CN107720869A - 一种扰动湍流床 - Google Patents

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刘喜坤
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Abstract

一种扰动湍流床,壳体内部具有第一、二和三腔室,位于第一腔室中的倾斜式导流板的下端与立板的上端连接;波纹分流顶板的左右端分别与倾斜式导流板的上端和通透式稳流板的左端连接;立板上端左部固定连接有分配格栅;波纹分流顶板、通透式稳流板和分配格栅表面均设有大量通孔,分配格栅以下设有污水进液口;倾斜式导流板右下方设有多根带有出气端口的混合气管;第二腔室在设有多个扰动棒;第三腔室由两个隔板分隔为两个平衡室和一个透平室;隔板均设有多个组合管式稳流通道;透平室中固设有多根透平式反应填充柱,透平式反应填充柱内部填满四氯化碳吸附材料。该湍流床体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想。

Description

一种扰动湍流床
技术领域
本发明涉及环保设备领域,具体涉及一种扰动湍流床。
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)。
目前,各种用于四氯化碳处理的设备不断涌现。扰动湍流床作为一个重要的四氯化碳处理的设备也得到了一定的发展。但是现有的用于四氯化碳处理的扰动湍流床体积大、结构不合理、紧凑度不高,其对气态的四氯化碳处理效果不理想,不适用于四氯化碳系统化的处理。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种扰动湍流床,该湍流床体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想,适用于四氯化碳系统化的处理。
为了实现上述目的,本发明提供一种扰动湍流床,包括壳体,所述壳体内部由两个左右间隔设置的竖直的通透式稳流板分隔成三个腔室,由左到右分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室,还包括倾斜式导流板、波纹分流顶板,
所述倾斜式导流板左低右高倾斜地固定设置在第一腔室中部靠左的位置,倾斜式导流板的下端与竖直设置在第一腔室下部的立板的上端固定连接;所述波纹分流顶板固定设置在第一腔室的上部,波纹分流顶板的左端与倾斜式导流板的上端连接,波纹分流顶板的右端波纹状地向右延伸并连接在通透式稳流板的左端,波纹分流顶板上遍布其表面的设置有多个透孔,通透式稳流板上遍布其表面地设置有多个通孔;所述立板、倾斜式导流板和波纹分流顶板将第一腔室分为左右两个处理室,左部的处理室在立板上端固定连接有分配格栅;所述分配格栅表面设置有大量通孔,分配格栅和立板所隔离出来的空间设置有污水进液口;右部的处理室底部铺设有多根沿左右方向延伸的混合气管,所述混合气管上部沿其长度方向均匀设置有多个出气端口;
第二腔室在纵向上设置有多排左右方向延伸的扰动棒,所述扰动棒为电加热棒,多排扰动棒的两端分别与驱动支架下部两端的驱动杆固定连接,所述驱动支架由驱动机构作纵向上的往复运动,所述驱动机构包括固定设置于壳体外部的支撑架、与驱动支架固定连接的垂向摆臂、与垂向摆臂相对应地设置于支撑架上的纵向的摆臂滑动槽、一端转动连接于支撑架后端的叉式曲臂、转动连接于支撑架中部的凸轮、与凸轮圆周上的一点转动连接的滑块、与凸轮同轴地连接于支撑架上的一级齿轮、转动连接于支撑架上的二级齿轮和固定连接于垂向摆臂上的销栓;
垂向摆臂滑动连接于所述摆臂滑动槽中;销栓与叉式曲臂的另一端的U形开口槽滑动连接;在叉式曲臂中部设有沿其长度方向延伸的滑槽二,滑块滑动设置在滑槽二内部;一级齿轮与二级齿轮啮合连接;二级齿轮与装配于扰动电机输出轴上的变速齿轮啮合;
第三腔室固定设置有两个分别分布在其左侧和右侧的隔板,两个隔板将第三腔室分隔为三部分,分别为位于两侧的两个平衡室和位于中部的透平室;每个隔板遍布其表面地设置有多个水平排列的组合管式稳流通道,所述组合管式稳流通道贯通平衡室和透平室;右侧的平衡室上端设置有排气口,右侧的平衡室的右端设置有排水口;
所述透平室中固定设置有竖直的等间距排列的多根透平式反应填充柱,所述透平式反应填充柱为圆柱状镂空网状结构;
所述透平式反应填充柱包括透平网及设置于透平网内腔底部的搅拌叶轮和吸附球托网;所述搅拌叶轮由位于湍流床壳体外部的电机驱动转动;所述吸附球托网位于搅拌叶轮上部,其为网状结构,其上部承托有四氯化碳吸附球,吸附球托网的网眼直径小于四氯化碳吸附球的直径;四氯化碳吸附球为多个,其直径大于透平网的网眼直径,并充满整个透平网的上部空间中;透平网内部在吸附球托网上部还设有多根竖直排列的加热棒,多根加热棒以透平网中心轴为圆心地环向均匀分布,加热棒与外部控制中心通过导线连接;在透平网上部横向插设有与外部控制中心通过导线连接的温度传感器;在透平式反应填充柱上部还设有喷淋装置,喷淋装置包括环形喷淋管、固定连接在环形喷淋管下端的多个均匀分布的喷淋头、与环形喷淋管连接的喷淋主管;所述喷淋主管与外部水泵连接。
在该技术方案中,分配格栅的设置能实现含四氯化碳污水从通孔均匀向上涌出;倾斜式导流板的设置用于引导含四氯化碳的污水从顶部通过波纹分流顶板,波纹分流顶板上的透孔能实现含四氯化碳的污水从通孔均匀流入下部;混合气管用于供应氮气和空气的混合气体,以使污水中的四氯化碳迅速形成络合物,并使四氯化碳快速的气化。在第二腔室的下部设有多根扰动棒能通过强力搅拌使得四氯化碳从水中溢出,并成为气体扩散大气中。加热棒的设置能通过加热的方式进一步促进污水中含有的四氯化碳与四氯化碳吸附球发生吸附作用,扰动棒的升温范围为20-80度;通透式稳流板的设置可以使经过扰动棒的污水平缓地进入左侧的平衡室,进而再通过隔板上设置的组合管式稳流通道平缓且分散地进入透平室中,以供透平式反应填充柱中的四氯化碳材料进行吸附。右侧平衡室的设置能使经过吸附的污水平缓地排出。平衡室用于承接前道工序进水,缓冲后进入下道工序。该湍流床体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想,适用于四氯化碳系统化的处理。
进一步,为了提高对四氯化碳的去除效果,所述高分子四氯化碳吸附球由以下组分按重量份数配比组成:
去铁锰水250~475份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚42~84份,亚氨基二琥珀酸45~154份,N-环已基对甲苯磺酰胺41~58份,N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺44~101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47~108份,2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐44~67份,3,5-二羟基苯甲酸41~86份,铊纳米微粒49~104份,1-甲氨基-4-溴蒽醌42~84份,4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺32~75份,烷基磷酸酯钾盐33~69份,1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺44~84份,α-甲基四氢呋喃51~95份,质量浓度为41.5ppm~308.5ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐74~128份。
