CN101805070B

CN101805070B - 电磁流体反应装置

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Publication number: CN101805070B
Application number: CN2009100781039A
Authority: CN
Inventors: 胡德錄; 张秋翔; 贾中华; 宋金成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: CN101805070A

Abstract

本发明公开了一种电磁流体反应装置，包括电磁发生器及置于电磁反应腔内的多级反应体，电磁发生器向电磁反应腔内发射电磁波产生电磁场、使得通过多级反应体的流体受到电磁场的作用；其中，多级反应体由一个以上并且首尾顺次连接的流化床体组成，首个流化床体上设有进料口、相应的末个流化床体上设有出料口，流化床体之间通过药剂口连接，每个流化床体的内部均载有固态流化介质。本发明能够在常规条件下促进流体氧化、还原、分解反应，具体是在流体中连续加入电磁能，并通过固态流化介质至使流体物质分子连续产生局部、瞬间高温、高压，经流化床体促进流体的氧化、还原、分解反应，达到降低成本提高效率的目的，在环境保护领域具有广阔的市场前景。

Description

电磁流体反应装置

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种电磁流体反应装置，可广泛应用于石油、化工清洁流体生产以及石化、冶金、造纸、印染等工业废水处理，同时也可应用于市政污水、锅炉用水、景观用水等水处理工艺。

背景技术

目前的流体处理设备的都是基于物理、化学和生物方式的处理设备，通常利用传统的物理、化学和生物技术进行氧化、还原、分解反应，但是由于流体中会溶解有机、无机物质，所以现有的设备处理效果不佳。

而当前开发的超临界氧化和高温湿法氧化技术，由实验室试验数据表明，该项技术能处理许多流体中的物质，但要求反应温度和压力太高，具体要求反应温度在300℃以上、反应压力超过20MPa，由于受当前生产技术的限制，难于在生产实践中使用。

故，急需研制出一种在能够在常规条件下促进流体氧化、还原、分解反应的装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种电磁流体反应装置，能够在常规条件下促进流体氧化、还原、分解反应，具体是在流体中连续加入电磁能，并通过固态流化介质至使流体物质分子连续产生局部、瞬间高温、高压进而促进流体的氧化、还原、分解反应。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种电磁流体反应装置，包括电磁发生器及置于电磁反应腔内的多级反应体，电磁发生器向电磁反应腔内发射电磁波产生电磁场、使得通过多级反应体的流体受到电磁场的作用；其中，多级反应体由一个以上并且首尾顺次连接的流化床体组成，首个流化床体上设有进料口、相应的末个流化床体上设有出料口，流化床体之间通过药剂口连接，每个流化床体的内部均载有固态流化介质。

为了使药剂的达到均质、均量、均势的添加目的，所述多级反应体的底端设有均布器。

为了使流体反应后达到气液分离目的，所述多级反应体的上端设有二相分离器。

为了将流体经电磁反应后产生的气体及液体充分分离，所述多级反应体中的末个流化床体的顶端设有出气口。

为了更好的调整进入流化床体时的药量及压力，所述多级反应体上还设有加压泵。

本发明所述的电磁流体反应装置是由固态流化介质及成熟的电磁发生器及流化床体等技术融为一体的综合流体处理装置。其工作原理是，在流体中投加需要的药剂后，进入载有固态流化介质并置于电磁反应腔体内的多级反应体中的各级流化床体，在流化床体中的局部瞬间高温、高压条件下发生直接的、强烈的氧化、还原、分解反应条件，且电磁场对流体分子的作用使其化学键发生震荡或转动，从而导致这些化学键的减弱，降低了反应活化能，改变了反应动力，达到常温下将流体中物质氧化、还原、分解反应的目的。因此本发明可广泛应用于石油、化工清洁流体生产以及石化、冶金、造纸、印染等工业废水处理，同时也可应用于市政污水、锅炉用水、景观用水等水处理工艺，在清洁生产、节能减排、环境保护等领域具有广阔的市场前景。

本发明的有益效果可概括为以下四个方面：

1、采用传统的的物理、化学和生物技术，通常很难将溶解有机、无机物质的流体进行充分的氧化、还原、分解反应。而本发明所述的电磁流体反应装置是利用电磁场的作用，使固态流化介质产生局部、瞬间的高温、高压；使流体所含的有机、无机化学物质和加入的药剂发生剧烈的氧化、还原、分解反应，使流体得以反应、净化，以推进流体处理工艺技术的发展。

