臭氧催化氧化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及臭氧催化氧化反應(yīng)器，包括內(nèi)部設(shè)有催化劑床層的反應(yīng)器塔體(1)和設(shè)在反應(yīng)器塔體(1)頂部的尾氣處理單元，反應(yīng)器塔體(1)由上塔體(1?1)、下塔體(1?2)連接而成，上塔體(1?1)的頂部與尾氣處理單元相連，上塔體(1?1)上部側(cè)面連接有排水管(6)；下塔體(1?2)側(cè)面自下而上連接有進(jìn)水管(3)及伸入下塔體(1?2)內(nèi)部的臭氧輸入管(16)，臭氧輸入管(16)的下方設(shè)有與下塔體(1?2)底面平行且與下塔體(1?2)內(nèi)壁相連的催化劑床層支撐件(2)，催化劑床層支撐件(2)上安裝有氣水反沖型濾帽(10)。該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，臭氧利用率高，便于操作、拆卸和維修，運(yùn)行費(fèi)用低，應(yīng)用廣泛。
【專利說(shuō)明】
臭氧催化氧化反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及臭氧催化氧化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧是目前通用氧化劑中氧化性最強(qiáng)的氧化劑，臭氧催化氧化技術(shù)是基于臭氧的高級(jí)氧化技術(shù)。以負(fù)載金屬的活性炭做催化劑輔助臭氧的高級(jí)氧化工藝，產(chǎn)生羥基自由基(.HO)的化學(xué)氧化，能大大降低臭氧氧化的選擇性，提高臭氧利用率和污水處理效率，在污水深度處理、污水回用等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]以負(fù)載金屬的活性炭做催化劑的臭氧催化氧化，催化反應(yīng)體系屬于“氣-液-固”多相反應(yīng)系統(tǒng)，能將臭氧氧化性和催化劑的吸附、催化性能有效的結(jié)合起來(lái)。但目前，對(duì)于臭氧催化氧化的研發(fā)多集中在催化劑研發(fā)方面，而對(duì)于臭氧催化氧化反應(yīng)器的研發(fā)改進(jìn)較少，而且現(xiàn)有的臭氧催化氧化反應(yīng)器催化劑床層空隙率低，臭氧利用率低；同時(shí)還存在著氣、液、固三者難分離，催化劑難以回收利用，反沖洗操作復(fù)雜、效果差等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種臭氧催化氧化反應(yīng)器，該臭氧催化氧化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳氧效率高，便于操作、拆卸和維修，運(yùn)行費(fèi)用低，應(yīng)用廣泛。
[0005]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:臭氧催化氧化反應(yīng)器，包括反應(yīng)器塔體和設(shè)在塔體頂部的尾氣處理單元，反應(yīng)器塔體內(nèi)設(shè)有用于催化臭氧的催化劑床層，所述反應(yīng)器塔體由上塔體、下塔體連接而成，上塔體的頂部與尾氣處理單元相連，下塔體的底部固定在底座上；下塔體側(cè)面自下而上連接有進(jìn)水管及伸入下塔體內(nèi)部的臭氧輸入管，臭氧輸入管的下方設(shè)有與下塔體底面平行且與下塔體內(nèi)壁相連的催化劑床層支撐件，催化劑床層支撐件上安裝有若干氣水反沖型濾帽;上塔體上部側(cè)面連接有排水管。
[0006]進(jìn)一步，上塔體內(nèi)上部設(shè)有與縱軸線垂直且與上塔體內(nèi)壁相連的溢流板，溢流板中心處開有溢流口，溢流口的邊緣連接有一圈向塔頂延伸的溢流堰，排水管連接在上塔體上部側(cè)面高于溢流板的位置。
[0007]再進(jìn)一步，上塔體中部側(cè)面開有催化劑裝填孔，上塔體下部側(cè)面開有催化劑卸出孔。
[0008]進(jìn)一步，臭氧進(jìn)口管位于下塔體內(nèi)的末端連接有與下塔體底面平行的孔口朝上的微孔曝氣盤。
[0009]再進(jìn)一步，催化劑床層支撐件包括與下塔體底面平行且與下塔體內(nèi)壁相連的環(huán)形支撐板，環(huán)形支撐板上水平地設(shè)有與環(huán)形支撐板相連的濾板;氣水反沖型濾帽均勻分布在濾板上。
