CN209815730U - 一种管式光纤传导光催化反应器 - Google Patents

Abstract

一种管式光纤传导光催化反应器，属于污水处理设备技术领域，用于对有机污水进行处理。其技术方案是：它包括内管、外管，内管的两端分别有反应器进料口和反应器出料口，外管套装在内管外周，外管壁和内管壁之间的间隙形成夹套，内管壁上均布有多个内管光纤出口，光纤线束和热电偶线束分别通过外管壁的反应器光纤接口和反应器热电偶接口接入到夹套内，光纤分别与内管壁的内管光纤出口相连接，热电偶导线分别与多个热电偶相连接，多个热电偶在夹套内均布，内管中填充有光催化剂，外管和内管之间的夹套中有换热介质。本实用新型结构简单、使用方便、运行稳定、不易损坏，可以对有机污水进行快速有效地处理，并可使设备中的水电彻底隔离，安全性高。

Description

一种管式光纤传导光催化反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于有机污水处理的管式光纤传导光催化反应器，属于污水处理设备技术领域。

背景技术

印染、制药等行业产生的重污染有机污水，含有高浓度生物难降解有机污染物，如苯酚及其衍生物、多环芳烃、杂环化合物、有机磷、有机氯等，环境危害大，生物处理难度高，难以一次处理达标。光催化污水处理技术，主要是利用半导体光催化剂在紫外光作用下产生光生电子-空穴，进而生成超氧负离子和羟基自由基，完全矿化有机污染物。具有无二次污染、环保、高效、经济等优点。光催化反应器作为光化学反应场所，其安全性和高效性直接关系光催化的安全和效果。现有技术中，多以石英管为反应场所，一旦发生管路破损必然引起整个系统的污染；且普遍采用光源内置，光路主要采用“透镜—反射”模式，不便于光路的调节，也没有实现水电的彻底分离，存在一定安全隐患，不利于长期稳定运行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管式光纤传导光催化反应器，这种光催化反应器可以有效处理有机污水，能够避免石英管的破损，并可以实现设备中的水电彻底隔离，安全性高，利于长期稳定运行。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种管式光纤传导光催化反应器，它包括内管、外管、光纤、热电偶，内管的两端分别有反应器进料口和反应器出料口，外管套装在内管外周，外管两端与内管外壁连接密封，外管壁和内管壁之间的间隙形成夹套，外管壁的两端分别有外管夹套入口和外管夹套出口，外管壁上还有反应器光纤接口、反应器热电偶接口，内管壁上有多个内管光纤出口，多个内管光纤出口在内管壁表面均布，光纤线束和热电偶线束分别通过外管壁的反应器光纤接口和反应器热电偶接口接入到夹套内，接入的光纤线束的光纤分别与内管壁的内管光纤出口相连接，接入的热电偶线束的热电偶导线分别与多个热电偶相连接，多个热电偶在夹套内均布，内管中填充有光催化剂，外管和内管之间的夹套中有换热介质。

上述管式光纤传导光催化反应器，所述内管光纤出口有石英扩散片，石英扩散片由扩散片卡环固定在内管光纤出口，石英扩散片通过光纤接头与光纤相连接，多个内管光纤出口的石英扩散片连接的光纤汇集成光纤线束连接至外管的反应器光纤接口。

上述管式光纤传导光催化反应器，所述外管夹套入口和外管夹套出口分别采用法兰接口和快接式接口。

上述管式光纤传导光催化反应器，所述内管两端反应器进料口、反应器出料口分别采用法兰接口或快接式接口，反应器进料口和反应器出料口分别安装有多孔隔板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用光纤直接传导紫外光至反应器内管，通过石英扩散片使紫外光与反应器内的光催化剂发生光催化反应，对通过内管的有机污水进行处理；利用光纤传导不仅可以减小石英管反应器导致的紫外光衰减，而且利用统一的光纤接口可以灵活地按所需处理量配置合理功率的光源，提高能量利用率；采用光源外置实现了水电隔离，增强了安全性；外管可采用金属、塑料或橡胶等材质，避免了石英管的破损，有效降低了成本。

本实用新型结构简单、使用方便、效果良好，可以对有机污水进行快速有效地处理，内外管的设计从根本上消除了石英管破损的问题，并可以实现设备中的水电彻底隔离，安全性高，利于长期稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是内管光纤出口的结构示意图。

图中标记如下：内管1、外管2、反应器进料口3、反应器出料口4、外管夹套入口5、外管夹套出口6、反应器光纤接口7、反应器热电偶接口8、光纤线束9、热电偶线束10、内管光纤出口11、光纤12、热电偶13、石英扩散片14、扩散片卡环15、光纤接头16。

具体实施方式

本实用新型由内管1、外管2、光纤线束9、热电偶线束10、热电偶13、石英扩散片14、扩散片卡环15组成。

图1显示，内管1用于处理有机污水，内管1可采用金属、塑料、橡胶等高强度、耐腐蚀、耐冲击材料制备。内管1的两端分别有反应器进料口3和反应器出料口4，有机污水被泵送至反应器进料口3，反应器为连续型反应器，处理完成的水由内管1的反应器出料口4直接排出。

