一種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，它包括可拆卸的外筒、與所述外筒同心安裝的內(nèi)筒、設(shè)置在所述外筒表面的恒溫夾套、整流擋板、液體分布器和氣動(dòng)超聲探頭，所述的整流擋板可拆卸水平設(shè)置在所述內(nèi)筒與所述外筒之間的環(huán)隙上半部分，所述的液體分布器設(shè)置在所述內(nèi)筒的筒底，所述內(nèi)筒的正下方設(shè)有氣動(dòng)超聲探頭，所述外筒的筒壁上分別設(shè)有液相物料進(jìn)口和液相物料出口，所述外筒的頂部設(shè)有氣體出口，所述的液相物料進(jìn)口連通所述的液體分布器。此反應(yīng)器結(jié)合超聲聲化學(xué)和內(nèi)環(huán)流的作用，具有反應(yīng)效率高，傳質(zhì)傳熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于廢水的處理，尤其適用于處理高濃度工業(yè)廢水。
【專利說明】
一種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，涉及一種新型氣液環(huán)流反應(yīng)器，具體涉及一種用于處理高濃度工業(yè)廢水的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]氣升式環(huán)流反應(yīng)器即在鼓泡塔的基礎(chǔ)上內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流裝置，形成獨(dú)立的上升區(qū)和下降區(qū)，以氣體為動(dòng)力，靠導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流，形成氣液混合物有序循環(huán)的裝置。主要原理是通過空氣管道向升流管中通入空氣，使管中氣液混合物的密度減小，同時(shí)水流從降流管底部進(jìn)入升流管，實(shí)現(xiàn)氣、液或氣、液、固混合物的循環(huán)流動(dòng)。
[0003]氣升式環(huán)流反應(yīng)器的混合、傳質(zhì)性能好，供氣效率高，剪切力低，目前已被廣泛應(yīng)用于生物處理有機(jī)廢水、生物發(fā)酵、合成等領(lǐng)域，氣升式環(huán)流反應(yīng)器對(duì)各種工業(yè)廢水，如化纖廢水、焦化廢水、石油廢水、啤酒廢水等均有較好的處理效果。但該反應(yīng)器在處理廢水時(shí)仍存在如何進(jìn)一步提尚傳質(zhì)效率、提尚氣體分布等冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于在傳統(tǒng)的氣升式環(huán)流反應(yīng)器基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，主要利用超聲和內(nèi)環(huán)流的協(xié)同作用加強(qiáng)氣液兩相傳質(zhì)，適用于處理高濃度難降解的工業(yè)廢水。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，它包括可拆卸的外筒、與所述外筒同心安裝的內(nèi)筒、設(shè)置在所述外筒表面的恒溫夾套、整流擋板、液體分布器和氣動(dòng)超聲探頭，所述的整流擋板可拆卸水平設(shè)置在所述內(nèi)筒與所述外筒之間的環(huán)隙上半部分，所述的液體分布器設(shè)置在所述內(nèi)筒的筒底，所述內(nèi)筒的正下方設(shè)有氣動(dòng)超聲探頭，所述外筒的筒壁上分別設(shè)有液相物料進(jìn)口和液相物料出口，所述外筒的頂部設(shè)有氣體出口，所述的液相物料進(jìn)口連通所述的液體分布器。
[0007]所述的液體分布器為水平環(huán)設(shè)于所述內(nèi)筒內(nèi)壁的環(huán)形管，所述環(huán)形管的管壁上均布有多個(gè)開口向上的噴射孔。
[0008]所述的氣動(dòng)超聲探頭設(shè)在所述內(nèi)筒的正下方，與所述內(nèi)筒的底部留有一定距離。此距離可根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且與外筒通過外部接口固定。
[0009]所述的整流擋板上均設(shè)有多個(gè)圓孔。所述的圓孔的直徑為0.5cm。
[0010]所述外筒的底部設(shè)有基座用于保持超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定。