[0010]更進(jìn)一步，環(huán)形支撐板的底部的邊緣均勻地連接有若干與下塔體內(nèi)壁相連的筋板。[0011 ]進(jìn)一步，濾板上設(shè)有由惰性顆粒物體積而成的催化劑墊層，催化劑床層設(shè)在催化劑墊層上。
[0012]進(jìn)一步，下塔體的底部固定在塔體底座上，塔體底座的邊緣設(shè)有用于固定塔體的螺栓孔。
[0013]進(jìn)一步，所述臭氧催化氧化反應(yīng)器還包括反沖洗單元，下塔體下部連接有伸入下塔體內(nèi)的反沖洗布?xì)夤?，所述反沖洗布?xì)夤馨ㄖ鳉夤芤约皩?duì)稱分布在主氣管兩側(cè)并與主氣管垂直連通的若干側(cè)氣管，主氣管和側(cè)氣管均與下塔體底面平行且位于同一平面內(nèi)，主氣管和側(cè)氣管的自由端均封閉，且主氣管和側(cè)氣管上均勻分布有孔口朝下的排氣孔。
[0014]再進(jìn)一步，所述尾氣處理單元包括上塔體頂部相連的尾氣收集罩、與尾氣收集罩頂部連接的尾氣管以及與尾氣管相連的臭氧分解器，臭氧分解器上設(shè)有尾氣外排口。
[0015]本實(shí)用新型提供的臭氧催化氧化反應(yīng)器采用上、下塔體連接而成，易于拆裝、維修，便于裝填、回收催化劑，臭氧進(jìn)氣采用設(shè)在濾板上方且位于催化劑底層的微孔曝氣盤，易于安裝，且臭氧以微氣泡形式進(jìn)入催化劑床層，大大提高了臭氧利用率，且所填充的催化劑床層在水力作用下處于膨脹狀態(tài)，因而傳氧效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，可廣泛應(yīng)用于污水的深度處理、污水回用等水處理領(lǐng)域;另外，本實(shí)用新型反應(yīng)器內(nèi)的催化劑床層選用負(fù)載金屬的活性炭催化劑，這種顆粒狀催化劑同時(shí)具有吸附和活性中心的作用，催化效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型提供的臭氧催化氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1中下塔體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖2中環(huán)形支撐板的俯視圖；
[0019]圖4是圖2中濾板的俯視圖；
[0020]圖5是圖2中反沖洗布?xì)夤艿母┮晥D。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的一種臭氧催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器塔體和設(shè)在塔體頂部的尾氣處理單元，反應(yīng)器塔I設(shè)有用于催化臭氧的催化劑床層，反應(yīng)器塔體由上塔體1-1、下塔體1-2連接而成，上塔體1-1的頂部與尾氣處理單元相連，下塔體1-2側(cè)面自下而上連接有進(jìn)水管3及伸入下塔體1-2內(nèi)部的臭氧輸入管16，臭氧輸入管16的下方設(shè)有與下塔體1-2底面平行且與下塔體1-2內(nèi)壁相連的催化劑床層支撐件2，催化劑床層支撐件2安裝有若干氣水反沖型濾帽10;上塔體1-1上部側(cè)面連接有排水管6。
[0023]為便于連接上塔體1-1、下塔體1-2，可分別在上塔體1-1的底端、下塔體1-2的頂端連接上法蘭24、下法蘭25，通過(guò)連接上法蘭24、下法蘭25的螺栓23將上塔體1-1、下塔體1-2連接起來(lái)(見圖2)。
[0024]如圖1所示，上塔體1-1內(nèi)上部設(shè)有與縱軸線垂直且與上塔體1-1內(nèi)壁相連的溢流板5，溢流板5中心處開有溢流口 5-1，溢流口 5-1的邊緣連接有一圈向塔頂延伸的溢流堰5-2，排水管6可連接在上塔體1-1上部側(cè)面高于溢流板5的位置處(見圖1)。
[0025]此外，上塔體1-1中部側(cè)面開有催化劑裝填孔21，上塔體1-1下部側(cè)面開有催化劑卸出孔22?？赏ㄟ^(guò)催化劑裝填孔21添加催化劑，通過(guò)催化劑卸出孔22回收催化劑。
[0026]如圖2所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，臭氧進(jìn)口管16位于下塔體1-2內(nèi)的末端連接有與下塔體1-2底面平行的孔口朝上的微孔曝氣盤17。本實(shí)用新型采用設(shè)在催化劑床層底部的微孔曝氣盤17，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得微孔曝氣盤17易于安裝、拆卸及維修，且微孔曝氣盤17使得臭氧以微氣泡形式進(jìn)入催化劑床層，大大提高了臭氧利用率。該微孔曝氣盤17優(yōu)選采用鈦合金材質(zhì)制成。