进一步,为了提高对四氯化碳的吸附能力,所述铊纳米微粒的粒径为49.5μm~59.7μm。
进一步,为了提高对四氯化碳的去除效果,所述高分子四氯化碳吸附球由以下方法制备:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水和椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为43rpm~89rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至58.5℃~59.2℃,加入亚氨基二琥珀酸搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应35~46分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺,通入流量为34.2m3/min~75.5m3/min的氯气0.4~0.1小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至75.5℃~108.2℃,保温35~46分钟,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,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为4.8~8.9,保温35~275分钟;
第2步:另取铊纳米微粒,将铊纳米微粒在功率为5.754KW~11.196KW下超声波处理0.4~0.1小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为45.7ppm~275.4ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在4.82×10℃~8.92×10℃之间,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以4.85×102rpm~8.98×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8~8.9之间,保温搅拌0.5~1.1小时;之后停止反应静置5.7×10~11.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺,调整pH值在1.2~2.5之间,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速4.748×103rpm~9.286×103rpm下得到固形物,在2.402×102℃~3.880×102℃温度下干燥,研磨后过510~630目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和第2步处理后铊纳米微粒,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为32.758MeV~60.364MeV、剂量为80.19kGy~120.917kGy、照射时间为44~69分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度43.5℃~89.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为35rpm~430rpm,pH调整到4.8~8.9之间,脱水44~58分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为180.1mL/min~908.3mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为49rpm~89pm;搅拌4~8分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至79.8℃~116.9℃,pH调整到4.8~8.9之间,通入氯气通气量为34.6m3/min~75.8m3/min,保温静置69~99分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为44rpm~89rpm,加入烷基磷酸酯钾盐,使其反应液的亲水亲油平衡值为5.7~11.1,并使得pH调整到4.8~8.9之间,保温静置68~108分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为41rpm~108rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为4.454×102℃~9.209×102℃,保温68~108分钟后,加入α-甲基四氢呋喃,氢解脱卤化反应35~46分钟;之后加入硫酸单十二烷基酯钾盐,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为119.4℃~175.2℃,pH调整至4.8~8.9之间,压力为0.412MPa~0.422MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0MPa,降温至54.4℃~59.4℃出料,即得到高分子四氯化碳吸附材料。
进一步,为了保证污水能从通孔均匀地向上涌出所述分配格栅上的通孔数量为20~30个;倾斜式导流板与水平平的夹角60~70度。。
进一步,为了使污水在下落过程中更均匀、更分散,以保证下落的污水与热气流的充分接触,波纹分流顶板的波纹高度为20~30cm,波纹周期长度为40~60cm,波纹分流顶板的透孔数量为30-80个。
进一步,为了提供充足的混合气流供应,所述混合气管的数量为5-9根;所述出气端口数量为20~40个。
进一步,实现水体从通孔均匀流过,进入下一道工序,所述通透式稳流板通孔数量为30~80个。
进一步,为了提高对污水的加热效果和加热效率,所述扰动棒在纵向上的数量为1~3排,每排的数量为5~10根,驱动支架驱动扰动棒上下周期运动的频率为2~10Hz,上下运动的幅度为20~50cm。
进一步,为了提高对四氯化碳的去除效果,所述透平式反应填充柱数量为8-32个。
附图说明
图1是本发明中的结构示意图;
图2是本发明中的驱动机构的结构示意图;
图3是本发明中的驱动机构的另一角度结构示意图;
图4是本发明中透平式反应填充柱的结构示意图。
图中:4-1、分配格栅,4-2、污水进液口,4-3、倾斜式导流板,4-4、混合气管,4-5、出气端口,4-6、通透式稳流板,4-7、扰动棒,4-8、驱动杆,4-8-1、扰动电机,4-8-2、变速齿轮,4-8-3、叉式曲臂,4-8-4、垂向摆臂,4-8-5、摆臂滑动槽,4-8-6、凸轮,4-8-7、支撑架,4-8-8、滑块,4-8-9、一级齿轮,4-8-10、二级齿轮,4-8-11、销栓,4-9、组合管式稳流通道,4-10、透平式反应填充柱,4-10-1、搅拌叶轮,4-10-2、四氯化碳吸附球,4-10-3、加热棒,4-10-4、喷淋头,4-10-5、喷淋主管,4-10-6、温度传感器,4-10-7、透平网,4-10-8、吸附球托网,4-11、隔板,4-12、平衡室,4-13、波纹分流顶板,4-14、立板,4-15、壳体。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种扰动湍流床,包括壳体4-15,所述壳体4-15内部由两个左右间隔设置的竖直的通透式稳流板4-6分隔成三个腔室,由左到右分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室,还包括倾斜式导流板4-3、波纹分流顶板4-13,
