CN205999377U - 易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：包括并联的多个平板反应器，所述平板反应器包括反应器壳体、导流板、气液混合系统和排气管；所述的反应器壳体为长方体板式结构，表面为透光性材质；反应器顶面开有一个抽水口和两个出气口，抽水口与抽水管道相连，出气口连接一根弯管；反应器底面分别开有一个疏放口和一个进液口；所述的导流板为垂直设置的一对，与反应器等宽，高度为反应器的四分之三，材质为钢化玻璃或有机玻璃，把整个反应器分为中间的一个上升区和两侧的两个下降区。本实用新型的有益效果是：气液混合器利用射流器与静态混合器组合而成的一种用于气体和液体混合的专用混合器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种易于扩大的光生物平板反应器，尤其是一种高效气液混合传质的光生物平板反应器。
背景技术
光生物平板反应器具有较大的比表面积，结构简单，造价低，适用于火力发电厂微藻固碳的工程化应用。现平板反应器多处于实验研究阶段，多为中小型装置，因单纯的比例放大会导致反应器结构强度降低，藻液循环流速减慢、气液传质效果减差，扰动减弱后导致生成的氧气无法及时排出直接导致微藻培养效率大幅度下降，且实验阶段的小型平板反应器导流板构造复杂的无法满足工程化长时间无故障运行。常规的曝气式反应器，由于曝气管道的特性，通过微孔材料产生的气泡容易在水中形成大尺寸气泡而溢出水面，传质效率低，无法使二氧化碳较好地与微藻接触，气泡上升速度快，传质时间短，气液混合器利用气液混合器中负压的环境加速气液混合，而且布气管道淹没于污水中，腐蚀性较大，不易维修管理，噪音大等。
实用新型内容
本实用新型针对现有气升式反应器中气液传质效率低，二氧化碳利用率不高、藻液混合效果差，无法满足微藻固碳工程化应用的要求。本专利实用新型一种易于扩大的新型气液混流式光生物平板反应器装置，旨在提高大型光生物反应器的结构强度、光生物反应器的气液传质效率及微藻固碳效率，实现平板反应器放大、藻液的循环流动和高效的气液传质混合效果，为其大规模工程化应用提供可能。
为实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：这种易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：包括并联的多个平板反应器，所述平板反应器包括反应器壳体、导流板、气液混合系统和排气管；所述的反应器壳体为长方体板式结构，表面为透光性材质；反应器顶面开有一个抽水口和两个排气管，抽水口与抽水管道相连，排气管连接一根弯管；反应器底面分别开有一个疏放口和一个进液口；所述的导流板为垂直设置的一对，与反应器等宽，高度为反应器的四分之三，材质为钢化玻璃或有机玻璃，把整个反应器分为中间的一个上升区和两侧的两个下降区；所述的气液混合系统包括气液混合器、阀门、 输气管道、输液管道、气泵和液泵；输液管道由反应器顶部出水口接出，通过液泵接入气液混合器；输气管道由净烟道接出，由气泵输入进入气液混合器，与藻液混合后射入反应器。
作为优选：上升区和两侧的两个下降区对应的体积比为2:1:1。
作为优选：所述气液混合器位于两个导流板之间。
作为优选：所述的排气管由弯管构成，每个反应器顶部有两个排气管。
作为优选：反应器壳体高4米，长3米，宽0.5米；导流板底部高于反应器壳体底部0.3米，导流板顶部低于反应器壳体顶部0.7米。
作为优选：所述平板反应器为并联的平板反应器I、平板反应器II和平板反应器III。
作为优选：所述的反应器壳体为钢架结构，表平面材质为钢化玻璃或有机玻璃。
本实用新型的有益效果是：
气液混合器利用射流器与静态混合器组合而成的一种用于气体和液体混合的专用混合器。由于射流和空气之间的粘滞作用，把喷嘴附近空气带走，使喷嘴附近形成真空，烟气被源源不断的吸入射流器内，混合液在喉管中强烈混合搅动，使空气泡粉碎成雾状，继而在扩散管内，由于速头变成压头，微细气泡进一步压缩，二氧化碳迅速的转移到藻液中，形成气液混合体，由扩散管排出，二氧化碳在水体中以细微气泡上升，在整个过程中形成高效的物质传递。在反应器中气泡越小、上升的速度越慢、停留的时间越短、其气液传质效率就越好。该气液混合器射出的气液混合流在进入反应器后，气泡以微米级气泡存在，具有较高的传质效率。
两块导流板把反应器分割成左中右三个区域，分别对应为降流区，升流区，降流区，对应的体积比为1:2:1，气液混合器喷射出的流体促使上升区的藻液向上运动，该流体气含率较高，密度小较容易向上运动，两者的协同作用能使上升区和下降区形成良好的藻液循环。流体混合促使藻液获得更加均匀的光照，更好地获得营养物质。
气液混合器不需要布满整个池底就能够充分地混合，可以显著节省安装时间和安装费用。该专利要求在于气液混合器布置安装于反应器底部，其特点在于不会像曝气器一样产生水雾和泡沫。
可实现烟气通入与气液混合单独控制，可根据微藻的生长特性分别调节烟气的通入量和藻液循环周期，达到最适合藻类生长的生长环境。
传统曝气管由于孔径较小，在盐水环境中容易产生结晶堵塞，使用寿命较短，维修不方便。本专利设计避免了小孔设计，且气液混合后冲刷洗涤，装置可做到终身免堵塞。整个系统中最细的部分是喷嘴，但其内径依然超过50mm，并且此处是高速喷射的位置，强烈冲刷作用使得结垢和结晶无法形成，其它部分都是DN300-700的管道，不存在堵塞。
