CN206985775U - 环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置，其技术方案是：包括反应器主体、氙灯装置、磁力搅拌装置和可调直流稳压电源装置。反应器主体包括石英玻璃管、冷却夹套和阴阳环形电极。冷却夹套固定于石英玻璃管外层，夹套外层有接口一、接口二，用以连接流通回流水使石英玻璃管内的温度保持恒定，石英玻璃管下部设有取样口；阴阳环形电极中，阳极板在外环，阴极板在内部，投入粒子电极作为第三电极，同时作为光催化材料。氙灯装置固定于反应器主体正上方，反应器主体置于磁力搅拌装置上，磁力搅拌装置包括核心直流电机，转速按钮，电源指示灯和开关按钮。磁力转子置于石英玻璃管内，光催化材料置于石英玻璃管底部。

Description

环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别涉及一种环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置。

背景技术

近年来，随着科学技术的快速发展和人类活动的不断增加，因而环境资源不断发生改变，各类污染源排放污水的复杂性不断增加。众所周知，废水对环境造成的影响非常严重，特别是那些高浓度、高色度、难降解废水的排放问题，给环境的治理带来很大的困难。近年来废水处理研究的过程中，我们普遍关注的是利用常规的水处理方法，如物理法、物理化学法、生物法等，这些方法针对难降解废水的处理效果不好，有很大的局限性。因此，研究深度处理废水的方法，有利于对废水污染加以深度处理，具有很强的现实意义。

光催化氧化是高级氧化技术的一种，这种氧化方法降解有机污染物时无选择性，并能使之完全矿化，具有适用范围广、反应速率快、氧化能力强等特点。但反应过程中存在光生-电子空穴对复合率快的缺点，导致量子效率低。电催化通过电催化氧化体系中产生的羟基自由基与污染物直接反应，羟基自由基的反应速率高，不存在选择性，对几乎所有的有机物均能进行反应，效果稳定，不会随水中残留有机物的变化而变化，从而为从事环境工作者所重视。基于此，光催化协同电催化进行处理废水是比较理想的选择。但是，该技术在实际应用中仍存在着一些问题，缺少光催化协同电催化的配套反应设备，传统的反应器限制了实验条件和研究思路。因此，本专利从提高催化剂与废水的反应效率出发，为催化反应提供合适稳定的反应环境，开发了一种环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置，有利于对有机污染溶液同时进行光电催化降解研究，为实验室及工业推广应用奠定了基础。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置。

其技术方案是：包括反应器主体、氙灯装置、磁力搅拌装置和可调直流稳压电源装置。反应器主体包括石英玻璃管、冷却夹套和阴阳环形电极。冷却夹套固定于石英玻璃管外层，夹套外层有接口一、接口二，用以连接流通回流水使石英玻璃管内的温度保持恒定，石英玻璃管下部设有取样口，方便取样；阴阳环形电极中，阳极板在外环，阴极板在内部，两者上部用夹子固定在固定板上，阳极板和阴极板都是环形板，充分利用极板的面积，加大与废水的接触面积，提高催化效率，投入粒子电极作为第三电极，同时作为光催化材料，进一步提高废水的去除效果。氙灯装置固定于反应器主体正上方，光源发出的光线可均匀直射到石英玻璃管内，通过调节光源与石英玻璃管的距离和光源的功率，控制反应器中的光照强度。反应器主体置于磁力搅拌装置上，磁力搅拌装置由铸铁制成，包括核心直流电机，转速按钮，电源指示灯和开关按钮。磁力转子置于石英玻璃管内，光催化材料置于石英玻璃管底部，通过磁力搅拌装置和磁力转子的搅拌作用，使光催化材料与废水溶液得以充分的接触与反应。通过控制磁力搅拌装置的转速控制光催化材料与废水溶液的接触状态。

所述的反应器主体具有配套的可调直流稳压电源装置，可调直流稳压电源装置主要包括可调直流稳压电源指示灯、可调直流稳压电源电压调节按钮、可调直流稳压电源电流调节按钮、可调直流稳压电源正极输出端和可调直流稳压电源负极输出端。

本实用新型的有益效果是：不同于传统的催化反应装置，采用光电协同催化作用，光线强度调节灵活方便；通过调节可调直流稳压电源装置，控制电流/电压的输出，提高电催化效果。阳极板和阴极板都是环形板，充分利用极板的面积，加大与废水的接触面积，提高效率。在极板间投入粒子电极作为第三电极，进一步加大废水的去除效果，同时粒子电极作为光催化材料进行光催化氧化作用，光电协同降解污染物。采用石英玻璃材质，在保证强度、耐高温耐腐蚀、化学稳定性好的同时，装置更加轻便；通过调节磁力搅拌装置的转速，可控制最佳的流化状态，使光催化材料和废水溶液充分的接触与反应。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的磁力搅拌装置结构图；