所述倾斜式导流板4-3左低右高倾斜地固定设置在第一腔室中部靠左的位置,倾斜式导流板4-3的下端与竖直设置在第一腔室下部的立板4-14的上端固定连接;所述波纹分流顶板4-13固定设置在第一腔室的上部,波纹分流顶板4-13的左端与倾斜式导流板4-3的上端连接,波纹分流顶板4-13的右端波纹状地向右延伸并连接在通透式稳流板4-6的左端,波纹分流顶板4-13上遍布其表面的设置有多个透孔,通透式稳流板4-6上遍布其表面地设置有多个通孔;所述立板4-14、倾斜式导流板4-3和波纹分流顶板4-13将第一腔室分为左右两个处理室,左部的处理室在立板4-14上端固定连接有分配格栅4-1;所述分配格栅4-1表面设置有大量通孔,分配格栅4-1和立板4-14所隔离出来的空间设置有污水进液口4-2;右部的处理室底部铺设有多根沿左右方向延伸的混合气管4-4,所述混合气管4-4上部沿其长度方向均匀设置有多个出气端口4-5;
如图2到图3所示,第二腔室在纵向上设置有多排左右方向延伸的扰动棒4-7,所述扰动棒4-7为电加热棒,多排扰动棒4-7的两端分别与驱动支架下部两端的驱动杆4-8固定连接,所述驱动支架由驱动机构作纵向上的往复运动,所述驱动机构包括固定设置于壳体4-15外部的支撑架4-8-7、与驱动支架固定连接的垂向摆臂4-8-4、与垂向摆臂4-8-4相对应地设置于支撑架4-8-7上的纵向的摆臂滑动槽4-8-5、一端转动连接于支撑架4-8-7后端的叉式曲臂4-8-3、转动连接于支撑架4-8-7中部的凸轮4-8-6、与凸轮4-8-6圆周上的一点转动连接的滑块4-8-8、与凸轮4-8-6同轴地连接于支撑架4-8-7上的一级齿轮4-8-9、转动连接于支撑架4-8-7上的二级齿轮4-8-10和固定连接于垂向摆臂4-8-4上的销栓4-8-11;
垂向摆臂4-8-4滑动连接于所述摆臂滑动槽4-8-5中;销栓4-8-11与叉式曲臂4-8-3的另一端的U形开口槽滑动连接;U形开口槽的长度应保证叉式曲臂4-8-3在转动过程中销栓4-8-11不从其中滑出。在叉式曲臂4-8-3中部设有沿其长度方向延伸的滑槽二,滑块4-8-8滑动设置在滑槽二内部;一级齿轮4-8-9与二级齿轮4-8-10啮合连接;二级齿轮4-8-10与装配于扰动电机4-8-1输出轴上的变速齿轮4-8-2啮合;
第三腔室固定设置有两个分别分布在其左侧和右侧的隔板4-11,两个隔板4-11将第三腔室分隔为三部分,分别为位于两侧的两个平衡室4-12和位于中部的透平室;每个隔板4-11遍布其表面地设置有多个水平排列的组合管式稳流通道4-9,所述组合管式稳流通道4-9贯通平衡室4-12和透平室;右侧的平衡室4-12上端设置有排气口,右侧的平衡室4-12的右端设置有排水口;
所述透平室中固定设置有竖直的等间距排列的多根透平式反应填充柱4-10,所述透平式反应填充柱4-10为圆柱状镂空网状结构;
如图4所示,所述透平式反应填充柱4-10包括透平网4-10-7及设置于透平网4-10-7内腔底部的搅拌叶轮4-10-1和吸附球托网4-10-8;所述搅拌叶轮4-10-1由位于湍流床壳体4-15外部的电机驱动转动,以促进液体与四氯化碳吸附球4-10-2反应;所述吸附球托网4-10-8位于搅拌叶轮4-10-1上部,其为网状结构,其上部承托有四氯化碳吸附球4-10-2,吸附球托网4-10-8的网眼直径小于四氯化碳吸附球4-10-2的直径;四氯化碳吸附球4-10-2为多个,其直径大于透平网4-10-7的网眼直径,并充满整个透平网4-10-7的上部空间中;透平网4-10-7内部在吸附球托网4-10-8上部还设有多根竖直排列的加热棒4-10-3,多根加热棒4-10-3以透平网4-10-7中心轴为圆心地环向均匀分布,加热棒4-10-3与外部控制中心通过导线连接;在透平网4-10-7上部横向插设有与外部控制中心通过导线连接的温度传感器4-10-6;在透平式反应填充柱4-10上部还设有喷淋装置,喷淋装置包括环形喷淋管、固定连接在环形喷淋管下端的多个均匀分布的喷淋头4-10-4、与环形喷淋管连接的喷淋主管4-10-5;所述喷淋主管4-10-5与外部水泵连接,喷淋头4-10-4的数量为10~20个。
分配格栅的设置能实现含四氯化碳污水从通孔均匀向上涌出;倾斜式导流板的设置用于引导含四氯化碳的污水从顶部通过波纹分流顶板,波纹分流顶板上的透孔能实现含四氯化碳的污水从通孔均匀流入下部;混合气管用于供应氮气和空气的混合气体,以使污水中的四氯化碳迅速形成络合物,并使四氯化碳快速的气化。在第二腔室的下部设有多根扰动棒能通过强力搅拌使得四氯化碳从水中溢出,并成为气体扩散大气中。加热棒的设置能通过加热的方式进一步促进污水中含有的四氯化碳与四氯化碳吸附球发生吸附作用,扰动棒的升温范围为20-80度;通透式稳流板的设置可以使经过扰动棒的污水平缓地进入左侧的平衡室,进而再通过隔板上设置的组合管式稳流通道平缓且分散地进入透平室中,以供透平式反应填充柱中的四氯化碳材料进行吸附。右侧平衡室的设置能使经过吸附的污水平缓地排出。该湍流床体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想,适用于四氯化碳系统化的处理。
为了提高对四氯化碳的去除效果,所述高分子四氯化碳吸附球4-10-2由以下组分按重量份数配比组成:
去铁锰水250~475份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚42~84份,亚氨基二琥珀酸45~154份,N-环已基对甲苯磺酰胺41~58份,N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺44~101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47~108份,2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐44~67份,3,5-二羟基苯甲酸41~86份,铊纳米微粒49~104份,1-甲氨基-4-溴蒽醌42~84份,4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺32~75份,烷基磷酸酯钾盐33~69份,1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺44~84份,α-甲基四氢呋喃51~95份,质量浓度为41.5ppm~308.5ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐74~128份。
为了提高对四氯化碳的吸附能力,所述铊纳米微粒的粒径为49.5μm~59.7μm。
