CN114956253A - 多级连续流动型光催化降解装置 - Google Patents

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贺红斌
李前根
徐凯旋
魏佳怡
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Abstract

本发明公开了多级连续流动型光催化降解装置，包括原料罐，原料罐依次通过管路连接有原料输送泵、进料流量计、反应器、产物罐，反应器外设置有光源，沿反应器内长向依次设置有多个液体再分布盘，液体再分布盘上均匀开设有多个通孔，液体再分布盘上涂有光催化剂；原料罐与原料输送泵之间设置有第一阀门，反应器与产物罐之间设置有第二阀门。能实现连续流动光催化反应，可以有效控制反应效率，大幅度提高光催化活性。

Description

多级连续流动型光催化降解装置
技术领域
本发明属于光催化反应设备技术领域，涉及一种多级连续流动型光催化降解装置。
背景技术
随着社会的发展，日益严重的水污染已经极大地影响和危及到人类的生命，特别是众多有机化合物所造成的危害是持久性的。然而，高速发展也给人类带来了严重的困境，即能源短缺和环境污染。因此，高效、深度处理有机污染物对水净化具有重要的现实意义。在众多的处理方法中，光催化氧化技术具有条件温和、无二次污染、可深度降解等优点。因此利用太阳能产生可再生能源和改善环境的光催化技术被认为是解决危机的有效途径。到目前为止，光催化反应装置存在大量的缺陷：1.由于反应器设计的局限性，导致只能采用定量间歇式催化反应；2.反应时间长，效率低下；3.由于光催化反应器设计原因，导致取样口取样不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种多级连续流动型光催化降解装置，解决了现有技术中存在的只能采用定量间歇式催化反应的问题。
本发明所采用的技术方案是，多级连续流动型光催化降解装置，包括原料罐，原料罐依次通过管路连接有原料输送泵、进料流量计、反应器、产物罐，反应器外设置有光源，沿反应器内长向依次设置有多个液体再分布盘，液体再分布盘上均匀开设有多个通孔，液体再分布盘上涂有光催化剂；原料罐与原料输送泵之间设置有第一阀门，反应器与产物罐之间设置有第二阀门。
本发明的特点还在于：液体再分布盘表面包覆有无纺布层，光催化剂喷涂在无纺布层表面。
反应器内壁上设置有卡槽，液体再分布盘两端位于卡槽内。
液体再分布盘与反应器侧壁呈30-90°夹角。
第一阀门与原料输送泵之间设置有第一三通阀，第一三通阀通过第三阀门与产物罐连通，反应器与第二阀门之间设置有第二三通阀，第二三通阀通过第四阀门与原料罐连通。
产物罐上连接有出口管，出口管上设置有第五阀门。
本发明的有益效果是：
本发明多级连续流动型光催化降解装置，能实现连续流动光催化反应，可以有效控制反应效率，大幅度提高光催化活性；可以采用全密闭环境实现挥发性物质的降解；连续测试反应效率不合格时启动备用循环系统，提高反应效率；采用连续流动性光催化反应，不需要冷却循环水，节约能耗。
附图说明
图1是本发明多级连续流动型光催化降解装置的结构示意图；
图2是本发明多级连续流动型光催化降解装置内反应器的结构示意图；
图3是本发明多级连续流动型光催化降解装置内液体再分布盘的结构示意图。
图中：1.原料罐，2.原料输送泵，3.进料流量计，4.反应器，5.产物罐，6.光源，7.液体再分布盘，8.卡槽，9.第一阀门，10.第二阀门，11.第一三通阀，12.第三阀门，13.第二三通阀，14.第四阀门，15.出口管，16.第五阀门，17.通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
多级连续流动型光催化降解装置，如图1所示，包括原料罐1，原料罐1依次通过管路连接有原料输送泵2、进料流量计3、反应器4、产物罐5，反应器4外设置有光源6，沿反应器4内长向依次设置有多个液体再分布盘7，如图2所示，液体再分布盘7上均匀开设有多个通孔17，液体再分布盘7上涂有光催化剂；原料罐1与原料输送泵2之间设置有第一阀门9，反应器4与产物罐5之间设置有第二阀门10。第一阀门9与原料输送泵2之间设置有第一三通阀11，第一三通阀11通过第三阀门12与产物罐5连通，反应器4与第二阀门10之间设置有第二三通阀13，第二三通阀13通过第四阀门14与原料罐1连通。当连续测试反应效率不合格时，采用连续循环测试反应效率，关闭第一阀门9、第四阀门14，打开第二阀门10、第三阀门12，直至在产物罐5中取样检测反应效率合格。产物罐5上连接有出口管15，出口管15上设置有第五阀门16。本实施例中，第一阀门9、第二阀门10、第三阀门12、第四阀门14、第五阀门16均为截止阀。
进一步的，液体再分布盘7表面包覆有无纺布层，光催化剂喷涂在无纺布层表面。如图3所示，反应器4内壁上设置有卡槽8，液体再分布盘7两端位于卡槽8内。液体再分布盘7与反应器4侧壁呈30-90°夹角。
通过以上方式，本发明多级连续流动型光催化降解装置，能实现连续流动光催化反应，可以有效控制反应效率，大幅度提高光催化活性；可以采用全密闭环境实现挥发性物质的降解；连续测试反应效率不合格时启动备用循环系统，提高反应效率；采用连续流动性光催化反应，不需要冷却循环水，节约能耗。
实施例1
以降解罗丹明B为例，多级连续流动型光催化反应装置的各个部件用去离子水冲洗干净。将100mg光催化剂超声溶解在去离子水溶液中，然后将催化剂去离子水溶液均匀的喷涂在无纺布层表面，然后用烤灯烘干样品。将液体再分布盘7装载在反应器4内，将反应器4接入多级连续流动型光催化降解装置中，在原料罐1中充入200ml罗丹明B废液，打开阀门第一阀门9、第二阀门10，打开原料输送泵2，利用进料流量计3控制流速，打开光源6，在产物罐5中取样检测反应效率。通过液体紫外每间隔10min进行一次测样，累计测样3次，得到罗丹明B降解率为99.7％。
实施例2
以降解苯酚为例，多级连续流动型光催化反应装置的各个部件用去离子水冲洗干净。将200mg光催化剂超声溶解在去离子水溶液中，然后将催化剂去离子水溶液均匀的喷涂在无纺布层表面，然后用烤灯烘干样品。将液体再分布盘7装载在反应器4内，将反应器4接入多级连续流动型光催化降解装置中，在原料罐1中充入200ml苯酚废液，打开阀门第一阀门9、第二阀门10，打开原料输送泵2，利用进料流量计3控制流速，打开光源6，采用连续循环测试反应效率，关闭第一阀门9、第四阀门14，打开第二阀门10、第三阀门12，直至在产物罐5中取样检测反应效率合格。通过液体紫外每间隔30min进行一次测样，累计测样3次，得到苯酚降解率为95.1％。