附图3是本实用新型的可调直流稳压电源装置结构图；

上图中：氙灯装置1，石英玻璃管2，冷却夹套3，接口一4，接口二5，取样口6，阳极板7，阴极板8，粒子电极(光催化材料)9，磁力转子10，磁力搅拌装置11，电源指示灯12，开关按钮13，核心直流电机14，转速按钮15，可调直流稳压电源指示灯16，可调直流稳压电源电压调节按钮17，可调直流稳压电源电流调节按钮18，可调直流稳压电源正极输出端19，可调直流稳压电源负极输出端20。

具体实施方式

结合附图1、2和3，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型包括反应器主体、氙灯装置1、磁力搅拌装置11和可调直流稳压电源装置；反应器主体包括石英玻璃管2、冷却夹套3和阴阳环形电极。冷却夹套3固定于石英玻璃管2外层，夹套外层有接口一4、接口二5，用以连接流通回流水使石英玻璃管2内的温度保持恒定，石英玻璃管2下部设有取样口6，方便取样；阴阳环形电极中，阳极板7在外环，阴极板8在内部，两者上部用夹子固定在固定板上，阳极板7和阴极板8都是环形板，充分利用极板的面积，加大与废水的接触面积，提高催化效率，投入粒子电极9作为第三电极，同时作为光催化材料9，进一步提高废水的去除效果。氙灯装置1固定于反应器主体正上方，光源发出的光线可均匀直射到石英玻璃管2内，通过调节光源与石英玻璃管2的距离和光源的功率，控制反应器中的光照强度。反应器主体置于磁力搅拌装置11上，磁力搅拌装置11由铸铁制成，包括电源指示灯12、开关按钮13、核心直流电机14和转速按钮15。磁力转子10置于石英玻璃管2内，光催化材料9置于石英玻璃管2底部，通过磁力搅拌装置11和磁力转子10的搅拌作用，使光催化材料9与废水溶液得以充分的接触与反应。通过控制磁力搅拌装置11的转速控制光催化材料9与废水溶液的接触状态。

所述的反应器主体具有配套的可调直流稳压电源装置，可调直流稳压电源装置主要包括可调直流稳压电源指示灯16、可调直流稳压电源电压调节按钮17、可调直流稳压电源电流调节按钮18、可调直流稳压电源正极输出端19和可调直流稳压电源负极输出端20。

进一步工作时，将本实用新型装置与可调直流稳压电源装置连接起来，提供稳定的电压/电流；同时将本实用新型装置与磁力搅拌装置连接起来，使得磁力搅拌装置可以持续而均匀的为催化体系提供一个充足的流化状态，使光催化材料与废水接触更均匀。同时光催化材料作为粒子电极也可以均匀分布在废水中，光电协同催化降解污染物；冷却夹套固定在石英玻璃管外层，可以保持反应器中温度恒定。该套实验装置，可使用领域较多，可根据实验目的灵活使用，

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述阐述的技术方案加以改型或变更为等同变化的等同实例。凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据实用新型的技术方案对上述实施例进行的任何简单修改、变更或改型，均属于本实用型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置，其特征是：包括反应器主体、氙灯装置(1)、磁力搅拌装置(11)和可调直流稳压电源装置；反应器主体包括石英玻璃管(2)、冷却夹套(3)和阴阳环形电极；冷却夹套(3)固定于石英玻璃管(2)外层，夹套外层有接口一(4)、接口二(5)，用以连接流通回流水使石英玻璃管(2)内的温度保持恒定，石英玻璃管(2)下部设有取样口(6)；阴阳环形电极中，阳极板(7)在外环，阴极板(8)在内部，两者上部用夹子固定在固定板上，阳极板(7)和阴极板(8)都是环形板，投入粒子电极(9)作为第三电极，同时作为光催化材料(9)，氙灯装置(1)固定于反应器主体正上方，光源发出的光线可均匀直射到石英玻璃管(2)内，反应器主体置于磁力搅拌装置(11)上，磁力搅拌装置(11)由铸铁制成，包括电源指示灯(12)、开关按钮(13)、核心直流电机(14)和转速按钮(15)；磁力转子(10)置于石英玻璃管(2)内，光催化材料(9)置于石英玻璃管(2)底部。

2.根据权利要求1所述的环形电极板三维电催化协同光催化流化床反应装置，其特征是：所述的反应器主体具有配套的可调直流稳压电源装置，可调直流稳压电源装置主要包括可调直流稳压电源指示灯(16)、可调直流稳压电源电压调节按钮(17)、可调直流稳压电源电流调节按钮(18)、可调直流稳压电源正极输出端(19)和可调直流稳压电源负极输出端(20)。