CN208345822U - 三维多电极电催化流化床反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三维多电极电催化流化床反应装置，其技术方案是：包括反应器主体、进出水系统、多组电极板、直流电源装置和磁力搅拌装置。所述反应器主体包括石英玻璃容器和恒温回流装置，石英玻璃容器的上下方分别有废水的进出水口，与进出水系统相连接，恒温回流装置在石英玻璃容器的外侧，上下各有一个接口，通过连续通入回流水使反应器内保持恒定温度；所述的进出水系统包括进口流量计、进水泵和阀门；所述的多组电极板一端位于石英玻璃容器内，另一端分别与电源的正负两极相连，并且所有的极板都互相平行，同时在容器内投加粒子电极，增强处理效果；所述的磁力搅拌装置位于石英玻璃容器正下方，通过调节转速改变容器内流体状态。

Description

三维多电极电催化流化床反应装置

技术领域

本实用新型涉及一套实验装置，特别涉及一种三维多电极电催化流化床反应装置。

背景技术

压裂施工是油田生产中重要的组成部分之一，也是增产增注的重要措施。压裂作业后压裂废液的排放会对油田附近的地层以及水源造成污染。压裂作业排出的残余压裂液具有高浊度、粘度大和COD高等特点，环保达标处理难度大，是油田污水中处理难度最大的废水之一。体积压裂液成分复杂、化学药剂种类繁多、含量大，主要是瓜胶、聚丙烯酰胺等化学药剂，同时含有SRB菌、硫化物等，总硫含量在20mg/L左右，氯离子及以铁为主的重金属离子含量也相对较髙。因此非常规的水处理办法，如化学絮凝、化学氧化和生物法等，往往难以实现达标排放。

目前电催化处理体积压裂液废水是相对高效的处理方法，已被逐渐应用于废水处理工程中。但是目前的电催化技术方法很多都比较单一，没有很好地与之配套的反应设备，因此，大量催化剂不能得到很好地利用。本专利旨在研究一种三维多电极电催化流化床反应器，通过设计这种反应器，投加催化剂作为粒子电极，从而增强处理效果，并且改进传统反应器的一系列缺陷，优化实际工业废水处理，对废水污染加以深度处理，具有很强的现实意义。

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，提供一套三维多电极电催化流化床反应装置。

其技术方案是：包括反应器主体、进出水系统、多组电极板、电极板相连接的直流电源装置和磁力搅拌装置。所述反应器主体包括石英玻璃容器和恒温回流装置，石英玻璃容器的上下方分别有废水的进出水口，恒温回流装置在石英玻璃容器外侧的上下各有一个接口，下口为进水口，上口为出水口，从下口连续通入恒定温度的回流水使反应器主体内保持恒定的温度，从而使反应温度恒定；所述的进出水系统包括进口流量计、进水泵和阀门，通过进水系统来控制进水量和水力停留时间；所述的多组电极板一端位于石英玻璃容器内，另一端分别与电源的正负两极相连，并且说所有的阴极板与阳极板互相平行，充分利用多个极板的面积，加大了与废水的接触面积，提高处理效率，同时在容器内投加粒子电极，增强处理效果；所述的直流电源装置是可调直流稳压电源装置，主要包括电流电压显示屏、电压调节按钮、电流调节按钮、电源正极输出端、电源负极输出端和开关按钮；所述的磁力搅拌装置位于反应器主体正下方，包括核心直流电机、转速按钮、电源指示灯和开关按钮，通过调节转速来控制反应器内流体状态，改变电催化反应速率。

本实用新型的有益效果是：不同于传统的电催化反应装置，采用多对电极与粒子电极相结合，不仅增大了极板与废水的接触面积，提高了处理效果，而且由于作为粒子电极催化剂的存在，能够进行氧化作用，大大增强了催化处理效果；反应器主体采用透明石英材料制成，不仅耐酸耐碱耐腐蚀，还更方便实验人员观察反应器内部的流体状态，外部的恒温回流装置可以保证反应器温度的恒定，进出水系统可以控制进水量和水力停留时间；采用可调直流稳压电源，通过控制电压和电流的输出，提高电催化的处理效果；通过调节电磁搅拌器的转速，可选择效果最佳的流体状态，提高反应效率。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的搅拌控制装置结构图；