附图说明
图1为本反应器结构系统图；
图2为气液混合器示意图；
附图标记说明：1-平板反应器I、2-平板反应器II、3-平板反应器III、4-反应器壳体、5-导流板、6-出水口、7-排气管、8-循环管道、9-反应器底面、10-疏放口、11-进液口、12-气液混合器、13-阀门、14-输气管道、15-输液管道、16-气泵、17-液泵、18-喷嘴、19-吸气口、20-吸气室、21-混合管、22-扩散管。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
如图1至图2所示，本实施例的易于扩大的气液混流式光生物平板反应器装置包括平板反应器I1、平板反应器II2和平板反应器III3，各反应器由统一的管路并联提供气液流，形成一个放大的反应器系统；所述的平板反应器包括反应器壳体4、导流板5、气液混合系统6、排气管7。
所述的反应器壳体4为长方体板式结构，其结构为钢架结构，表平面材质为钢化玻璃或有机玻璃等透光性较强的材质，反应器高4米，长3米，宽0.5米。反应器顶面8开有一个抽水口6和两个排气管7，抽水口6与抽水管道相连，排气管7连接一根弯管。反应器底面9分别开有一个疏放口10和一个进液口11。
所述的导流板5垂直设置，与反应器等宽，高度为反应器的四分之三，材质为钢化玻璃或有机玻璃，其底部高于反应器底部0.3米，顶部低于反应器顶部0.7米，把整个反应器分为一个上升区和两个下降区，其导流板设置能促进反应器藻液的环流增加扰动，其结构设置有利于反应器整体加固。
所述的气液混合系统6包括气液混合器12、阀门13、输气管道14，输液管道15、气泵16、液泵17。藻液循环管路15由反应器顶部出水口6接出，通过输液泵接入气液混合器12；输气管道14由净烟道接出，由气泵输入进入气液混合器12，与藻液混合后射入反应器。
所述的排气管7由弯管构成，每个反应器顶部有两个排气管7，能排出多余的二氧化碳和生成的氧气，并能防止异物通过排气管7进入。
所述的平板反应器通过钢架结构并联的平板反应器I1、平板反应器II2和平板反应器III3，实现平板反应器系统化扩大，单个反应器高4米，长3米，宽0.5米，表平面由玻璃、有机玻璃等透光性较强的材质构成；反应器内置导流板-5，导流板长度3米，与平板反应器前后连接在一起，形成一个整体，导流板5起到加筋板的作用，加强了结构，导流板5把反应器分割成左中右三个区域，分别对应为降流区，升流区，降流区，对应的体积比为1:2:1。通过反应器顶部出水口6，输液管道15、液泵17形成藻液循环体系。顶部设排气管7用于排出氧气与多余烟气。通过气泵16和输气管道14将烟气送至气液混合器12，与藻液充分混合后射入反应器。
Claims (7)
1.一种易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：包括并联的多个平板反应器，所述平板反应器包括反应器壳体(4)、导流板(5)、气液混合系统和排气管(7)；所述的反应器壳体(4)为长方体板式结构，表面为透光性材质；反应器顶面(8)开有一个抽水口(6)和两个排气管(7)，抽水口(6)与抽水管道相连，排气管(7)连接一根弯管；反应器底面(9)分别开有一个疏放口(10)和一个进液口(11)；所述的导流板(5)为垂直设置的一对，与反应器等宽，高度为反应器的四分之三，材质为钢化玻璃或有机玻璃，把整个反应器分为中间的一个上升区和两侧的两个下降区；所述的气液混合系统包括气液混合器(12)、阀门(13)、输气管道(14)、输液管道(15)、气泵(16)和液泵(17)；输液管道(15)由反应器顶部出水口(6)接出，通过液泵(17)接入气液混合器(12)；输气管道(14)由净烟道接出，由气泵(16)输入进入气液混合器(12)，与藻液混合后射入反应器。
2.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：上升区和两侧的两个下降区对应的体积比为2:1:1。
3.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：所述气液混合器(12)位于两个导流板(5)之间。
4.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：所述的排气管(7)由弯管构成，每个反应器顶部有两个排气管(7)。
5.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：反应器壳体(4)高4米，长3米，宽0.5米；导流板(5)底部高于反应器壳体(4)底部0.3米，导流板(5)顶部低于反应器壳体(4)顶部0.7米。
6.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：所述平板反应器为并联的平板反应器I(1)、平板反应器I I(2)和平板反应器I I I(3)。
7.根据权利要求1所述的易于扩大的气液混合传质光生物平板反应器装置，其特征在于：所述的反应器壳体(4)为钢架结构，表平面材质为钢化玻璃或有机玻璃。
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