为了提高对四氯化碳的去除效果,所述高分子四氯化碳吸附球4-10-2由以下方法制备:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水和椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为43rpm~89rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至58.5℃~59.2℃,加入亚氨基二琥珀酸搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应35~46分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺,通入流量为34.2m3/min~75.5m3/min的氯气0.4~0.1小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至75.5℃~108.2℃,保温35~46分钟,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,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为4.8~8.9,保温35~275分钟;
第2步:另取铊纳米微粒,将铊纳米微粒在功率为5.754KW~11.196KW下超声波处理0.4~0.1小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为45.7ppm~275.4ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在4.82×10℃~8.92×10℃之间,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以4.85×102rpm~8.98×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8~8.9之间,保温搅拌0.5~1.1小时;之后停止反应静置5.7×10~11.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺,调整pH值在1.2~2.5之间,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速4.748×103rpm~9.286×103rpm下得到固形物,在2.402×102℃~3.880×102℃温度下干燥,研磨后过510~630目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和第2步处理后铊纳米微粒,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为32.758MeV~60.364MeV、剂量为80.19kGy~120.917kGy、照射时间为44~69分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度43.5℃~89.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为35rpm~430rpm,pH调整到4.8~8.9之间,脱水44~58分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为180.1mL/min~908.3mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为49rpm~89pm;搅拌4~8分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至79.8℃~116.9℃,pH调整到4.8~8.9之间,通入氯气通气量为34.6m3/min~75.8m3/min,保温静置69~99分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为44rpm~89rpm,加入烷基磷酸酯钾盐,使其反应液的亲水亲油平衡值为5.7~11.1,并使得pH调整到4.8~8.9之间,保温静置68~108分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为41rpm~108rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为4.454×102℃~9.209×102℃,保温68~108分钟后,加入α-甲基四氢呋喃,氢解脱卤化反应35~46分钟;之后加入硫酸单十二烷基酯钾盐,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为119.4℃~175.2℃,pH调整至4.8~8.9之间,压力为0.412MPa~0.422MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0MPa,降温至54.4℃~59.4℃出料,即得到高分子四氯化碳吸附材料。
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。
实施例1
按照以下步骤制备本发明所述四氯化碳吸附材料,并按重量份数计:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水250份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚42份,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为43rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至58.5℃,加入亚氨基二琥珀酸45份搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应35分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺41份,通入流量为34.2m3/min的氯气0.4小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺44份,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至75.5℃,保温35分钟,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47份,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为4.8,保温35分钟;
第2步:另取铊纳米微粒49份,将铊纳米微粒在功率为5.754KW下超声波处理0.4小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为45.7ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌42份,分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在4.82×10℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以4.85×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8,保温搅拌0.5小时;之后停止反应静置5.7×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺44份,调整pH值在1.2,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速4.748×103rpm下得到固形物,在2.402×102℃温度下干燥,研磨后过510目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐44份、3,5-二羟基苯甲酸41份和第2步处理后铊纳米微粒49份,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为32.758MeV、剂量为80.19kGy、照射时间为44分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度43.