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：进水泵1，进水阀门2，进口流量计3，废水进水口4，废水出水口5，出水阀门6，石英玻璃容器7，恒温回流装置8，回流水出水口9，回流水进水口10，阳极板11，阴极板12，粒子电极(催化剂)13，磁力搅拌装置14，转子15，磁力搅拌装置开关按钮16，电源指示灯17，转速调节旋钮18，核心直流电机19，可调直流稳压电源20，电压调节旋钮21，电流调节旋钮22，电压电流显示屏23，电源负极输出端24，电源正极输出端25，可调直流稳压电源开关26。

具体实施方式

结合附图1、附图2和附图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、进出水系统、多组电极板、电极板相连接的直流电源装置和磁力搅拌装置。反应器主体由石英玻璃容器7和恒温回流装置8组成，废水经过进水泵1、进水阀门2、进口流量计3后，由废水进水口4进入石英玻璃容器7，处理后的废水由废水出水口5排出。恒温回流装置8在石英玻璃容器7的外侧，上下各有一个接口，下口为回流水进水口10，上口为回流水出水口9，连续通入恒定温度的回流水使反应器主体内保持恒定的温度，从而使反应温度恒定。石英玻璃容器7内有多组电极板，所有的阳极板11和阴极板12都互相平行，充分利用多个极板的面积，加大了与废水的接触面积，提高处理效率，同时投加粒子电极13，增强处理效果。电磁搅拌装置14位于反应器主体的下方，包括转子15、磁力搅拌装置开关按钮16、电源指示灯17、转速调节旋钮18和核心直流电机19，转子15位于石英玻璃容器7内，通过调节转速来控制流体状态，使粒子电极(催化剂)13与废水充分混匀。与反应器配套的可调直流稳压电源20包括电压调节旋钮21、电流调节旋钮22、电压电流显示屏23、电源负极输出端24、电源正极输出端25和可调直流稳压电源开关26，电源负极输出端24和电源正极输出端25分别与电极板的阴阳两极相连，可通过电压调节旋钮21和电流调节旋钮22改变电源的输出电压和输出电流。

进一步的工作时，将本实用新型装置与磁力搅拌装置连接起来，使搅拌装置可以稳定的为电催化体系提供一个湍流环境，使粒子电极与废水均匀接触。同时将本实用新型装置与可调直流稳压电源装置连接起来，为催化体系提供持续的电压和电流。与此同时，恒温回流装置通过持续的回流水，保持反应体系的温度恒定。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 (3)

1.一种三维多电极电催化流化床反应装置，其特征是：包括一个反应器主体、进出水系统、多组电极板、电极板相连接的直流电源装置和磁力搅拌装置，反应器主体由石英玻璃容器(7)和恒温回流装置(8)组成，石英玻璃容器(7)上下方设有废水进水口(4)和废水出水口(5)，恒温回流装置(8)在石英玻璃容器(7)的外侧，上下各有一个接口，下口为回流水进水口(10)，上口为回流水出水口(9)，通过连续通入回流水使反应器内温度恒定，进出水系统包括进水泵(1)、进水阀门(2)、出水阀门(6)和进口流量计(3)，石英玻璃容器(7)内有多组电极板，所有的阳极板(11)和阴极板(12)都互相平行，加大了与废水的接触面积，提高处理效率，同时投加粒子电极(13)，增强处理效果，电磁搅拌装置(14)位于反应器主体的下方，包括磁力搅拌装置开关按钮(16)、电源指示灯(17)、转速调节旋钮(18)和核心直流电机(19)，转子(15)位于石英玻璃容器(7)内，通过调节转速来控制反应器内的流体状态，而且使粒子电极(13)与废水充分混匀，可调直流稳压电源(20)包括电压调节旋钮(21)、电流调节旋钮(22)、电压电流显示屏(23)、电源负极输出端(24)、电源正极输出端(25)和可调直流稳压电源开关(26)，电源负极输出端(24)和电源正极输出端(25)分别与电极板的阴阳两极相连，可通过电压调节旋钮(21)和电流调节旋钮(22)改变电源的输出电压和输出电流。

2.根据权利要求1所述的三维多电极电催化流化床反应装置，其特征是：所述的进出水系统包括进水泵、进口流量计和阀门，废水经过进水泵(1)、进水阀门(2)、进口流量计(3)后，由废水进水口(4)进入石英玻璃容器(7)，处理后的废水由废水出水口(5)排出，通过进出水系统可以控制废水的进水量和水力停留时间。

3.根据权利要求1所述的三维多电极电催化流化床反应装置，其特征是：所述的多组电极板包括五块阳极板(11)和四块阴极板(12)，所有的电极板都互相平行，加大了与废水的接触面积，提高了处理废水的效率。