[發明專利]一種適用于輕質催化劑的臭氧氧化反應裝置

有效

• 申請號: 202210249484.8
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114751503B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 巫先坤;陳洋;程峰;趙選英;楊峰;戴建軍;李愛民
• 申請（專利權）人: 江蘇南大華興環?？萍脊煞莨?/a>;鹽城師范學院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 邵林;徐蓓

本發明公開了一種適用于輕質催化劑的臭氧氧化反應裝置，包括殼體內自下而上設置的進料區、流化床反應區、穩流區和分離區，殼體和流化床反應區、穩流區之間還設置有回流區，流化床反應區內設置有若干流化床層，流化床層與流化床反應區的側壁的連接處設置有連通回流區的循環孔，進料區內設置有進料口和進氣裝置，穩流區內設置有出料口，分離區內設置有分離器，經分離器分離出的氣體通過殼體頂部的出氣口排出，經分離器分離出的液體和固體進入回流區。本發明有效的解決流化床催化劑利用率低和存在反應死角的難題，提高臭氧利用效率、降低催化劑使用量，最終達到提高除了效果，降低運行費用的目的。

技術領域

本發明屬于化學反應器技術領域，具體公開了一種適用于輕質催化劑的臭氧氧化反應裝置，可用于催化臭氧氧化廢水。

背景技術

臭氧在水處理方面具有處理效率高、氧化徹底且無二次污染等優點，在處理工業廢水中已得到了廣泛關注。單一臭氧氧化廢水，臭氧利用率低，處理效果有限，而催化臭氧氧化技術可顯著提高臭氧利用率及廢水處理效果，是一種高效綠色的污水處理技術，近年來臭氧催化氧化成為工業污水處理領域的研究熱點。非均相催化臭氧氧化技術中催化劑以固體形式存在，因此不存在催化劑的分離回收問題，具有很高的應用價值，非均相臭氧催化氧化過程為氣液固三相反應，其臭氧利用率及氧化效率受傳質影響較大，因此提高氣液固的傳質效率可有效提高非均相臭氧催氧化的氧化效率。

由于常規臭氧催化劑密度較廢水大，通常在水中呈現沉積或者半沉積狀態，此時催化劑僅分布于反應體系的一小部分。為了提高催化臭氧氧化效果，通常需要加大催化劑的投加量來確保催化劑與臭氧的充分接觸。催化劑量的增加不僅導致進水壓力的增加，同時催化劑擠壓更易造成催化劑的破損，這不僅增加了投資成本，同時也增加了運行成本。

為了有效解決催化劑過量使用的問題，更多學者將目光投向輕質催化劑，其密度與水相近，水力擾動下會懸浮于水中，能夠有效解決上述問題。專利CN111437818A(一種新型處理廢水的非均相臭氧催化劑及其制備方法)公布了一種低密度毫米級催化劑，其利用流體流動強化氣液固傳質，且制備方法簡單。專利CN111013507A(一種金屬摻雜的空心二氧化硅微球及其制備方法與應用)公布了一種骨架牢固且粒度均一的金屬摻雜的空心二氧化硅微球。可見輕質催化劑的研究已較為成熟，但使用傳統的催化臭氧氧化裝置，通常會出現催化劑利用率低、催化劑沉積水流死角導致催化臭氧氧化效果不能充分發揮。

因此，為解決常規催化臭氧氧化裝置使用輕質催化劑時的問題，提供一種適合于輕質催化劑的裝置成為了亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明目的在于有效的解決流化床催化劑利用率低和存在反應死角的難題，提高臭氧利用效率、降低催化劑使用量，最終達到提高反應效率、降低運行費用的目的。

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種適用于輕質催化劑的臭氧氧化反應裝置，包括：殼體內自下而上設置的進料區、流化床反應區、穩流區和分離區，所述殼體和所述流化床反應區、所述穩流區之間還設置有回流區，

所述流化床反應區內設置有若干流化床層，所述流化床層與所述流化床反應區的側壁的連接處設置有連通所述回流區的循環孔，

所述進料區內設置有進料口和進氣裝置，

所述穩流區內設置有出料口，

所述分離區內設置有分離器，經所述分離器分離出的氣體通過所述殼體頂部的出氣口排出，經所述分離器分離出的液體和固體進入所述回流區。