[0011]所述恒溫夾套的循環(huán)優(yōu)選為主動(dòng)循環(huán)，即使用栗強(qiáng)制循環(huán)，用于使反應(yīng)器用于升溫或冷卻，有利于液體循環(huán)，加強(qiáng)液體傳質(zhì)和傳熱。
[0012]本發(fā)明超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器中用于產(chǎn)生氣泡和超聲波的氣動(dòng)超聲探頭位于內(nèi)筒正下方，超聲波使得環(huán)流反應(yīng)器中初始?xì)馀莸某叽缑黠@減小，布?xì)飧泳鶆?，布?xì)庑Ч己?，在氣泡上升過程中的聚并現(xiàn)象也明顯緩解。另外環(huán)布于內(nèi)筒內(nèi)壁的液體分布器上均設(shè)多個(gè)噴射孔，液相物料豎直進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)筒，避免與氣泡直接接觸，造成局部的返混和湍流。
[0013]本發(fā)明超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器中位于內(nèi)筒與外筒之間環(huán)隙的上半部分水平設(shè)置的整流擋板，當(dāng)氣速較高時(shí)，循環(huán)液速和氣泡上升速度增大，氣體停留時(shí)間減少，降低反應(yīng)速率;且循環(huán)液速過大，會(huì)夾帶氣泡進(jìn)入降液管，影響氣液分離效果，整流擋板的增設(shè)對(duì)環(huán)隙中液體的氣泡破碎和整流作用效果顯著。另外由于擋板可拆卸，對(duì)于不同來源，不同目標(biāo)污染物的廢水，可考慮是否設(shè)置擋板以達(dá)到處理效果。
[0014]本發(fā)明超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器中位于外筒表面的恒溫夾套，恒溫夾套優(yōu)選主動(dòng)循環(huán)，即使用栗強(qiáng)制循環(huán)，可以使反應(yīng)器用于升溫或冷卻，有利于液體循環(huán)，加強(qiáng)液體傳質(zhì)和傳熱。
[0015]利用超聲波凈化工業(yè)廢水是近幾年發(fā)展起來的一種新的廢水處理技術(shù)。超聲波降解廢水中的污染物主要是在空化效應(yīng)的作用下，產(chǎn)生高溫高壓和羥基自由基，空化產(chǎn)生的高溫高壓足以使空化氣泡表層的水分子超過超臨界狀態(tài)成為超臨界水。另外，超聲波將氣泡粉碎成更多微小氣核，增大了氣液接觸面積，且可以更好的活化和加快氣液表面更新率，提高兩相傳質(zhì)傳熱。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)超聲裝置和氣升式環(huán)流反應(yīng)器聯(lián)合處理高濃度工業(yè)廢水的效果顯著大于兩者單獨(dú)使用的效果之和，具有顯著的進(jìn)步。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器改善反應(yīng)器的布?xì)庑Ч?，緩解氣泡上升過程中的聚并現(xiàn)象，提高反應(yīng)器的傳質(zhì)效率。此反應(yīng)器結(jié)合超聲聲化學(xué)和內(nèi)環(huán)流的作用，具有反應(yīng)效率高，傳質(zhì)傳熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于廢水的處理，尤其適用于處理高濃度工業(yè)廢水。
【附圖說明】
[0018]圖1為發(fā)明的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器的主視圖。
[0019]圖2為發(fā)明的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器的進(jìn)水管的俯視圖。
[0020]圖3為發(fā)明的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器的整流擋板的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu):
[0022]如圖1所示，一種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，它包括可拆卸的外筒1、與所述外筒同心安裝的內(nèi)筒2、設(shè)置在所述外筒表面的恒溫夾套3、整流擋板6、液體分布器9和氣動(dòng)超聲探頭7，所述的整流擋板6可拆卸水平設(shè)置在所述內(nèi)筒2與所述外筒I之間的環(huán)隙上半部分，所述的液體分布器9設(shè)置在所述內(nèi)筒2的筒底，所述內(nèi)筒2的正下方設(shè)有氣動(dòng)超聲探頭7，所述外筒I的筒壁上分別設(shè)有液相物料進(jìn)口 4和液相物料出口 5，所述外筒I的頂部設(shè)有氣體出口 8，所述的液相物料進(jìn)口 4連通所述的液體分布器9。