图1显示，反应器进料口3和反应器出料口4分别采用法兰接口或快接式接口，反应器进料口3和反应器出料口4安装有多孔隔板。

图1显示，内管壁上有多个内管光纤出口11，多个内管光纤出口11在圆周上环绕内管1，在长度上沿着内管1的长度方向，在内管壁的整个表面均布。光纤12通过多个内管光纤出口11分别与石英扩散片14连接，石英扩散片14向内管1中放射紫外光，进行光催化处理。内管1中填充有光催化剂，光催化剂与紫外光反应后对有机污水进行处理。光催化剂可选择范围大，球形、管形、规整填料、筛网等形式均可。

图1显示，外管2套装在内管1外周，外管2可采用金属，塑料，橡胶等高强度、耐腐蚀、耐冲击材料制备。外管2两端与内管1的外壁连接密封，外管壁和内管壁之间的间隙形成夹套，外管壁的两端分别有外管夹套入口5和外管夹套出口6，外管夹套入口和5外管夹套出口6分别采用法兰接口和快接式接口。

图1显示，外管2和内管1之间的夹套中有换热介质。夹套可通过换热介质实现对内管1进行的光化学反应温度的调节，常用换热介质如空气、水、导热油等均可，换热介质温度由热电偶13进行监控。

图1显示，外管壁上有反应器光纤接口7，夹套内的光纤线束9与光纤接口7和光纤12连接，光纤12一端连接至光纤线束9，另一端连接至内管壁的内管光纤出口11。外置光源通过外部光缆连接至反应器光纤接口7，经过光纤线束9将一定功率和波长的紫外光分发至各个光纤12，并经由各个光纤12传输至光纤出口11处，紫外光被内管光纤出口11的石英扩散片14均匀扩散至反应器的内管1中。

图1显示，外管壁上有反应器热电偶接口8，热电偶线束10通过外管壁上反应器热电偶接口8接入到夹套内，热电偶线束10的多根热电偶导线分别与多个热电偶13相连接，多个热电偶13在夹套内均布，热电偶13用于对夹套内的导热介质进行加热，以调节内管1中的温度。

图1、2显示，内管光纤出口11固定有石英扩散片14，石英扩散片14由扩散片卡环15固定在内管光纤出口11，石英扩散片14通过光纤接头16与光纤12相连接，多个内管光纤出口11的石英扩散片14连接的光纤12汇集成光纤线束9连接至外管2的反应器光纤接口7。

本实用新型的一个实施例如下：

内管1由不锈钢制作，内管1的直径为25 mm，长度为800 mm；

外管2由不锈钢制作，外管2的直径为80 mm，长度为500 mm；

反应器进料口3的直径为25 mm；

反应器出料口4的直径为25 mm；

外管夹套入口5的直径为25 mm；

外管夹套出口6的直径为25 mm；

光纤12的规格为FIB-100-UV型紫外石英光纤；

热电偶13的型号为K型热电偶；

石英扩散片14的型号为#65-891，直径为6 mm；

光催化剂为直径1~3 mm的球形二氧化钛；

隔板为聚四氟乙烯多孔隔板，孔径0.5~0.8 mm。

Claims (4)

1.一种管式光纤传导光催化反应器，其特征在于：它包括内管（1）、外管（2）、光纤（12）、热电偶（13），内管（1）的两端分别有反应器进料口（3）和反应器出料口（4），外管（2）套装在内管（1）外周，外管（2）两端与内管（1）外壁连接密封，外管壁和内管壁之间的间隙形成夹套，外管壁的两端分别有外管夹套入口（5）和外管夹套出口（6），外管壁上还有反应器光纤接口（7）、反应器热电偶接口（8），内管壁上有多个内管光纤出口（11），多个内管光纤出口（11）在内管壁表面均布，光纤线束（9）和热电偶线束（10）分别通过外管壁的反应器光纤接口（7）和反应器热电偶接口（8）接入到夹套内，接入的光纤线束（9）的光纤（12）分别与内管壁的内管光纤出口（11）相连接，接入的热电偶线束（10）的热电偶导线分别与多个热电偶（13）相连接，多个热电偶（13）在夹套内均布，内管（1）中填充有光催化剂，外管（2）和内管（1）之间的夹套中有换热介质。

2.根据权利要求1所述的管式光纤传导光催化反应器，其特征在于：所述内管光纤出口（11）有石英扩散片（14），石英扩散片（14）由扩散片卡环（15）固定在内管光纤出口（11），石英扩散片（14）通过光纤接头（16）与光纤（12）相连接，多个内管光纤出口（11）的石英扩散片（14）连接的光纤（12）汇集成光纤线束（9）连接至外管壁的反应器光纤接口（7）。

3.根据权利要求1所述的管式光纤传导光催化反应器，其特征在于：所述外管夹套入口（5）和外管夹套出口（6）分别采用法兰接口和快接式接口。

4.根据权利要求1所述的管式光纤传导光催化反应器，其特征在于：所述内管（1）两端反应器进料口（3）、反应器出料口（4）分别采用法兰接口或快接式接口，反应器进料口（3）和反应器出料口（4）分别安装有多孔隔板。