CZ30169U1 - Fotokatalytický reaktor - Google Patents

Description

Technické řešení se týká uspořádání fotokatalytického reaktoru, zejména k čištění oplachové vody, vznikající při operaci smývání přebytečného fluorescenčního penetrantu.

Dosavadní stav techniky

Čištění barevné oplachové vody vznikající při smývání přebytečného fluorescenčního penetrantu při penetraění zkoušce se v současné době provádí ultrafiltrací pomocí aktivního uhlí. Nevýhodou jsou zvýšené náklady spojené s výměnou aktivního uhlí a energetická náročnost.

Podstata technického řešení

Předmětem technického řešení je fotokatalytický reaktor, zejména pro čištění oplachové vody vznikající při smývání přebytečného fluorescenčního penetrantu při penetraění zkoušce, pracující na principu fotokatalytického rozkladu organického barviva v oplachové vodě pomocí fotokatalyzátoru a UV-A záření. Podstata technického řešení spočívá v tom, že v pevném nosném rámu je uspořádána nádoba ve tvaru vany pro náplň oplachové vody, jejíž čelní stěny jsou tvořeny sklem propouštějícím UV-A záření a dno je z tvarovaného plechu, kde k čelním stěnám vany přiléhají UV-A zářivková tělesa, upevněná k nosnému rámu s možností nastavení jejich vzdálenosti od osvětlovaných skleněných stěn vany a naklopení pro výměnu a kontrolu zářivkových těles, přičemž vana fotokatalytického reaktoru je upravena pro oběh oplachové vody s mícháním katalyzátoru a jeho udržováním ve vznosu pro udržování podmínek pro průběh katalytické reakce.

Dno vany je s výhodou tvarováno do poloeliptické válcové plochy pro odrážení proudu obíhající náplně oplachové vody, směřujícího svisle ke dnu vany, přičemž dno vany je opatřeno výpustí částečně sedimentované vody.

K nosnému rámuje s výhodou upevněno stírací zařízení vnitřních ploch prosklených stěn vany. Objasnění výkresů

Na připojených výkresech je zobrazen příklad provedení technického řešení. Na obr. 1 je prostorový pohled na zařízení fotokatalytického reaktoru, na obr. 2A je tento reaktor v čelním a na obr. 2B v bočním pohledu, na obr. 3A a 3B jsou pohledy na zářivková tělesa jako zdroje UV-A záření, přiléhající ke skleněným stěnám vany reaktoru. Na obr. 4 je zobrazen rám vany reaktoru. Na obr. 5 je oběhové schéma náplně oplachové vody reaktoru a na obr. 6 příklad provedení stěrače vnitřních skleněných stěn vany reaktoru.

Příklady uskutečnění technického řešení

V pevném nosném rámu i fotokatalytického reaktoru, který je opatřen pojezdovými koly a pomocnými prvky uchycení pomocných zařízení, je uspořádána nádoba ve tvaru vany 2 pro náplň oplachové vody, vznikající při smývání přebytečného fluorescenčního penetrantu při penetraění zkoušce, pracující na principu fotokatalytického rozkladu organického barviva v oplachové vodě pomocí fotokatalyzátoru a UV-A záření. Čelní stěny vany 2 jsoutvořeny sklem propouštějícím UV-A záření, její dno je z tvarovaného plechu. K čelním stěnám vany 2 přiléhají UV-A zářivková tělesa 3, upevněná k nosnému rámu 1 s možností nastavení jejich vzdálenosti od osvětlovaných skleněných stěn vany 2 a naklopení pro výměnu a kontrolu zářivkových těles 3.

Zdrojem UV - A světla pro fotokatalytický rozklad organického barviva v oplachové vodě jsou dvě stejná zářivková tělesa 3 o příkonu 10 x 58 W, každé těleso obsahuje 10 kusů UV - A zářivkových trubic o příkonu 58 W. Konstrukce zářivkového tělesa 3 je patrná z obr. 3A a 3B. Těleso se skládá z krytu z pozinkovaného ocelového plechu, ve kterém jsou na zvláštním šroubovaném plechu vpaticích namontovány zářivkové trubice. Na tomto plechu je ze zadní strany trubic nanýtován odrazový hliníkový plech pro větší využití světelného výkonu trubic. Zezadu je na

CZ 30169 Ul tento plech namontováno 5 kusů elektronických předřadníků 2 x 58 W a elektrická rozvodná svorkovnice. Přívod elektrického proudu, napájení, je kabelem přes kabelovou průchodku v boku tělesa. K nosnému rámu i jsou tělesa přišroubována pomocí páru bočních patek s možností nastavení vzdálenosti zářivkového tělesa od osvětlované skleněné stěny vany fotoreaktoru. Jak již bylo uvedeno, konstrukce patek umožňuje sklopení zářivkového tělesa pro výměnu a kontrolu zářivkových trubic.