2、相比现有技术，本发明可使氧化、还原、分解反应速度提高为常温条件下的数十倍，甚至于上千倍。由于不同物质吸收电磁能的能力是不同的，因此在电磁场中，有些高损耗物质能够强力吸收电磁能量并迅速产生局部、瞬间高温(通常称为电磁波吸收材料)，因此一旦流体中的物质和药剂在其表面同时存在时就能发生化学氧化、还原、分解反应，而使流体中的物质氧化、还原、分解反应；并且在电磁场的作用下，虽然不可能使物质的化学键断裂，但是由于电磁场的作用可以使其化学键发生剧烈的震荡或转动，导致这些化学键的减弱，从而降低氧化、还原、分解反应的活化能，改变了氧化、还原、分解反应动力，使氧化、还原、分解反应速度提高为常温条件下的数十倍，甚至于上千倍。

3、本发明所述的固体流化介质可保证流体中的物质氧化、还原、分解反应效果。对于不同流体中的物质，必须根据流体中物质的具体情况和种类来选择选择不同的固体流化介质，以保证流体中的物质氧化、还原、分解反应效果。

4、由于本发明中的药剂自身具有氧化、还原、分解反应的作用，是在常温、常压条件下所产生的，提高环境压力、温度必然增加药剂氧化、还原、分解反应动能，使药剂充分释放应有的能量，达到节能减耗的目的，并在节约药剂使用量的同时，使部分常规环境、条件下不能发生氧化、还原、分解反应的药剂在电磁流体反应装置的环境条件下成为可能。

因此，本发明是基于有别于现有物理、化学和生物方式的原理而研制出的流体处理设备，是一种能够在常规条件下促进流体氧化、还原、分解反应的装置，它能够在流体中连续加入电磁能，并通过固态流化介质至使流体物质分子连续产生局部、瞬间高温、高压，通过多级反应器即流化床体促进流体的氧化、还原、分解反应，达到降低成本提高效率的目的，故在清洁生产、节能减排、环境保护等领域具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明所述的电磁流体反应装置的整体结构示意图。

图中：1电磁发生器、2进料口、3流化床体、4药剂口、5均布器、6出料口、7固态流化介质、8电磁导管、9二相分离器、10出气口、11加压泵、12电磁反应腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1所示的电磁流体反应装置，包括电磁发生器1及置于电磁反应腔12内的多级反应体。电磁发生器1通过电磁导管8向电磁反应腔12内发射电磁波产生电磁场，使得通过多级反应体的流体受到电磁场的作用。其中，多级反应体是由一个以上并且首尾顺次连接的流化床体3组成的(首尾方向是按照流体流动方向确定的，首流体进入的位置，尾流体流出的位置)。本例中的多级反应体是采用了两个流化床体3，其中首个流化床体3上设有进料口2，相应的末个流化床体3上设有出料口6，两流化床体3之间通过药剂口4连接。每个流化床体3的内部均载有固态流化介质7。所述多级反应体的底端设有均布器5，达到了药剂的均质、均量、均势的添加的目的。所述多级反应体的上端设有二相分离器9，达到了流体反应后气体、液体分离的目的。所述多级反应体中的末个流化床体3的顶端设有出气口10，可将流体经电磁反应后产生的尾部气体排出。所述多级反应体的药剂回路中间设有加压泵11，更好的调整进入流化床体3时的药量及压力。

作为一种最简单的实施例，所述的多级反应体是由一个流化床体组成，流化床体的顶部设有进料口、药剂口及均布器、其底部设有出料口、二项分离器及出气口，流化床体的进料口及出料口之间还设有加压泵。

所述的固态流化介质按处理介质不同而不同，通常由过渡元素、贵金属、稀土、非金属物质按所需比例混合烧结而成。

固态流化介质中需镍、铁、锰、铬等过渡元素的比例为总量的1～30％；其中每一种元素的比例在0～30％；固态流化介质亦需用高岭土、硅藻土、沸石、瓷土及碳等非金属物质，其比例为总量的1～30％，其中每一种物质的比例在0～30％范围，特殊情况下仅碳的比例占5～90％以上。

固态流化介质中需加入少量稀土或贵金属元素，稀土元素选用未经分离的稀土，其比例为0.1～15％；有时需加入微量的铂等贵金属，其含量不超过1％。

下面以重油加工、化工乙醚催化及印染废水处理中加入固态流化介质举例说明，固态流化介质的应用：

A、重油加工：固态流化介质，其成分比例为：镍24％、高岭土20％、碳30％、稀土15％、铂1％、瓷土10％，经电磁能量转化，使重油的分子重新排列、从无序到有序，促进重油的燃烧效率。

