CN107655004A - 一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,包括:隔室式混合器,混合比监控仪,二次回风控制器,双层流动微燃烧室,二次助燃喷头,空气调节包,导管,自动化操控中心,空气泡沫产生器和导气管;另外还提供了所述气体净化吸附球的制备方法以及原料组成;本发明螺旋式微燃烧器具有结构紧凑,使用方便,处理净化含有四氯化碳的污染液具有效率高,处理四氯化碳效果明显。

Description

一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器
技术领域
本发明属于化学工程设备领域,具体涉及一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器。
背景技术
四氯化碳(CCl4)是一种人工合成的低沸点有机氯代烃(比重1.591g/cm3,沸点77℃),微溶于水。国外研究表明:四氯化碳属于典型的肝脏毒物,高浓度时,首先是影响中枢神经系统,随后影响肝、肾。它在环境中具有持久性、长期残留性和生物蓄积性,因此自1979年被美国EPA列入了“含四氯化碳地下水中优先控制的污染物”,也被我国列入了68种“水中优先控制的污染物”名单。
上个世纪七十年代由于大量制造和使用农药,造成了一些地区地下水被四氯化碳污染,如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染(在含水层中它多以非水相(NAPL)存在)。
美国前Fortord Army军事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCl4超标,2000年8月测得CCl4浓度达15μg/L。美国Livermore地区的地下水监测发现有毒有害垃圾的堆放导致CCl4污染物的产生,有毒物质渗滤液中CCl4的浓度高达500μg/L。2000年4月,Hafner & Sons垃圾填埋场附近的MW-10井中地下水CCl4浓度达6.3μg/L。
在国内,山东小清河沿岸的浅层地下水曾经遭受CCl4的污染,最高浓度达380μg/L,污染面积达80km2。小清河鸭旺口、西闸两测点浅层地下水CCl4含量为16.0-380.0μg/L。1997年,检测出上海市闸北区自来水中CCl4含量为1.17μg/L,北京市西城区和宣武区则分别为0.24和0.32μg/L。2000年对我国某地区浅层地下水开展四氯化碳含量监测,发现南郊水源地内有3眼水井受到了污染,2001年5月份,已有53眼岩溶地下水水井受到了污染,面积达17.5km2,水中四氯化碳最高浓度达3909.2μg/L,超过国家饮用水标准1954.6倍,严重威胁着供水地区20余万人的身体健康。
目前,螺旋式微燃烧器,处理效率低,螺旋式微燃烧器生产成本高,且运行故障频发,使得现有的处理工艺、处理方法具有危险性,同时现有设备控制程序复杂、占地面积大等缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,包括:隔室式混合器、混合比监控仪、二次回风控制器、双层流动微燃烧室、二次助燃喷头、空气调节包、导管、自动化操控中心、空气泡沫产生器和导气管;
所述隔室式混合器一端为进气口,另一端通过导管与双层流动微燃烧室相连;从隔室式混合器至双层流动微燃烧室中的导管上依次设有二次回风控制器和混合比监控仪;所述双层流动微燃烧室端面与导管相交处设有空气泡沫产生器;所述双层流动微燃烧室侧壁上设有多个交错排列的二次助燃喷头,且二次助燃喷头与双层流动微燃烧室贯通;所述空气调节包位于所述隔室式混合器下部,所述空气调节包通过导气管与双层流动微燃烧室贯通;所述空气调节包设有带有阀门的进气孔;
所述隔室式混合器包括:混合气管路、环型荧光发射器、气体净化吸附球和溢流板;
所述隔室式混合器的进气口端由外到内依次设有气体净化吸附球和溢流板;所述溢流板通过混合气管路与环型荧光发射器相连;所述气体净化吸附球为多孔球状结构,直径为2~3mm,数量为100~200个;所述溢流板为铁纳米微晶体材料制成的网状结构,且网状边沿设有锯齿状引流牙;
所述双层流动微燃烧室包括:二次引风道,耐温变径肘管,燃气进管,CDI点火器,铁镍触媒板,导电膜基板和四氯化碳雾化喷头;
所述燃气进管位于双层流动微燃烧室内部,呈螺旋形盘管结构且管壁上设有多个通孔,其一端与导管连通,另一端与一个二次助燃喷头连通;所述二次引风道位于螺旋形盘管结构的燃气进管内部,且其一端与二次回风控制器连通,另一端与耐温变径肘管连通;所述耐温变径肘管呈H型,且其管壁上设有多个半圆形凸起物;所述CDI点火器位于双层流动微燃烧室上部的内壁上,且CDI点火器与自动化操控中心电性相连;所述双层流动微燃烧室的内壁上交错设有铁镍触媒板和导电膜基板;所述铁镍触媒板为由直径3mm的铁镍复合金属制成的扁平多层丝网板结构,且丝网孔径40mm,丝网层数20~40层;所述导电膜基板由铁锰合金制成的两块极板组成,其中一块与自动化操控中心上的正电极连通,另一块与自动化操控中心上的负电极连通;所述双层流动微燃烧室内部底端安装有四氯化碳雾化喷头。
所述二次助燃喷头包括:微燃通道,高压电源线管,脉冲点火器,火焰喷嘴,温度传感器,混合室,可燃气体输送管和空气输送管;
位于上部的微燃通道管状结构、上下贯通,其一端与双层流动微燃烧室连通,微燃通道将双层流动微燃烧室产生的微燃烧火焰和能量通过火焰喷嘴排出;所述高压电源线管位于二次助燃喷头中轴线一侧,其内部设有正极高压电源线,正极高压电源线与下部的脉冲点火器连接,脉冲点火器位于混合室内部,脉冲点火器产生高压火花,促使混合室内的混合气体燃烧;所述空气输送管位于二次助燃喷头中轴线上,其一端与导气管连通,另一端与混合室连通;可燃气体输送管位于空气输送管的外围,二者套管结构、互不连通,可燃气体输送管与下部的混合室连通;所述温度传感器位于混合室下部,其通过导线与自动化操控中心连接。
所述气体净化吸附球,由以下组分按重量份数配比组成:
臭氧超纯水260.969~485.146份;椰油脂肪酸二乙醇胺酯52.325~94.947份;磺基琥珀酸双酯钠盐55.964~164.630份;N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺51.356~68.803份;3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠54.473~111.842份;甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)57.626~118.290份;镉纳米微粒59.463~114.834份;2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸52.960~94.993份;2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺54.700~94.983份;1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂54.197~77.609份;N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺43.671~79.274份;氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷42.803~85.543份;3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯51.825~96.271份;二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐61.171~105.774份;质量浓度为51.172ppm~318.605ppm的十二烷基硫酸盐84.313~138.427份。
所述气体净化吸附球的制备方法,按重量份数计,包括如下步骤:
第1步:在搅拌釜反应罐中,加入臭氧超纯水和椰油脂肪酸二乙醇胺酯,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为53rpm~99rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至68.6℃~69.1℃,加入磺基琥珀酸双酯钠盐搅拌均匀,进行卤代脱羧化反应45.4~56.2分钟,加入N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺,通入流量为44.508m3/min~85.991m3/min的氟气0.53~0.11小时;之后在搅拌釜反应罐中加入3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠,再次启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至85.6℃~118.1℃,保温45.5~56.5分钟,加入甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶),调整搅拌釜反应罐中溶液的pH值为4.8~8.9,保温45.5~285.5分钟;
第2步:另取镉纳米微粒,将镉纳米微粒在功率为5.85312KW~11.29514KW下超声波处理0.51~0.11小时,粉碎研磨,并通过440~540目筛网;将镉纳米微粒加入到另一个搅拌釜反应罐中,加入质量浓度为55.1ppm~285.3ppm的2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸分散镉纳米微粒,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使溶液温度在4.85×10℃~8.91×10℃之间,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,并以4.86×102rpm~8.93×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8~8.9之间,保温搅拌5.8×10-1~11.2×10-1小时;之后停止反应静置5.8×10~11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺,调整pH值在1.5~2.9之间,形成沉淀物用臭氧化超纯水洗脱,通过离心机在转速4.45×103rpm~5.26×103rpm下得到固形物,在2.334×102℃~3.317×102℃温度下干燥,研磨后过3.45×103~5.26×103目筛,备用;
第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和第2步处理后镉纳米微粒,混合均匀后采用一维α射线小角度顶射辐照,一维α射线小角度顶射辐照的能量为42.624MeV~70.584MeV、剂量为90.255kGy~130.452kGy、照射时间为54.6~79.6分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物置于另一搅拌釜反应罐中,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定温度53.4℃~99.9℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,转速为45rpm~440rpm,pH调整到4.8~8.9之间,脱水54.3~68.4分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物,加至质量浓度为55.1ppm~285.3ppm的N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺中,并流加至第1步的搅拌釜反应罐中,流加速度为190.344mL/min~918.790mL/min;启动搅拌釜反应罐搅拌机,设定转速为59rpm~99rpm;搅拌4.8~8.9分钟;再加入氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,升温至89.8℃~126.3℃,pH调整到4.8~8.9之间,通入氟气通气量为44.867m3/min~85.242m3/min,保温静置79.2~109.4分钟;再次启动搅拌釜反应罐搅拌机,转速为54rpm~99rpm,加入3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯,使其反应液的烃醛/亲胺酯比阈值为5.8~11.2,并使得pH调整到4.8~8.9之间,保温静置78.6~118.1分钟;