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为35rpm,pH调整到4.8,脱水44分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为180.1mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为49rpm;搅拌4分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺32份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至79.8℃,pH调整到4.8,通入氯气通气量为34.6m3/min,保温静置69分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为44rpm,加入烷基磷酸酯钾盐33份,使其反应液的亲水亲油平衡值为5.7,并使得pH调整到4.8,保温静置68分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为41rpm,边搅拌边向机械搅拌罐中加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺44份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为4.454×102℃,保温68分钟后,加入α-甲基四氢呋喃51份,进行氢解脱卤化反应35.410分钟;之后加入41.566ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐74.105份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为119.4℃,pH调整至4.8,压力为0.412MPa,反应时间为0.4小时;之后降压至0MPa,降温至54.4℃出料,即得到四氯化碳吸附球4-10-2。
其中所述铊纳米微粒的粒径为49.594μm。
实施例2
按照以下步骤制备本发明所述四氯化碳吸附材料,并按重量份数计:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水475份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚84份,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为89rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至59.2℃,加入亚氨基二琥珀酸154份搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应.46分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺58份,通入流量为75.5m3/min的氯气0.1小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺101份,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至108.2℃,保温46分钟,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108份,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为8.9,保温275分钟;
第2步:另取铊纳米微粒104份,将铊纳米微粒在功率为11.196KW下超声波处理0.1小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为275.4ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌84份,分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在8.92×10℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以8.98×102rpm的速度搅拌,调整pH值在8.9,保温搅拌1.1小时;之后停止反应静置11.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺84份,调整pH值在2.5,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速9.286×103rpm下得到固形物,在3.880×102℃温度下干燥,研磨后过630目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐67份、3,5-二羟基苯甲酸86份和第2步处理后铊纳米微粒104份,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为60.364MeV、剂量为120.917kGy、照射时间为69分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度89.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为430rpm,pH调整到8.9,脱水58分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为908.3mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为89rpm;搅拌8分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺75份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至116.9℃,pH调整到8.9,通入氯气通气量为75.8m3/min,保温静置99分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为89rpm,加入烷基磷酸酯钾盐69份,使其反应液的亲水亲油平衡值为11.1,并使得pH调整到8.9,保温静置108分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为108rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为9.209×102℃,保温108分钟后,加入α-甲基四氢呋喃95份,进行氢解脱卤化反应46分钟;之后加入308.5ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐128份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为175.2℃,pH调整至8.9,压力为0.422MPa,反应时间为0.9小时;之后降压至0MPa,降温至59.4℃出料,即得到四氯化碳吸附球4-10-2。