[0027]本實(shí)用新型中，用于承托催化劑床層的催化劑床層支撐件2可采用任何適用的結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)選地，如圖2、3所示，催化劑床層支撐件2可包括與下塔體1-2底面平行且與下塔體1-2內(nèi)壁相連的環(huán)形支撐板12，環(huán)形支撐板12上水平地設(shè)有濾板13，濾板13通過(guò)螺栓與環(huán)形支撐板12相連。
[0028]如圖4所示，氣水反沖型濾帽10可均勻分布在濾板13上。氣水反沖型濾帽10可包括帽體10-1及與帽體10-1相連的濾桿10-2，帽體10-1位于濾板13上方，濾桿10-2貫穿濾板13并自環(huán)形支撐板12的中心孔處向下延伸至進(jìn)水管3軸向中心線上方。
[0029]此外，環(huán)形支撐板12的底部的邊緣可均勻地連接若干與下塔體1-2內(nèi)壁相連的筋板11，起支撐作用。濾板13上可設(shè)兩支手柄15，方便拆卸維修。
[0030]另外，濾板13上可設(shè)由惰性顆粒物堆積而成的催化劑墊層(未示出)。惰性顆粒物不參與反應(yīng)，優(yōu)選石子。催化劑床層設(shè)在催化劑墊層上，催化劑填充量為反應(yīng)器容積的10-30%，催化劑床層中的催化劑在進(jìn)水水力作用下呈膨脹狀態(tài)，膨脹率可達(dá)10-30%。
[0031]本實(shí)用新型中，填充在催化劑床層中催化劑可采用任何適宜的催化劑。優(yōu)選地，催化劑床層可由負(fù)載金屬的活性炭催化劑顆粒堆積而成，負(fù)載金屬的活性炭催化劑顆粒的粒度為8-16目，催化劑的組分及重量百分比為:活性炭載體98.5-99% ;金屬氧化物1_1.5%,金屬氧化物包含以下種類中的一種或幾種:氧化銅、氧化鋅、氧化鎳、氧化鈦、氧化鈷、氧化錳、氧化釩。
[0032]如圖2所示，在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型所提供的臭氧催化氧化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有反沖洗單元，反沖洗單元包括連接在下塔體1-2下部且伸入下塔體1-2內(nèi)的反沖洗布?xì)夤?。在這種技術(shù)方案中，反沖洗布?xì)夤?可連接在下塔體1-2上與進(jìn)水管3對(duì)應(yīng)的另一側(cè)，進(jìn)水管3兼做反沖洗單元的進(jìn)水管，排水管6兼做反沖洗單元的排水管。
[0033]具體地，如圖5所示，反沖洗布?xì)夤?包括主氣管18以及對(duì)稱分布在主氣管18兩側(cè)并與主氣管18垂直連通的若干側(cè)氣管19，主氣管18和側(cè)氣管19均與下塔體1-2底面平行且位于同一平面內(nèi)，主氣管18和側(cè)氣管19的自由端均封閉，且主氣管18和側(cè)氣管19上均勻分布有孔口朝下的排氣孔20，排氣孔20直徑為可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
[0034]如圖1所示，所述尾氣處理單元包括與上塔體1-1頂部相連的尾氣收集罩7、與尾氣收集罩7頂部連接的尾氣管8以及與尾氣管8相連的臭氧分解器9，臭氧分解器9采用加熱-催化混合型尾氣臭氧分解方式，臭氧分解器9上設(shè)有尾氣外排口。
[0035]此外，下塔體1-2的底部固定在塔體底座14上，塔體底座14上留有若干螺栓孔，安裝反應(yīng)器塔體I時(shí)，可通過(guò)螺栓將塔體底座14固定在混凝土中。
[0036]本實(shí)用新型中，所有材料均選用SUS316L不銹鋼，塔體選用3_厚不銹鋼板制作。
[0037]本實(shí)用新型的實(shí)施過(guò)程如下:
[0038]污水由反應(yīng)器底部的進(jìn)水口3進(jìn)入，經(jīng)氣水反沖型濾帽10進(jìn)入催化劑床層，在床層內(nèi)進(jìn)行臭氧催化氧化反應(yīng);催化劑床層在進(jìn)水和臭氧的雙重作用下處于膨脹狀態(tài)，膨脹率可達(dá)10-30 %，大幅度提高了臭氧利用率和催化劑催化能力。