B、化工乙醚催化：固态流化介质，其成分比例为：锰15％、铬10％、铁10％、高岭土15％、硅藻土15％、碳10％、稀土15％、瓷土10％，经电磁能量转化，调整化工流体物结构，促进化工流体物的催化反应。

C、印染废水处理：锰15％、、铁10％、高岭土15％、沸石15％、碳25％、稀土10％、瓷土10％，经电磁能量转化，促进氧化剂氧化能、降低污染物氧化电势，使之充分氧化反应。

在流体中投加需要的药剂后进入载有固态流化介质并置于电磁场中的流化床体，在流化床体中的局部瞬间高温、高压条件下发生直接的、强烈的氧化、还原、分解反应，达到流体中物质(或污染物)氧化、还原、分解反应(或去除)的目的。

综上所述，本发明所述的电磁流体反应装置的基本设计原理可概括为以下五个方面：

1.电磁流体反应装置是由固态流化介质及成熟的电磁发生器、电磁场、流化床体等技术融为一体的综合流体处理设备；是在流体中加入所需要及药剂，经流化床体、固态流化介质、电磁场共同作用的流体处理设备；是在电磁场中的、流化床体内的、固态流化介质局部的，发生瞬间高温高压条件下的、间接或直接的、强烈且连续的反应，达到常规设备条件下不能实现的一种全新型的流体处理设备。

2.电磁流体反应装置利用电磁场的作用，使固态流化介质产生局部、瞬间的高温、高压；使流体所含的有机、无机化学物质和加入的药剂发生剧烈的氧化、还原、分解反应。

3.电磁流体反应装置中的电磁场作用，可以使其化学键发生剧烈的震荡或转动，导致这些化学键的减弱，从而降低反应的活化能，改变了反应动力，使反应速度提高为常温条件下的几倍，甚至于上千倍。

4.电磁流体反应装置的应用中，对于不同流体中的物质，选择不同的药剂；以保证流体中的物质的反应效果。

5.电磁流体反应装置使部分常规环境、条件下不能发生反应的药剂在电磁流体反应装置的有效工作条件下成为可能。

本发明所述的电磁流体反应器：是由固态流化介质、电磁发生器、电磁场、流化床体等技术融为一体的装置，具体是在流体中加入所需药剂，经流化床体、固态流化介质、电磁场共同作用的一种全新型流体处理设备。它克服了由于流体中含有机、无机物质很难在常规条件下得以反应的问题，本发明所述的电磁流体反应器是在非外界高温、高压条件下，以电磁场和固态流化介质相结合，通过电磁场对固态流化介质的作用，在其表面产生局部、瞬间的高温、高压反应条件，且电磁场对流体分子的作用使其化学键发生震荡或转动，从而导致这些化学键的减弱，降低了反应活化能，改变了反应动力，使在常温条件下不可能反应的成为可能，它以全新的流体反应理念可推动流体处理工艺的发展；在流体处理领域有很大的应用空间。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种电磁流体反应装置，其特征在于：包括电磁发生器及置于电磁反应腔内的多级反应体，电磁发生器向电磁反应腔内发射电磁波产生电磁场、使得通过多级反应体的流体受到电磁场的作用；其中，多级反应体由一个以上并且首尾顺次连接的流化床体组成，首个流化床体上设有进料口、相应的末个流化床体上设有出料口，流化床体之间通过药剂口连接，每个流化床体的内部均载有固态流化介质；

其中，所述的固态流化介质可保证流体中的物质氧化、还原、分解反应效果，所述的固态流化介质按处理介质不同而不同，通常由过渡元素、贵金属、稀土、非金属物质按所需比例混合烧结而成；

重油加工时：固态流化介质的成分比例为：镍24％、高岭土20％、碳30％、稀土15％、铂1％、瓷土10％；

化工乙醚催化时：固态流化介质的成分比例为：锰15％、铬10％、铁10％、高岭土15％、硅藻土15％、碳10％、稀土15％、瓷土10％；

印染废水处理时：固态流化介质的成分比例为：锰15％、铁10％、高岭土15％、沸石15％、碳25％、稀土10％、瓷土10％。

2.根据权利要求1所述的电磁流体反应装置，其特征在于：所述多级反应体的底端设有均布器，上端设有二相分离器。

3.根据权利要求1所述的电磁流体反应装置，其特征在于：所述多级反应体中的末个流化床体的顶端设有出气口。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的电磁流体反应装置，其特征在于：所述多级反应体上还设有加压泵。