[發明專利]一種光催化反應裝置

有效

• 申請號: 201611011641.2
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108067166B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李建濤;司徒偉;梁耀彰;李芳;李寶忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J8/20
• 分類號: B01J8/20;C02F1/32;C02F1/72;C02F101/30
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光催化反應裝置，包括反應釜，該反應釜包括釜體、釜蓋、氣體流速可控的氣泵、止回閥、用于產生微氣泡的微氣泡發生器、多個第一管道、以及固定于釜蓋上的攪拌器和多個紫外燈，釜蓋與釜體圍合成容納腔；攪拌器和紫外燈豎穿釜蓋并伸入容納腔；各紫外燈均具有可發射波長小于200nm的真空紫外線和波長大于200nm的紫外線的紫外光源以及可透過所述真空紫外線和紫外線的燈套，各紫外燈的燈套頂端與外界環境連通；每個紫外燈中均設有第一管道，第一管道的另一端與設于容納腔外的氣泵的進氣口連通；微氣泡發生器設于容納腔底部，氣泵的出氣口與微氣泡發生器連通。本發明可以集真空紫外光氧化技術、紫外光氧化技術和臭氧氧化技術為一體。

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種光催化反應裝置。

背景技術

近年來，光催化氧化技術作為一種高級氧化技術日益受到國內外學者的關注。幾乎所有有機物在光催化作用下可以完全礦化為二氧化碳，水等簡單地無機物。光催化氧化劑中尤其以金屬氧化物半導體二氧化鈦最為典型。目前國內外報道的利用氧化鈦催化氧化有機污染物技術中，主要利用分散相的氧化鈦和固定相的氧化鈦。利用半導體光催化劑進行有機物氧化的光催化氧化對毒性大、難生物降解的直鏈烷烴、鹵代芳香烴，如染料、農藥、油類等物質具有和好的氧化分解作用，能處理多種有機污染物。此外，又由于光催化反映具有反應條件溫和、設備簡單、二次污染小、易于操作控制、對低濃度污染物具有很好的去除效果等優點，因此，半導體光催化反應技術已經成為污染物控制化學研究的一個熱點，是目前光化學方法用于污染控制的諸多研究中最活躍的領域。

目前，對光催化氧化技術的研究在光催化劑上已經取得諸多進展，對于水處理的光催化反應器的研究也越來越多。根據催化劑的形態，光催化反應器可分為兩大類，即懸浮型光催化反應器和負載型光催化反應器。懸浮型光催化反應器一般使用微米或納米催化劑顆粒，其比表面積大，可用于光催化的活性位點多，因而具有較高的光催化效率；光源通常設在含有催化劑和待處理水的懸濁液中，光穿透性差，衰減快，導致光的利用率不高；懸浮的粉末催化劑難于分離回收。負載型光催化反應器主要解決了催化劑分離回收的問題，但是由于光催化劑的一部分活性位點用于與載體結合，導致負載型光催化劑可利用的活性位點數大大降低，導致催化活性降低，污染物想催化劑表面的傳質效率變慢，光利用率下降。

公開號為CN 100427414 C的專利文獻公開了一種磁分離耦合的氣升式懸浮光催化水處理方法及其裝置，上述裝置沒有利用在石英燈套內由紫外燈產生的臭氧，減少礦化的能源效率。而且上述裝置單純使用氣升和導流筒產生的水流防止光催化劑沉淀，而裝置底部有方形死角，存在催化劑沉淀的可能性，減少催化劑利用程度。另外，上述裝置設有一漏斗型磁分離裝置，并在漏斗錐部下方加一環形磁鐵，此磁分離裝置結構簡單，對難分離的微米或亞微米催化劑或吸附劑顆粒的分離效果不顯著，而且難以從體系回收催化劑。

公開號為CN 201962095 U的專利文獻公開了一種可磁分離光催化污水處理裝置，該裝置單純使用鼓風產生的水流以防止光催化劑沉淀，而且裝置底部存在沒有氣流通過的部分，存在催化劑沉淀的可能性，減少催化劑利用程度。此外，圓柱形磁分離裝置設在圓柱形光反應器下方，此磁分離裝置依賴重力沉降，使分離速率受限，而且難以從體系回收催化劑。

公開號為CN 204661484 U的專利文獻公開了一種具有磁分離功能的曝氣式催化反應裝置，該裝置單純使用曝氣以防止光催化劑沉淀，而且該裝置的底部存在沒有氣流通過的部分，因此存在催化劑沉淀的可能性，會減少催化劑利用程度。此外，公開的磁場發生裝置直接置于反應池下方，而反應池本身就是磁分離裝置，此設計須要大面積安裝磁鐵，而且難以從體系回收催化劑，因為此設計不能令催化劑集中。

上述專利公開的光催化裝置內皆不設攪拌器，單純依靠氣流攪動廢水，因此不可能產生足夠的剪切力，不能有效防止光催化劑在廢水中結團。