，缩小了设备的体积，便于节省空间。

进一步地，所述的光催化反应器顶部还设有捕沫器(7)和排气孔(8)。

进一步地，所述的进水口为2个，分别设直在光催化反应器的底部进水口(42)及下侧部进水口(41)，在距反应器顶部8-10cm侧面处设有一个出水口(5)。

进一步地，为了增加光催化反应器的反应效率，所述的2个以上的光催化反应器通过并联、串联或串并联的方式组成光催化反应组。

通过阀门的开闭，可以控制2个以上的光催化反应器或光催化反应器组的串联、并联、和串并联工作。

工作原理：

内扩散是分子扩散的一种形式，主要是指反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散以及产物从内表面扩散到外表面这两个过程。反应物的从外表面向催化剂的孔道内部扩散以及产物从内表面扩散到外表面这两个“内扩散”过程中，不需要外部水压(有压力，会产生相反的作用，阻碍反应物催化剂的孔道扩散过程，降低实际反应效率)。本发明将“内扩散”和“平推流”结合在一起，让平推流与内扩散之间相互配合，满足“内扩散”过程分子扩散的需求，使废水与催化剂接触反应过程都不被打搅、中断，让每次反应都彻底完整，最大限度地节约时间，实际工业级生产效率。

工作时，将待处理的废水利用电磁阀控制进入光催化反应器中，废水从下至上流入，随水位逐渐上升，液面逐渐浸过光催化反应器中各层催化剂托盘3及其中的催化剂，打开电源，紫外灯管9开始工作，紫外灯管9发出的光源与废水中的有机物充分反应，螺旋式的多塔板2结构起到引导水流方向作用；同时，废水自下而上上升，遇到螺旋式多塔板2的阻挡会使螺旋式多塔板2之间的废水中的有机物与催化剂托盘3中的催化剂充分反应，提高反应效率和反应效果。

本装置通过控制电磁阀控制进入光催化反应器内的废水流速，催化剂托盘3结构围绕灯管9设置，有利于提高光源的利用效率，在光催化反应器内的螺旋式多塔板以及悬挂在多塔板之间的呈螺旋状分布的催化剂托盘共同配合下，螺旋式多塔板2起到引导水流的作用，使催化剂托盘3中的催化剂与污水反应充分，提高光催化反应效率，反应完毕后，经出水口5排出。