[0039]本實(shí)用新型所述結(jié)構(gòu)并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型的技術(shù)創(chuàng)新范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.臭氧催化氧化反應(yīng)器，包括反應(yīng)器塔體(I)和設(shè)在反應(yīng)器塔體(I)頂部的尾氣處理單元，反應(yīng)器塔體(I)內(nèi)設(shè)有用于催化臭氧的催化劑床層，其特征在于，所述反應(yīng)器塔體(I)由上塔體(1-1)、下塔體(1-2)連接而成，上塔體(1-1)的頂部與尾氣處理單元相連，上塔體(1-1)上部側(cè)面連接有排水管(6);下塔體(1-2)側(cè)面自下而上連接有進(jìn)水管(3)及伸入下塔體(1-2)內(nèi)部的臭氧輸入管(16)，臭氧輸入管(16)的下方設(shè)有與下塔體(1-2)底面平行且與下塔體(1-2)內(nèi)壁相連的催化劑床層支撐件(2)，催化劑床層支撐件(2)上安裝有若干氣水反沖型濾帽(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，上塔體(1-1)內(nèi)上部設(shè)有與縱軸線垂直且與上塔體(1-1)內(nèi)壁相連的溢流板(5)，溢流板(5)中心處開有溢流口(5-1)，溢流口(5-1)的邊緣連接有一圈向塔頂延伸的溢流堰(5-2)，排水管(6)連接在上塔體(1-1)上部側(cè)面高于溢流板(5)的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，上塔體(1-1)中部側(cè)面開有催化劑裝填孔(21)，上塔體(1-1)下部側(cè)面開有催化劑卸出孔(22)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，臭氧輸入管(16)位于下塔體(1-2)內(nèi)的末端連接有與下塔體(1-2)底面平行的孔口朝上的微孔曝氣盤(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，催化劑床層支撐件(2)包括與下塔體(1-2)底面平行且與下塔體(1-2)內(nèi)壁相連的環(huán)形支撐板(12)，環(huán)形支撐板(12)上水平地設(shè)有與環(huán)形支撐板(12)相連的濾板(13);氣水反沖型濾帽(10)均勻分布在濾板(13)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，環(huán)形支撐板(12)的底部的邊緣均勻地連接有若干與下塔體(1-2)內(nèi)壁相連的筋板(11)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，濾板(13)上設(shè)有由惰性顆粒物堆積而成的催化劑墊層，催化劑床層設(shè)在催化劑墊層上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，下塔體(1-2)的底部固定在塔體底座(14)上，塔體底座(14)的邊緣設(shè)有用于固定塔體的螺栓孔。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，下塔體(1-2)下部連接有伸入下塔體(1-2)內(nèi)的反沖洗布?xì)夤?4)，所述反沖洗布?xì)夤?4)包括主氣管(18)以及對(duì)稱分布在主氣管(18)兩側(cè)并與主氣管(18)垂直連通的若干側(cè)氣管(19)，主氣管(18)和側(cè)氣管(19)均與下塔體(1-2)底面平行且位于同一平面內(nèi)，主氣管(18)和側(cè)氣管(19)的自由端均封閉，且主氣管(18)和側(cè)氣管(19)上均勻分布有孔口朝下的排氣孔(20)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的臭氧催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述尾氣處理單元包括與上塔體(1-1)頂部相連的尾氣收集罩(7)、與尾氣收集罩(7)頂部連接的尾氣管(8)以及與尾氣管(8)相連的臭氧分解器(9)，臭氧分解器(9)上設(shè)有尾氣外排口。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK205527943SQ201620274613
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】劉洋, 王志國(guó), 牛奕娜, 肖晶晶, 秦剛, 丁士兵, 李慶, 郭瑋
【申請(qǐng)人】北京北華中清環(huán)境工程技術(shù)有限公司