第5步:启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为51rpm~118rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为1.144×102℃~2.846×102℃,加入二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐,卤代脱羧化反应45.4~56.9分钟;之后加入十二烷基硫酸盐,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为129.1℃~185.8℃,pH调整至4.8~8.9之间,压力为0.518MPa~0.522MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0MPa,出料入模具,即得到气体净化吸附球;所述镉纳米微粒的粒径为59.1μm~69.9μm。
附图说明
图1是本发明中所述的一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器示意图。
图2是本发明中所述的隔室式混合器(1)示意图。
图3是本发明中所述的双层流动微燃烧室(4)示意图。
图4是本发明中所述的二次引风道(4-1)、耐温变径肘管(4-2)示意图。
图5是本发明中所述的二次助燃喷头(5)剖面图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换,均属于本发明的范围。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
如图1、2、3和4所示,一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,包括:隔室式混合器1、混合比监控仪2、二次回风控制器3、双层流动微燃烧室4、二次助燃喷头5、空气调节包6、导管7、自动化操控中心8、空气泡沫产生器9和导气管10;
所述隔室式混合器1包括:混合气管路1-1、环型荧光发射器1-2、气体净化吸附球1-3和溢流板1-4;
如图2所示,混合可燃气体甲烷、乙炔、一氧化碳、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯的任意组合,从所述隔室式混合器1的进气口端进入,经过气体净化吸附球1-3对可燃气体进行净化处理,以及溢流板1-4对可燃气体进行引导和分配后,进入混合气管路1-1,汇聚于环型荧光发射器1-2内对可燃气体进行荧光处理;所述气体净化吸附球1-3为多孔球状结构,直径为2~3mm,数量为100~200个;所述溢流板1-4为铁纳米微晶体材料制成的网状结构,且网状边沿设有锯齿状引流牙;
如图1所示,混合可燃气体在进行上述处理后,进入导管7依次通过二次回风控制器3和混合比监控仪2;混合比监控仪2用于检测、控制可燃气体与氧气的混合浓度,混合比监控仪2为现有技术MOT801-2型,混合气体检测仪,深圳市科尔诺电子科技有限公司生产;所述二次回风控制器3将新鲜风引入导管7,同时,二次回风控制器3将燃烧后的热气体回流至隔室式混合器1中,并促使隔室式混合器1炉膛内温度迅速升高。
如图1所示,混合可燃气体与氧气配比完成后,通过导管7进入双层流动微燃烧室4;所述双层流动微燃烧室4端面与导管7相交处设有空气泡沫产生器9;所述空气泡沫产生器9内部设有进气管和进水管,进水管端部设有产生水泡的喷头,进气管与喷头尾端连通,产生大量含有气体的水泡,空气泡沫产生器9用于应急熄火;所述双层流动微燃烧室4侧壁上设有多个交错排列的二次助燃喷头5,且二次助燃喷头5与双层流动微燃烧室4贯通;所述空气调节包6位于所述隔室式混合器1下部,所述空气调节包6通过导气管10与双层流动微燃烧室4贯通;所述空气调节包6设有带有阀门的进气孔;
如图3和4所示,所述双层流动微燃烧室4包括:二次引风道4-1,耐温变径肘管4-2,燃气进管4-3,CDI点火器4-4,铁镍触媒板4-5,导电膜基板4-6和四氯化碳雾化喷头4-7;
导管7与所述双层流动微燃烧室4中的燃气进管4-3相连,所述燃气进管4-3位于双层流动微燃烧室4内部,呈螺旋形盘管结构且管壁上设有多个通孔,其一端与导管7连通,另一端与一个二次助燃喷头5连通;所述二次引风道4-1位于螺旋形盘管结构的燃气进管4-3内部,且其一端与二次回风控制器3连通,另一端与耐温变径肘管4-2连通;所述耐温变径肘管4-2呈H型,且其管壁上设有多个半圆形凸起物;
混合可燃气体通过燃气进管4-3管壁上的通孔被释放,二次回风控制器3将新鲜空气送入二次引风道4-1,使其能与混合可燃气体进一步混合保证可以达到完全燃烧;
如图5所示,为防止可燃气体未燃烧充分,本申请设有二次助燃喷头5,微燃通道5-1为上下贯通的管状结构,微燃通道5-1一端与双层流动微燃烧室4连通,微燃通道5-1将双层流动微燃烧室4产生的微燃烧火焰和能量通过火焰喷嘴5-4排出;当双层流动微燃烧室4未燃烧或可燃性气体没有充分燃烧,二次助燃喷头5设有独立的可燃气体输送管5-7和空气输送管5-8,二者分别将可燃气体和空气输送给混合室5-6并按比例混合;位于混合室5-6内部的脉冲点火器5-3,产生高压脉冲火花,促使混合气体燃烧,并在火焰喷嘴5-4处带动从双层流动微燃烧室4流出的未燃烧或未充分燃烧的气体燃烧。与此同时,温度传感器5-5实时监控着二次助燃喷头5工作状况,并反馈给自动化操控中心8。