其中所述铊纳米微粒的粒径为59.7μm。
实施例3
按照以下步骤制备本发明所述四氯化碳吸附材料,并按重量份数计:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水280份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚63份,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为65rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至59.0℃,加入亚氨基二琥珀酸100份搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应40分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺49份,通入流量为50.6m3/min的氯气0.2小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺55份,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至80.5℃,保温42分钟,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85份,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为6.5,保温60分钟;
第2步:另取铊纳米微粒85份,将铊纳米微粒在功率为7.942KW下超声波处理0.2小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为73.8ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌60份,分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在7.18×10℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以6.85×102rpm的速度搅拌,调整pH值在7.5,保温搅拌0.8小时;之后停止反应静置8.9×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺60份,调整pH值在1.9,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速6.700×103rpm下得到固形物,在3.235×102℃温度下干燥,研磨后过600目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐60份、3,5-二羟基苯甲酸66份和第2步处理后铊纳米微粒75份,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为52.975MeV、剂量为100.519kGy、照射时间为50分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度55.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为380rpm,pH调整到7.8,脱水50分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为380.9mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为60rpm;搅拌6分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺70份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至99.5℃,pH调整到7.8,通入氯气通气量为55.4m3/min,保温静置80分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为70rpm,加入烷基磷酸酯钾盐50份,使其反应液的亲水亲油平衡值为9.1,并使得pH调整到6.3,保温静置85分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为85rpm,边搅拌边向机械搅拌罐中加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺75份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为7.436×102℃,保温85分钟后,加入α-甲基四氢呋喃75份,进行氢解脱卤化反应40分钟;之后加入200.5ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐88份,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为135.9℃,pH调整至7.2,压力为0.420MPa,反应时间为0.6小时;之后降压至0MPa,降温至55.0℃出料,即得到四氯化碳吸附球4-10-2。
其中所述铊纳米微粒的粒径为55.5μm。
对照例:
对照例为市售某品牌的四氯化碳吸附材料。
将实施例1~3制备获得的四氯化碳吸附材料和对照例所述的四氯化碳吸附材料进行使用效果对比。对二者吸附率、耐高温度、耐腐蚀度进行统计,结果如表1所示。
从表1可见,本发明所制备出的所述的四氯化碳吸附材料,其吸附率、耐高温度、耐腐蚀度等指标均优于现有技术生产的产品。
为了保证污水能从通孔均匀地向上涌出所述分配格栅4-1上的通孔数量为20~30个。为了对污水形成稳定的引导,倾斜式导流板4-3与水平平的夹角60~70度。
为了使污水在下落过程中更均匀、更分散,以保证下落的污水与热气流的充分接触,波纹分流顶板4-13的波纹高度为20~30cm,波纹周期长度为40~60cm,波纹分流顶板4-13透孔数量为30~80个,以实现含四氯化碳的污水从通孔均匀流入下部;
为了提供充足的混合气流供应,所述混合气管4-4的数量为5~9根,这些混合气管4-4沿前后方向均匀地设置;所述出气端口4-5数量为20~40个。
实现水体从通孔均匀流过,进入下一道工序,所述通透式稳流板4-6通孔数量为30~80个。
为了提高对污水的加热效果和加热效率,所述扰动棒4-7在纵向上的数量为1~3排,每排的数量为5~10根,驱动支架驱动扰动棒4-7上下周期运动的频率为2~10Hz,上下运动的幅度为20~50cm。
为了提高对四氯化碳的去除效果,所述透平式反应填充柱4-10数量为8-32个。
工作过程:第1步、待处理液从污水进液口4-2流入,通过分配格栅4-1的分配以及倾斜式导流板4-3的引导作用,待处理液均匀地流入波纹分流顶板4-13顶部,并从波纹分流顶板4-13的透孔向下进入第一腔室的右处理室;
第2步、第一腔室右处理室下部设有混合气管4-4,其通过出气端口4-5向第一腔室右处理室喷出混合气体,所述的混合气体为氮气和空气,其中氮气与四氯化碳反应形成络合物,空气促进四氯化碳气化,为了进一步提高处理效果,混合气体的温度最好为80度;残余含四氯化碳溶液通过设在第一腔室与第二腔室之间的通透式稳流板4-6进入第二腔室;
