[發明專利]羥基自由基的制備裝置及其制備方法、羥基自由基溶液

有效

• 申請號: 202110183946.6
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112960760B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 宋金成;虞彤;烏力更
• 申請（專利權）人: 北京啟元匯通水務科技股份有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發明提供了一種羥基自由基的制備裝置及其制備方法、羥基自由基溶液。該裝置包括加壓反應單元和常壓反應單元，其中加壓反應單元具有臭氧進口、第一雙氧水進口和反應溶氣液出口，加壓反應單元用于使臭氧和雙氧水在加壓狀態下進行一次反應；常壓反應單元包括反應殼體和設置在反應殼體內部的釋放部，反應溶氣液出口通過第一輸送管道與常壓反應單元相連，且第一輸送管道穿過反應殼體與釋放部相連，釋放部設置有多個釋放孔；常壓反應單元用于使反應溶氣液進一步與雙氧水在常壓下進行二次反應以得到羥基自由基溶液。運用本發明中的裝置，通過加壓單元及常壓單元的協同作用可以更有效地制備出濃度更高的羥基自由基溶液。

技術領域

本發明涉及化工領域，具體而言，涉及一種羥基自由基的制備裝置及其制備方法、羥基自由基溶液。

背景技術

羥基自由基是公認的具有強氧化性的物質，氧化電位為2.85eV，僅次于氟(F₂)的2.87eV，遠高于過氧化氫(H₂O₂)1.78eV和臭氧(O₃)的2.07eV。羥基自由基的強氧化性質促使其可應用于工業生產諸多領域，特別是污水處理領域。據統計，2017年全國廢水排放總量777.4億噸，其中工業廢水排放量182.9億噸，占廢水排放總量的23.52％。工業廢水中存在大量難處理工業廢水，如石油化工、煤焦化工、印染、電鍍及制藥等工業廢水，這些廢水對環境危害巨大，屬于典型的難處理工業廢水。目前通常采用生物法、芬頓法、臭氧氧化法、電化學法、膜系統等處理上述難處理工業污水，往往效果有限，遠無法達到日趨嚴格的環保標準要求，因此亟需既高效又經濟的廢水處理新方法，以實現高效處理達標的目的。羥基自由基(·OH)可與大多數有機污染物發生快速的鏈式反應，無選擇性的把有害物質氧化成CO₂、水，自身反應生成水(H₂O)和氧氣(O₂)，不帶入其它物質，不產生二次污染。

然而，目前羥基自由基的制取方法比如芬頓法、電解氧化法、半導體電催化法和半導體電催化法等，這些方或制取步驟繁瑣、或制取效率較低，都不適用于工業化產業化應用，且所得羥基自由基的濃度較低，無法滿足難處理工業污水等較為苛刻的應用環境。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種羥基自由基的制備裝置及其制備方法、羥基自由基溶液，以解決現有技術中羥基自由基的制備或制取步驟繁瑣、或制取效率較低，且所得羥基自由基的濃度較低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種羥基自由基的制備裝置。該裝置包括：加壓反應單元，具有臭氧進口、第一雙氧水進口和反應溶氣液出口，加壓反應單元用于使臭氧和雙氧水在加壓狀態下進行一次反應；以及常壓反應單元，包括反應殼體和設置在反應殼體內部的釋放部，反應溶氣液出口通過第一輸送管道與常壓反應單元相連，且第一輸送管道穿過反應殼體與釋放部相連，釋放部設置有多個釋放孔；常壓反應單元用于使反應溶氣液進一步與雙氧水在常壓下進行二次反應以得到羥基自由基溶液。

進一步地，釋放孔孔徑為0.01～50mm。

進一步地，釋放部設置在反應殼體的底部。

進一步地，釋放部包括主管和與主管相連的多個支管，主管與第一輸送管道相連，且釋放孔設置在支管上；或者，釋放部包括一個或多個盤管，且盤管與第一輸送管道相連，且釋放孔設置在盤管上；或者，釋放部為平板型結構，且平板型結構具有中空腔體，中空腔體與第一輸送管道相連，且釋放孔設置在平板型結構的表面。

進一步地，加壓反應單元包括：溶氣罐，具有臭氧進口、雙氧水進口和反應溶氣液出口；以及第一壓力控制部，與溶氣罐相連且用于調節其內部的壓力。

進一步地，制備裝置還包括：臭氧供應單元，具有臭氧出口，臭氧出口通過第二輸送管道與加壓反應單元的臭氧進口相連；雙氧水供應單元，具有雙氧水出口，雙氧水出口通過第三輸送管道與加壓反應單元的第一雙氧水進口相連。