所述CDI点火器4-4位于双层流动微燃烧室4上部的内壁上,且CDI点火器4-4与自动化操控中心8电性相连;所述双层流动微燃烧室4的内壁上交错设有铁镍触媒板4-5和导电膜基板4-6;所述铁镍触媒板4-5为由直径3mm的铁镍复合金属制成的扁平多层丝网板结构,且丝网孔径40mm,丝网层数20~40层;所述导电膜基板4-6由铁锰合金制成的两块极板组成,其中一块与自动化操控中心8上的正电极连通,另一块与自动化操控中心8上的负电极连通;
通过自动化操控中心8控制CDI点火器4-4产生初燃火花,同时用于熄火后的复燃;所述CDI点火器4-4为现有技术CATNO.015113728-018型,CDI数字点火器,中山市威铂朗电器有限公司生产;所述铁镍触媒板4-5用于四氯化碳的催化分解;所述导电膜基板4-6实现对四氯化碳的电离分解。
如图4所示,所述双层流动微燃烧室4内部底端安装有四氯化碳雾化喷头4-7。将含有四氯化碳的污染水源以雾状形式喷入双层流动微燃烧室4腔体中,含有四氯化碳的污染水源,在经过铁镍触媒板4-5的催化分解,导电膜基板4-6的电离分解,以及混合可燃气体的燃烧下,使得四氯化碳在双层流动微燃烧室4中充分燃烧,处理后产生的水从双层流动微燃烧室4底部排出,即可得到净化处理后的水。
实施例1
按照以下步骤制备本发明所述气体净化吸附球1-3,并按重量份数计:
第1步:在搅拌釜反应罐中,加入臭氧化超纯水260.969份和椰油脂肪酸二乙醇胺酯52.325份,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为53rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至68.6℃,加入磺基琥珀酸双酯钠盐55.964份搅拌均匀,进行卤代脱羧化反应45.4分钟,加入N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺51.356份,通入流量为44.508m3/min的氟气0.53小时;之后在搅拌釜反应罐中加入3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠54.473份,再次启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至85.6℃,保温45.5分钟,加入甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)57.626份,调整搅拌釜反应罐中溶液的pH值为4.8,保温45.5分钟;
第2步:另取镉纳米微粒59.463份,将镉纳米微粒在功率为5.85312KW下超声波处理0.51小时,粉碎研磨,并通过440目筛网;将镉纳米微粒加入到另一个搅拌釜反应罐中,加入质量浓度为55.111ppm的2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸52.960份分散镉纳米微粒,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使溶液温度在4.85×10℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,并以4.86×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8,保温搅拌5.8×10-1小时;之后停止反应静置5.8×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺54.700份,调整pH值在1.5,形成沉淀物用臭氧化超纯水洗脱,通过离心机在转速4.45×103rpm下得到固形物,在2.334×102℃温度下干燥,研磨后过3.45×103目筛,备用;
第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂54.197份和第2步处理后镉纳米微粒,混合均匀后采用一维α射线小角度顶射辐照,一维α射线小角度顶射辐照的能量为42.624MeV、剂量为90.255kGy、照射时间为54.6分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物置于另一搅拌釜反应罐中,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定温度53.4℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,转速为45rpm,pH调整到4.8,脱水54.3分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物,加至质量浓度为55.1ppm的N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺43.671份中,并流加至第1步的搅拌釜反应罐中,流加速度为190.3mL/min;启动搅拌釜反应罐搅拌机,设定转速为59rpm;搅拌4.8分钟;再加入氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷42.803份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,升温至89.8℃,pH调整到4.8,通入氟气通气量为44.867m3/min,保温静置79.2分钟;再次启动搅拌釜反应罐搅拌机,转速为54rpm,加入3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯51.825份,使其反应液的烃醛/亲胺酯比阈值为5.85,并使得pH调整到4.8,保温静置78.6分钟;