Vana 2 fotokatalytického reaktoru je upravena pro oběh oplachové vody s mícháním katalyzátoru a jeho udržováním ve vznosu pro udržování podmínek pro průběh katalytické reakce. Je tvořena svařovaným nosným rámem I z austenitické korozivzdomé oceli AISI304, do které jsou UV - A odolným tmelem zalepena čelní skla tloušťky 6 mm propouštějící UV - A záření. Objem vany je 1501 zpracovávaného objemu oplachové vody, šířka a výška přibližně odpovídá rozměrům zářivkového tělesa. Dno vany z plechu je pomocí ohybů tvarováno přibližně tak, že tvoří poloeliptickou válcovou plochu, na které se odráží proud obíhající náplně oplachové vody emitovaný 10 kusy trysek, tvořených vývrty o průměru 10 mm v PPR trubce, namířených svisle na dno vany. Pro přesné nastavení trysek slouží Sroubení s převlečnými maticemi. Odpouštění částečně sedimentované vody se provádí výpustí a po plné sedimentaci Sroubením. Vypouštění vany pro například čištění se provádí Sroubením na dně vany. Přívod vody do cirkulačního oběhu s tryskami je realizován přes Sroubení, na které je přišroubován hadicový tm pro připojení PVC hadice od oběhového čerpadla. Během provozuje vana zakryta víky pro eliminaci úniku UV - A záření z reaktoru, čímž je eliminováno možné poškození zraku obsluhy. Vana 2 je na základním nosném rámu 1 připevněna pomocí patek a přišroubována přes nýtovací matice do tohoto základního rámu.

Oběhové schéma náplně fotoreaktoru je znázorněno na obr. 5. Náplň oplachové vody ve fotoreaktoru vtéká přes uzavírací kohout do čerpadla Grundfoss JP 6, které ji vytlačuje přes PVC hadici 25/32 mm do PPR potrubí reakční vany, které je rozděleno z důvodu rovnoměrnějšího rozložení tlaku v tryskách na dvě větve, průtok v tryskách lze regulovat ventilem na obr. 5. Trysky tvořené vývrty o průměru 10 mm v PPR trubce míří svisle dolů na dno vany, čímž je zajištěné proudění náplně, které zabezpečuje udržení fotokatalyzátoru ve vznosu. Sroubení vany jsou opatřena kohouty s bezpečnostními záslepkami (zátkami), kterými se v případě potřeby provádí napouštění, vypouštění a údržba vany fotoreaktoru. Bezpečnostní zátky zamezují nechtěnému úniku náplně fotoreaktoru např. při závadě kohoutu.

Z důvodů odstranění určitých typů fotokatalyzátorů, které mohou mít tendenci ulpívat na stěnách vany fotoreaktoru, a tak může docházet k poklesu intenzity UV - A záření v náplni fotoreaktoru, je zařízení vybaveno stíracím zařízením 4 vnitřních ploch prosklených stěn fotoreaktoru (viz obr. 6). Z konstrukčních a funkčních důvodů jsou ve vaně dvě shodná stírací zařízení 4 vedle sebe. Stírací zařízení 4 obsahuje pneumatický válec o průměru pístu 25 mm a zdvihu 400 mm. Pneumatický válec je ukotven za pevnou část pláště válce v plechu, kterým se připevňuje na homí rám fotokatalytické vany. Stírací zařízení tvořené rámem a stíracím profilem se pohybuje svisle nahoru a dolu po vnitřní skleněné stěně vany se zdvihem 400 mm. Koncové polohy jsou tlumeny tlumením integrovaným ve válci. Přívod vzduchu a tím i rychlost zdvihu je řízena dvojicí škrtících ventilů na přívodech pneumatického válce. Stírací profil navlečený na posuvném rámu z plechu je rozepřen ve vaně 2 proti skleněným stěnám vždy dvojicí pružin na každé straně vany, čímž je zajištěn přítlak stíracího profilu proti čištěnému sklu. Takt stírání je přibližně 2 zdvihy za minutu. Materiál pístnice pneumatického válce, spojovacího materiálu, rámu stěrače, pružin a ostatních komponent v kontaktu s oplachovou vodou je z důvodů koroze nerezová ocel.

Zařízení reaktoru pracuje na principu fotokatalytického rozkladu organického barviva v oplachové vodě pomocí fotokatalyzátoru na bázi oxidu titanu účinkem UV-A záření emitovaného sadou UV-A zářivkových trubic a výše zmíněného katalyzátoru. Proces probíhá postupně stacionárně v určitém objemu oplachové vody v reakční vaně.

CZ 30169 Ul

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (3)

1. Fotokatalytický reaktor, zejména pro čištění oplachové vody vznikající při smývání přebytečného fluorescenčního penetrantu při penetraění zkoušce, pracující na principu fotokatalytického rozkladu organického barviva v oplachové vodě pomocí fotokatalyzátoru a UV-A zá5 ření, vyznačující se tím, že v pevném nosném rámu (1) reaktoru je uspořádána nádoba ve tvaru vany (2) pro náplň oplachové vody, jejíž čelní stěny jsou tvořeny sklem propouštějícím UV-A záření a dno je z tvarovaného plechu, kde k čelním stěnám vany (2) přiléhají UV-A zářivková tělesa (3), upevněná k nosnému rámu (1) s možností nastavení jejich vzdálenosti od osvětlovaných skleněných stěn vany (2) a naklopení pro výměnu a kontrolu zářivkových těles ío (3), přičemž vana (2) fotokatalytického reaktoru je upravena pro oběh oplachové vody s mícháním katalyzátoru a jeho udržováním ve vznosu pro udržování podmínek pro průběh katalytické reakce.

2. Fotokatalytický reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že dno vany (2) je tvarováno do poloeliptické válcové plochy pro odrážení proudu obíhající náplně oplachové vody,

15 směřujícího svisle ke dnu vany (2), přičemž dno vany (2) je opatřeno výpustí částečně sedimentované vody.

3. Fotokatalytický reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že knosnému rámu (1) je upevněno stírací zařízení (4) vnitřních ploch prosklených stěn vany (2).

5 výkresů

CZ 30169 Ul