第3步、在第二腔室的下部设有多根扰动棒4-7,在其搅动作用下,促使了残余含四氯化碳溶液上下翻腾,由于四氯化碳微溶于水,且四氯化碳的沸点较低,其沸点76.8℃,强力搅拌使得四氯化碳从水中溢出,并成为气体扩散大气中;其中,在搅拌设备中,扰动电机4-8-1带动变速齿轮4-8-2旋转,进而通过二级齿轮4-8-10、一级齿轮4-8-9转动,带动凸轮4-8-6旋转,凸轮4-8-6上的滑块带动叉式曲臂4-8-3围绕其一端的旋转点上下摆动,进而通过垂向摆臂4-8-4带动扰动棒4-7上下周期性摆动;
第4步、经过上述处理后产生的沉淀物在平衡室4-12沉淀蓄积,并通过平衡室4-12下端设有的排渣口处排出;
第5步、残余含四氯化碳溶液进入第三腔室中部的透平室,在流经透平式反应填充柱4-10过程中,与四氯化碳吸附球4-10-2发生反应,使得溶液中四氯化碳被吸附球所吸附,处理后的净化水从透平室右侧平衡室4-12右端的排水口排出;其中,在透平式反应填充柱4-10装置中,残余含四氯化碳溶液从透平网4-10-7的网孔洞中进入其内部,受到搅拌叶轮4-10-1的向上推动作用,穿过吸附球托网4-10-8向上运动,与四氯化碳吸附球4-10-2发生吸附反应;期间,加热棒4-10-3对残余含四氯化碳溶液进行加热,促进其与四氯化碳吸附球4-10-2发生吸附反应;与此同时,温度传感器4-10-6对加热过程进行实时监控,并反馈给外部控制中心;
第6步、当四氯化碳吸附球4-10-2吸附饱和时,系统停止工作,排空处理液,喷淋装置启动,将四氯化碳吸附球4-10-2上的吸附载体洗脱。

Claims (10)

1.一种扰动湍流床,包括壳体(4-15),所述壳体(4-15)内部由两个左右间隔设置的竖直的通透式稳流板(4-6)分隔成三个腔室,由左到右分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室,其特征在于,还包括倾斜式导流板(4-3)、波纹分流顶板(4-13),
所述倾斜式导流板(4-3)左低右高倾斜地固定设置在第一腔室中部靠左的位置,倾斜式导流板(4-3)的下端与竖直设置在第一腔室下部的立板(4-14)的上端固定连接;所述波纹分流顶板(4-13)固定设置在第一腔室的上部,波纹分流顶板(4-13)的左端与倾斜式导流板(4-3)的上端连接,波纹分流顶板(4-13)的右端波纹状地向右延伸并连接在通透式稳流板(4-6)的左端,波纹分流顶板(4-13)上遍布其表面的设置有多个透孔,通透式稳流板(4-6)上遍布其表面地设置有多个通孔;所述立板(4-14)、倾斜式导流板(4-3)和波纹分流顶板(4-13)将第一腔室分为左右两个处理室,左部的处理室在立板(4-14)上端固定连接有分配格栅(4-1);所述分配格栅(4-1)表面设置有大量通孔,分配格栅(4-1)和立板(4-14)所隔离出来的空间设置有污水进液口(4-2);右部的处理室底部铺设有多根沿左右方向延伸的混合气管(4-4),所述混合气管(4-4)上部沿其长度方向均匀设置有多个出气端口(4-5);
第二腔室在纵向上设置有多排左右方向延伸的扰动棒(4-7),所述扰动棒(4-7)为电加热棒,多排扰动棒(4-7)的两端分别与驱动支架下部两端的驱动杆(4-8)固定连接,所述驱动支架由驱动机构作纵向上的往复运动,所述驱动机构包括固定设置于壳体(4-15)外部的支撑架(4-8-7)、与驱动支架固定连接的垂向摆臂(4-8-4)、与垂向摆臂(4-8-4)相对应地设置于支撑架(4-8-7)上的纵向的摆臂滑动槽(4-8-5)、一端转动连接于支撑架(4-8-7)后端的叉式曲臂(4-8-3)、转动连接于支撑架(4-8-7)中部的凸轮(4-8-6)、与凸轮(4-8-6)圆周上的一点转动连接的滑块(4-8-8)、与凸轮(4-8-6)同轴地连接于支撑架(4-8-7)上的一级齿轮(4-8-9)、转动连接于支撑架(4-8-7)上的二级齿轮(4-8-10)和固定连接于垂向摆臂(4-8-4)上的销栓(4-8-11);
垂向摆臂(4-8-4)滑动连接于所述摆臂滑动槽(4-8-5)中;销栓(4-8-11)与叉式曲臂(4-8-3)的另一端的U形开口槽滑动连接;在叉式曲臂(4-8-3)中部设有沿其长度方向延伸的滑槽二,滑块(4-8-8)滑动设置在滑槽二内部;一级齿轮(4-8-9)与二级齿轮(4-8-10)啮合连接;二级齿轮(4-8-10)与装配于扰动电机(4-8-1)输出轴上的变速齿轮(4-8-2)啮合;
第三腔室固定设置有两个分别分布在其左侧和右侧的隔板(4-11),两个隔板(4-11)将第三腔室分隔为三部分,分别为位于两侧的两个平衡室(4-12)和位于中部的透平室;每个隔板(4-11)遍布其表面地设置有多个水平排列的组合管式稳流通道(4-9),所述组合管式稳流通道(4-9)贯通平衡室(4-12)和透平室;右侧的平衡室(4-12)上端设置有排气口,右侧的平衡室(4-12)的右端设置有排水口;
所述透平室中固定设置有竖直的等间距排列的多根透平式反应填充柱(4-10),所述透平式反应填充柱(4-10)为圆柱状镂空网状结构;
所述透平式反应填充柱(4-10)包括透平网(4-10-7)及设置于透平网(4-10-7)内腔底部的搅拌叶轮(4-10-1)和吸附球托网(4-10-8);所述搅拌叶轮(4-10-1)由位于湍流床壳体(4-15)外部的电机驱动转动;所述吸附球托网(4-10-8)位于搅拌叶轮(4-10-1)上部,其为网状结构,其上部承托有四氯化碳吸附球(4-10-2),吸附球托网(4-10-8)的网眼直径小于四氯化碳吸附球(4-10-2)的直径;四氯化碳吸附球(4-10-2)为多个,其直径大于透平网(4-10-7)的网眼直径,并充满整个透平网(4-10-7)的上部空间中;透平网(4-10-7)内部在吸附球托网(4-10-8)上部还设有多根竖直排列的加热棒(4-10-3),多根加热棒(4-10-3)以透平网(4-10-7)中心轴为圆心地环向均匀分布,加热棒(4-10-3)与外部控制中心通过导线连接;在透平网(4-10-7)上部横向插设有与外部控制中心通过导线连接的温度传感器(4-10-6);在透平式反应填充柱(4-10)上部还设有喷淋装置,喷淋装置包括环形喷淋管、固定连接在环形喷淋管下端的多个均匀分布的喷淋头(4-10-4)、与环形喷淋管连接的喷淋主管(4-10-5);所述喷淋主管(4-10-5)与外部水泵连接。
2.根据权利要求1所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述高分子四氯化碳吸附球(4-10-2)由以下组分按重量份数配比组成:
去铁锰水250~475份,椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚42~84份,亚氨基二琥珀酸45~154份,N-环已基对甲苯磺酰胺41~58份,N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺44~101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47~108份,2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐44~67份,3,5-二羟基苯甲酸41~86份,铊纳米微粒49~104份,1-甲氨基-4-溴蒽醌42~84份,4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺32~75份,烷基磷酸酯钾盐33~69份,1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺44~84份,α-甲基四氢呋喃51~95份,质量浓度为41.5ppm~308.5ppm的硫酸单十二烷基酯钾盐74~128份。