第5步:启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为51rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为1.144×102℃,加入二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐61.171份,卤代脱羧化反应45.4分钟;之后加入质量浓度为51.1ppm十二烷基硫酸盐84.313份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为129.1℃,pH调整至4.8,压力为0.518MPa,反应时间为0.44小时;之后降压至0MPa,出料入模具,即得到气体净化吸附球1-3。
其中所述镉纳米微粒的粒径为59.1μm。
实施例2
按照以下步骤制备本发明所述气体净化吸附球1-3,并按重量份数计:
第1步:在搅拌釜反应罐中,加入臭氧化超纯水485.146份和椰油脂肪酸二乙醇胺酯94.947份,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为99rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至69.1℃,加入磺基琥珀酸双酯钠盐164.630份搅拌均匀,进行卤代脱羧化反应56.2分钟,加入N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺68.803份,通入流量为85.991m3/min的氟气0.11小时;之后在搅拌釜反应罐中加入3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠111.842份,再次启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至118.1℃,保温56.5分钟,加入甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)118.290份,调整搅拌釜反应罐中溶液的pH值为8.9,保温285.5分钟;
第2步:另取镉纳米微粒114.834份,将镉纳米微粒在功率为11.29514KW下超声波处理0.11小时,粉碎研磨,并通过540目筛网;将镉纳米微粒加入到另一个搅拌釜反应罐中,加入质量浓度为285.3ppm的2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸94.993份分散镉纳米微粒,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使溶液温度在8.91×10℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,并以8.93×102rpm的速度搅拌,调整pH值在8.9,保温搅拌11.2×10-1小时;之后停止反应静置11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺94.983份,调整pH值在2.9,形成沉淀物用臭氧化超纯水洗脱,通过离心机在转速5.26×103rpm下得到固形物,在3.317×102℃温度下干燥,研磨后过5.26×103目筛,备用;
第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂77.609份和第2步处理后镉纳米微粒,混合均匀后采用一维α射线小角度顶射辐照,一维α射线小角度顶射辐照的能量为70.584MeV、剂量为130.452kGy、照射时间为79.6分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物置于另一搅拌釜反应罐中,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定温度99.9℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,转速为440rpm,pH调整到8.9,脱水68.4分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物,加至质量浓度为285.334ppm的N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺79.274份中,并流加至第1步的搅拌釜反应罐中,流加速度为918.790mL/min;启动搅拌釜反应罐搅拌机,设定转速为99rpm;搅拌8.9分钟;再加入氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷85.543份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,升温至126.3℃,pH调整到8.9,通入氟气通气量为85.242m3/min,保温静置109.4分钟;再次启动搅拌釜反应罐搅拌机,转速为99rpm,加入3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯96.271份,使其反应液的烃醛/亲胺酯比阈值为11.29,并使得pH调整到8.9,保温静置118.1分钟;
第5步:启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为118rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为2.846×102℃,加入二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐105.774份,卤代脱羧化反应56.9分钟;之后加入质量浓度为318.6ppm十二烷基硫酸盐138.427份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为185.8℃,pH调整至8.9,压力为0.522MPa,反应时间为0.96小时;之后降压至0MPa,出料入模具,即得到气体净化吸附球1-3。
其中所述镉纳米微粒的粒径为69.9μm。
实施例3
按照以下步骤制备本发明所述气体净化吸附球1-3,并按重量份数计:
第1步:在搅拌釜反应罐中,加入臭氧化超纯水260.9969份和椰油脂肪酸二乙醇胺酯52.9325份,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为53rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至68.9℃,加入磺基琥珀酸双酯钠盐55.9964份搅拌均匀,进行卤代脱羧化反应45.9分钟,加入N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺51.9356份,通入流量为44.9508m3/min的氟气0.53小时;之后在搅拌釜反应罐中加入3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠54.9473份,再次启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至85.9℃,保温45.9分钟,加入甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)57.9626份,调整搅拌釜反应罐中溶液的pH值为4.8,保温45.9分钟;
第2步:另取镉纳米微粒59.9463份,将镉纳米微粒在功率为5.859KW下超声波处理0.51小时,粉碎研磨,并通过440目筛网;将镉纳米微粒加入到另一个搅拌釜反应罐中,加入质量浓度为55.9ppm的2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸52.9960份分散镉纳米微粒,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使溶液温度在4.89×10℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,并以4.89×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8,保温搅拌5.8×10-1小时;之后停止反应静置5.85×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺54.9700份,调整pH值在1.9,形成沉淀物用臭氧化超纯水洗脱,通过离心机在转速4.945×103rpm下得到固形物,在2.933×102℃温度下干燥,研磨后过8.945×103目筛,备用;
第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂54.9197份和第2步处理后镉纳米微粒,混合均匀后采用一维α射线小角度顶射辐照,一维α射线小角度顶射辐照的能量为42.9624MeV、剂量为90.9255kGy、照射时间为54.9分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物置于另一搅拌釜反应罐中,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定温度53.9℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,转速为45rpm,pH调整到4.8,脱水54.9分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物,加至质量浓度为55.9ppm的N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺43.9671份中,并流加至第1步的搅拌釜反应罐中,流加速度为190.9mL/min;启动搅拌釜反应罐搅拌机,设定转速为59rpm;搅拌4.8分钟;再加入氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷42.9803份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,升温至89.9℃,pH调整到4.8,通入氟气通气量为44.986m3/min,保温静置79.9分钟;再次启动搅拌釜反应罐搅拌机,转速为54rpm,加入3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯51.9825份,使其反应液的烃醛/亲胺酯比阈值为5.85,并使得pH调整到4.8,保温静置78.9分钟;
第5步:启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为51rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为1.144×102℃,加入二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐61.9171份,卤代脱羧化反应45.9分钟;之后加入质量浓度为51.9ppm十二烷基硫酸盐84.9313份,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为129.9℃,pH调整至4.8,压力为0.5198MPa,反应时间为0.49小时;之后降压至0MPa,出料入模具,即得到气体净化吸附球1-3。
其中所述镉纳米微粒的粒径为59.1μm。
对照例
对照例采用市售某品牌的气体净化吸附球所进行的气体净化试验。
实施例4
将实施例1~3和对照例所获得的气体净化吸附球所进行的气体净化试验,处理结束后对气体洁净率、气体净化吸附球三年完好率、可再生率、通透率等参数进行分析。数据分析如表1所示。
从表1可见,本发明所述的气体净化吸附球所进行的气体净化试验,其气体洁净率、气体净化吸附球三年完好率、可再生率、通透率均高于现有技术生产的产品。

Claims (3)

1.一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,其特征在于:包括:隔室式混合器(1)、混合比监控仪(2)、二次回风控制器(3)、双层流动微燃烧室(4)、二次助燃喷头(5)、空气调节包(6)、导管(7)、自动化操控中心(8)、空气泡沫产生器(9)和导气管(10);