Claims (6)

1.多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，包括原料罐(1)，所述原料罐(1)依次通过管路连接有原料输送泵(2)、进料流量计(3)、反应器(4)、产物罐(5)，所述反应器(4)外设置有光源(6)，沿所述反应器(4)内长向依次设置有多个液体再分布盘(7)，所述液体再分布盘(7)上均匀开设有多个通孔(17)，所述液体再分布盘(7)上涂有光催化剂；所述原料罐(1)与原料输送泵(2)之间设置有第一阀门(9)，所述反应器(4)与产物罐(5)之间设置有第二阀门(10)。
2.根据权利要求1所述的多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，所述液体再分布盘(7)表面包覆有无纺布层，所述光催化剂喷涂在无纺布层表面。
3.根据权利要求1所述的多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，所述反应器(4)内壁上设置有卡槽(8)，所述液体再分布盘(7)两端位于卡槽(8)内。
4.根据权利要求1所述的多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，所述液体再分布盘(7)与反应器(4)侧壁呈30-90°夹角。
5.根据权利要求1所述的多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，所述第一阀门(9)与原料输送泵(2)之间设置有第一三通阀(11)，所述第一三通阀(11)通过第三阀门(12)与产物罐(5)连通，所述反应器(4)与第二阀门(10)之间设置有第二三通阀(13)，所述第二三通阀(13)通过第四阀门(14)与原料罐(1)连通。
6.根据权利要求1所述的多级连续流动型光催化降解装置，其特征在于，所述产物罐(5)上连接有出口管(15)，所述出口管(15)上设置有第五阀门(16)。
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