3.根据权利要求2所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述铊纳米微粒的粒径为49.5μm~59.7μm。
4.根据权利要求3所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述高分子四氯化碳吸附球(4-10-2)由以下方法制备:
第1步:在机械搅拌罐中,加入去铁锰水和椰子油脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚,启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为43rpm~89rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至58.5℃~59.2℃,加入亚氨基二琥珀酸搅拌均匀,进行氢解脱卤化反应35~46分钟,加入N-环已基对甲苯磺酰胺,通入流量为34.2m3/min~75.5m3/min的氯气0.4~0.1小时;之后在机械搅拌罐中加入N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺,再次启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使温度升至75.5℃~108.2℃,保温35~46分钟,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,调整机械搅拌罐中溶液的pH值为4.8~8.9,保温35~275分钟;
第2步:另取铊纳米微粒,将铊纳米微粒在功率为5.754KW~11.196KW下超声波处理0.4~0.1小时;将铊纳米微粒加入到另一个机械搅拌罐中,加入质量浓度为45.7ppm~275.4ppm的1-甲氨基-4-溴蒽醌分散铊纳米微粒,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,使溶液温度在4.82×10℃~8.92×10℃之间,启动机械搅拌罐中的搅拌机,并以4.85×102rpm~8.98×102rpm的速度搅拌,调整pH值在4.8~8.9之间,保温搅拌0.5~1.1小时;之后停止反应静置5.7×10~11.1×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入1H-苯并三唑-1-基-N,N-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺,调整pH值在1.2~2.5之间,形成沉淀物用去铁锰水洗脱,通过离心机在转速4.748×103rpm~9.286×103rpm下得到固形物,在2.402×102℃~3.880×102℃温度下干燥,研磨后过510~630目筛,备用;
第3步:另取2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和第2步处理后铊纳米微粒,混合均匀后采用α反照辐射辐照,α反照辐射辐照的能量为32.758MeV~60.364MeV、剂量为80.19kGy~120.917kGy、照射时间为44~69分钟,得到性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物;将2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合物置于另一机械搅拌罐中,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定温度43.5℃~89.5℃,启动机械搅拌罐中的搅拌机,转速为35rpm~430rpm,pH调整到4.8~8.9之间,脱水44~58分钟,备用;
第4步:将第3步得到的性状改变的2-[(4-氨基-3-溴-9,10-二氢-9,10-二氧代-1-蒽基)氨基]-5-甲基苯磺酸单钠盐、3,5-二羟基苯甲酸和铊纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的机械搅拌罐中,流加速度为180.1mL/min~908.3mL/min;启动机械搅拌罐搅拌机,设定转速为49rpm~89pm;搅拌4~8分钟;再加入4-[(2,5-二氯苯基)偶氮]-3-羟基-N-苯基-2-萘甲酰胺,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,升温至79.8℃~116.9℃,pH调整到4.8~8.9之间,通入氯气通气量为34.6m3/min~75.8m3/min,保温静置69~99分钟;再次启动机械搅拌罐搅拌机,转速为44rpm~89rpm,加入烷基磷酸酯钾盐,使其反应液的亲水亲油平衡值为5.7~11.1,并使得pH调整到4.8~8.9之间,保温静置68~108分钟;
第5步:启动机械搅拌罐中的搅拌机,设定转速为41rpm~108rpm,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为4.454×102℃~9.209×102℃,保温68~108分钟后,加入α-甲基四氢呋喃,氢解脱卤化反应35~46分钟;之后加入硫酸单十二烷基酯钾盐,启动机械搅拌罐中的加压热重炉,设定机械搅拌罐内的温度为119.4℃~175.2℃,pH调整至4.8~8.9之间,压力为0.412MPa~0.422MPa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0MPa,降温至54.4℃~59.4℃出料,即得到高分子四氯化碳吸附材料。
5.根据权利要求4所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述分配格栅(4-1)上的通孔数量为20~30个;倾斜式导流板(4-3)与水平平的夹角60~70度。
6.根据权利要求5所述的一种扰动湍流床,其特征在于,波纹分流顶板(4-13)的波纹高度为20~30cm,波纹周期长度为40~60cm,波纹分流顶板(4-13)的透孔数量为30-80个。
7.根据权利要求6所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述混合气管(4-4)的数量为5-9根;所述出气端口(4-5)数量为20~40个。
8.根据权利要求7所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述通透式稳流板(4-6)通孔数量为30~80个。
9.根据权利要求8所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述扰动棒(4-7)在纵向上的数量为1~3排,每排的数量为5~10根,驱动支架驱动扰动棒(4-7)上下周期运动的频率为2~10Hz,上下运动的幅度为20~50cm。
10.根据权利要求9所述的一种扰动湍流床,其特征在于,所述透平式反应填充柱(4-10)数量为8-32个。
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