所述隔室式混合器(1)一端为进气口,另一端通过导管(7)与双层流动微燃烧室(4)相连;从隔室式混合器(1)至双层流动微燃烧室(4)中的导管(7)上依次设有二次回风控制器(3)和混合比监控仪(2);所述双层流动微燃烧室(4)端面与导管(7)相交处设有空气泡沫产生器(9);所述双层流动微燃烧室(4)侧壁上设有多个交错排列的二次助燃喷头(5),且二次助燃喷头(5)与双层流动微燃烧室(4)贯通;所述空气调节包(6)位于所述隔室式混合器(1)下部,所述空气调节包(6)通过导气管(10)与双层流动微燃烧室(4)贯通;所述空气调节包(6)设有带有阀门的进气孔;
所述隔室式混合器(1)包括:混合气管路(1-1)、环型荧光发射器(1-2)、气体净化吸附球(1-3)和溢流板(1-4);
所述隔室式混合器(1)的进气口端由外到内依次设有气体净化吸附球(1-3)和溢流板(1-4);所述溢流板(1-4)通过混合气管路(1-1)与环型荧光发射器(1-2)相连;所述气体净化吸附球(1-3)为多孔球状结构,直径为2~3mm,数量为100~200个;所述溢流板(1-4)为铁纳米微晶体材料制成的网状结构,且网状边沿设有锯齿状引流牙;
所述双层流动微燃烧室(4)包括:二次引风道(4-1),耐温变径肘管(4-2),燃气进管(4-3),CDI点火器(4-4),铁镍触媒板(4-5),导电膜基板(4-6)和四氯化碳雾化喷头(4-7);
所述燃气进管(4-3)位于双层流动微燃烧室(4)内部,呈螺旋形盘管结构且管壁上设有多个通孔,其一端与导管(7)连通,另一端与一个二次助燃喷头(5)连通;所述二次引风道(4-1)位于螺旋形盘管结构的燃气进管(4-3)内部,且其一端与二次回风控制器(3)连通,另一端与耐温变径肘管(4-2)连通;所述耐温变径肘管(4-2)呈H型,且其管壁上设有多个半圆形凸起物;所述CDI点火器(4-4)位于双层流动微燃烧室(4)上部的内壁上,且CDI点火器(4-4)与自动化操控中心(8)电性相连;所述双层流动微燃烧室(4)的内壁上交错设有铁镍触媒板(4-5)和导电膜基板(4-6);所述铁镍触媒板(4-5)为由直径3mm的铁镍复合金属制成的扁平多层丝网板结构,且丝网孔径40mm,丝网层数20~40层;所述导电膜基板(4-6)由铁锰合金制成的两块极板组成,其中一块与自动化操控中心(8)上的正电极连通,另一块与自动化操控中心(8)上的负电极连通;所述双层流动微燃烧室(4)内部底端安装有四氯化碳雾化喷头(4-7);
所述二次助燃喷头(5)包括:微燃通道(5-1),高压电源线管(5-2),脉冲点火器(5-3),火焰喷嘴(5-4),温度传感器(5-5),混合室(5-6),可燃气体输送管(5-7)和空气输送管(5-8);
位于上部的微燃通道(5-1)管状结构、上下贯通,其一端与双层流动微燃烧室(4)连通,微燃通道(5-1)将双层流动微燃烧室(4)产生的微燃烧火焰和能量通过火焰喷嘴(5-4)排出;所述高压电源线管(5-2)位于二次助燃喷头(5)中轴线一侧,其内部设有正极高压电源线,正极高压电源线与下部的脉冲点火器(5-3)连接,脉冲点火器(5-3)位于混合室(5-6)内部;所述空气输送管(5-8)位于二次助燃喷头(5)中轴线上,其一端与导气管(10)连通,另一端与混合室(5-6)连通;可燃气体输送管(5-7)位于空气输送管(5-8)的外围,二者套管结构、互不贯通,可燃气体输送管(5-7)与下部的混合室(5-6)连通;所述温度传感器(5-5)位于混合室(5-6)下部,其通过导线与自动化操控中心(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,其特征在于:所述气体净化吸附球(1-3)由以下组分按重量份数配比组成:
臭氧超纯水260.969~485.146份;椰油脂肪酸二乙醇胺酯52.325~94.947份;磺基琥珀酸双酯钠盐55.964~164.630份;N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺51.356~68.803份;3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠54.473~111.842份;甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)57.626~118.290份;镉纳米微粒59.463~114.834份;2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸52.960~94.993份;2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺54.700~94.983份;1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂54.197~77.609份;N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺43.671~79.274份;氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷42.803~85.543份;3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯51.825~96.271份;二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐61.171~105.774份;质量浓度为51.172ppm~318.605ppm的十二烷基硫酸盐84.313~138.427份。
3.根据权利要求2所述的一种用于四氯化碳处理设备的螺旋式微燃烧器,其特征在于,所述气体净化吸附球(1-3)的制备方法,按重量份数计,包括如下步骤:
第1步:在搅拌釜反应罐中,加入臭氧超纯水和椰油脂肪酸二乙醇胺酯,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为53rpm~99rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至68.6℃~69.1℃,加入磺基琥珀酸双酯钠盐搅拌均匀,进行卤代脱羧化反应45.4~56.2分钟,加入N,N’,N’’-三甲苯磺酰胺二乙烯基三胺,通入流量为44.508m3/min~85.991m3/min的氟气0.53~0.11小时;之后在搅拌釜反应罐中加入3-[[4-氨基-9,10-二氢-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-9,10-二氧代-1-蒽基]氨基]-2,4,6-三甲基苯磺酸钠,再次启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使温度升至85.6℃~118.1℃,保温45.5~56.5分钟,加入甲基-3-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶),调整搅拌釜反应罐中溶液的pH值为4.8~8.9,保温45.5~285.5分钟;
第2步:另取镉纳米微粒,将镉纳米微粒在功率为5.85312KW~11.29514KW下超声波处理0.51~0.11小时,粉碎研磨,并通过440~540目筛网;将镉纳米微粒加入到另一个搅拌釜反应罐中,加入质量浓度为55.1ppm~285.3ppm的2-[(4-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-3-磺酸基1-蒽基)氨基]-4-[[(2-磺酰氧基)乙基]磺酰基]-苯甲酸分散镉纳米微粒,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,使溶液温度在4.85×10℃~8.91×10℃之间,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,并以4.86×102rpm~8.93×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8~8.9之间,保温搅拌5.8×10-1~11.2×10-1小时;之后停止反应静置5.8×10~11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入2-(1-苯基-1H-四唑-5-硫基)-N-芳基乙酰胺,调整pH值在1.5~2.9之间,形成沉淀物用臭氧化超纯水洗脱,通过离心机在转速4.45×103rpm~5.26×103rpm下得到固形物,在2.334×102℃~3.317×102℃温度下干燥,研磨后过3.45×103~5.26×103目筛,备用;
第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和第2步处理后镉纳米微粒,混合均匀后采用一维α射线小角度顶射辐照,一维α射线小角度顶射辐照的能量为42.624MeV~70.584MeV、剂量为90.255kGy~130.452kGy、照射时间为54.6~79.6分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物置于另一搅拌釜反应罐中,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定温度53.4℃~99.9℃,启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,转速为45rpm~440rpm,pH调整到4.8~8.9之间,脱水54.3~68.4分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧代-4-[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]蒽-2-磺酸锂和镉纳米微粒混合物,加至质量浓度为55.1ppm~285.3ppm的N-[5-[双[2-(乙酰基氧)乙基]氨基]-2-[(6-氯-2-苯并噻唑基)偶氮]苯基]-苯酰胺中,并流加至第1步的搅拌釜反应罐中,流加速度为190.344mL/min~918.790mL/min;启动搅拌釜反应罐搅拌机,设定转速为59rpm~99rpm;搅拌4.8~8.9分钟;再加入氧]丙基二-甲基硅氧烷和聚硅氧烷,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,升温至89.8℃~126.3℃,pH调整到4.8~8.9之间,通入氟气通气量为44.867m3/min~85.242m3/min,保温静置79.2~109.4分钟;再次启动搅拌釜反应罐搅拌机,转速为54rpm~99rpm,加入3,5-二苄氧基苯甲酸甲酯,使其反应液的烃醛/亲胺酯比阈值为5.8~11.2,并使得pH调整到4.8~8.9之间,保温静置78.6~118.1分钟;
第5步:启动搅拌釜反应罐中的搅拌机,设定转速为51rpm~118rpm,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为1.144×102℃~2.846×102℃,加入二[5-氯代-3-[(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-1H-吡唑-4-基)偶氮]-2-羟基苯磺酸基]-铬酸基乙醇胺钠盐,卤代脱羧化反应45.4~56.9分钟;之后加入十二烷基硫酸盐,启动搅拌釜反应罐中的汽油加热器,设定搅拌釜反应罐内的温度为129.1℃~185.8℃,pH调整至4.8~8.9之间,压力为0.518MPa~0.522MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0MPa,出料入模具,即得到气体净化吸附球(1-3);所述镉纳米微粒的粒径为59.1μm~69.9μm。
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