[0023]所述的液體分布器9為水平環(huán)設(shè)于所述內(nèi)筒2內(nèi)壁的環(huán)形管，所述環(huán)形管的管壁上均布有15?20個(gè)開口向上的噴射孔10。
[0024]所述的氣動(dòng)超聲探頭7設(shè)在所述內(nèi)筒2的正下方，與所述內(nèi)筒2的底部留有一定距離。此距離可根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且與外筒I通過外部接口固定。
[0025]所述的整流擋板6上均設(shè)有多個(gè)圓孔11。所述的圓孔的直徑為0.5cm，約55,60,65,70個(gè)。
[0026]所述外筒I的底部設(shè)有基座12用于保持超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定。所述恒溫夾套3的循環(huán)優(yōu)選主動(dòng)循環(huán)，即使用栗強(qiáng)制循環(huán)，可以使反應(yīng)器用于升溫或冷卻，有利于液體循環(huán)，加強(qiáng)液體傳質(zhì)和傳熱。所述恒溫夾套3的進(jìn)水口 13和出水口 14分設(shè)在夾套的兩側(cè)，出水口 14在上，進(jìn)水口 13在下。
[0027]在超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器中通過設(shè)在所述外筒I筒壁上的液相物料進(jìn)口4加入廢水，所述廢水通過液體分布器9上的噴射孔10向上噴射，開啟恒溫夾套3，控制反應(yīng)溫度，同時(shí)開啟超聲處理器，氣動(dòng)超聲探頭7產(chǎn)生氣泡和超聲波，在超聲波作用下反應(yīng)，形成內(nèi)環(huán)流循環(huán)攪動(dòng)，尾氣由氣體出口 8離開反應(yīng)器，連接尾氣收集裝置，反應(yīng)一定時(shí)間后，液體經(jīng)設(shè)在所述外筒I偵_的液相物料出口 5排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于它包括可拆卸的外筒、與所述外筒同心安裝的內(nèi)筒、設(shè)置在所述外筒表面的恒溫夾套、整流擋板、液體分布器和氣動(dòng)超聲探頭，所述的整流擋板可拆卸水平設(shè)置在所述內(nèi)筒與所述外筒之間的環(huán)隙上半部分，所述的液體分布器設(shè)置在所述內(nèi)筒的筒底，所述內(nèi)筒的正下方設(shè)有氣動(dòng)超聲探頭，所述外筒的筒壁上分別設(shè)有液相物料進(jìn)口和液相物料出口，所述外筒的頂部設(shè)有氣體出口，所述的液相物料進(jìn)口連通所述的液體分布器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述的液體分布器為水平環(huán)設(shè)于所述內(nèi)筒內(nèi)壁的環(huán)形管，所述環(huán)形管的管壁上均布有多個(gè)開口向上的噴射孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述的氣動(dòng)超聲探頭設(shè)在所述內(nèi)筒的正下方，與所述內(nèi)筒的底部留有一定距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述的整流擋板上均設(shè)有多個(gè)圓孔。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述的圓孔的直徑為0.5cm06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述外筒的底部設(shè)有基座用于保持超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述恒溫夾套的循環(huán)為主動(dòng)循環(huán)。
【文檔編號(hào)】C02F1/36GK205527857SQ201620117441
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月5日
【發(fā)明人】丁葉民, 馮俊生, 周健
【申請(qǐng)人】江蘇星晨環(huán)保集團(tuán)有限公司