一種塔式固定床氣液反應裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種塔式固定床氣液反應裝置，屬于用磁場進行水資源凈化和保護的【技術領域】；該裝置包括出氣口、篩網、進水口、噴淋頭、反應床、填料卸口、進氣口、出水口、外殼體，將該裝置用于強化液體中氣體溶解時，采用直流電控制電流形成的磁場，將所需氣體和水體同時磁化，磁化后的氣體和磁化后的水體介質之間通過分子的無規則運動形成了磁性相吸的“聯合體”，從而找到一種能夠降低能耗和成本的處理裝置，該裝置能夠增大氧氣、臭氧等有順磁性的氣體在水體介質中溶解度。
【專利說明】一種塔式固定床氣液反應裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型公開一種塔式固定床氣液反應裝置，屬于用磁場進行水資源凈化和保護的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著人們對環境保護越來越重視，相關的法律法規逐步完善，對水處理的要求也越來越嚴格，當今水處理方法中，無論是活性污泥法還是某些高級氧化技術，都需要利用溶解在水體介質中的氣體來進行，而目前面臨最大的問題就是氣體溶解不完全，以及氣體逸散的問題，任何氣體在水體介質中的溶解度在給定的某種狀態下都存在一個飽和值，我們利用和消耗溶解在水中的氣體進行化學反應會消耗這些氣體在水中的濃度，以氧氣為例，好氧生物處理需要大量的溶解氧為微生物提供有利的生長環境，氧是好氧微生物生存的必要條件，供氧不足會妨礙微生物代謝過程，造成絲狀菌等耐低溶解氧環境的微生物滋長，使污泥不易沉淀，導致污泥膨脹，目前用曝氣機等設備，對水體介質進行充氧，以保證溶解氧維持在一個相對較高的環境，但是由此又出現了新的問題，曝氣機等設備耗能較高，進入水體介質中的大部分氣體的利用率不高，新進入水中的氣體引起的鼓動，又使得已經溶解的氧氣逸散，形成重復充氧，綜上所述，有必要尋找一種能夠降低能耗，成本低廉，方法簡單的處理裝置，滿足氧氣、臭氧等有順磁性的氣體在水體介質中溶解度增大。
[0003]現有的環保污水凈化的廢水生物處理用于充氧的主要設備是離心鼓風機和羅茨鼓風機，功率有290KW和630KW，重量在3.5噸以上，現有技術采用高能稀土永磁材料制成的聚氧活化器和螺旋磁化器，將聚氧活化器和螺旋磁化器分別裝在負壓輸氣筒適當位置，高速轉動的螺旋磁化器可在水下產生真空，因負壓造成富氧活化的空氣進入水中充分溶解，從而達到增氧的效果，氣充分的攪拌、破碎、混合，變成微小的氣泡，均勻地混合在污水中，與此同時，高速葉輪的作用同樣易使這些已經溶解的氣泡再次逸散出來，并且離開設備的氣液混合物突然停止攪拌和失壓后也會導致由于實驗環境條件的改變而引起的氣體逸散問題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種塔式固定床氣液反應裝置，該裝置包括出氣口 1、篩網2、進水口 3、噴淋頭4、填料卸口 7、進氣口 9、出水口 11、外殼體12、反應床14，出氣口I設于外殼體12的頂端，在出氣口 I的下端固定有篩網2，噴淋頭4設于反應床14上方，噴淋頭4與外殼體12上的進水口 3相連，在外殼體12的內部設有反應床14，填料卸口 7設置在外殼體12上并與反應床14相連通，在外殼體12的底部設有出水口 11，在反應床14與出水口 11之間設有氣液穩定室10，在氣液穩定室10的上設有進氣口 9。
[0005]本實用新型所述的塔式固定床氣液反應裝置的反應床14包括填料5、電磁線圈6、填料支撐板8、內殼體13，填料支撐板8設于反應床14的底部，填料支撐板8固定在外殼體12上，在填料支撐板8上設有孔，氣體可通過孔進入到反應床14里面，內殼體13設置在填料支撐板8上，在內殼體13內部裝有填料5，在內殼體13外面繞有電磁線圈6，電磁線圈6與外接電源線連接；
[0006]本實用新型所述的電磁線圈的電阻率為1.6Χ10_8~1.6Χ10_6 Ω.πι的材料，實驗室一般選擇截面積為4~25臟2的銅芯導線。
[0007]本實用新型反應裝置的外殼體材料為絕緣性且非磁性材料，填料層為各種非磁性材料，例如，活性炭，玻璃渣，沸石等，根據具體操作需要，設置不同粒徑的填料，填料的目的是擴大氣液接觸面積，另外，填充活性炭顆粒或沸石等，對氣體有一定吸附作用，還可以更有效的增強反應效率。
[0008]將本實用新型的塔式固定床氣液反應裝置應用在強化液體中氣體溶解中，具體步驟如下:在常溫常壓下，將具有順磁性的氣體從進氣口 9通入到氣液穩定室10中，將液體從進水口 3經過噴淋頭4通入到反應床14中，使具有順磁性氣體與液體在反應床14中充分混合，接通電源，使具有順磁性氣體和液體介質同時磁化，磁化之后的氣體與磁化之后的液體通過分子的無規則運動形成了磁性相吸的“聯合體”，使得所需氣體在水體介質中的溶解度大大增高，并且超出原先的飽和值，沒有溶解的氣體通過出氣口 I排出，篩網2防止有毒成分的液體被氣泡打出。
[0009]根據氣體在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低的特性，氣體在液體中溶解較好溫度為10°c~50°C，磁場強度可以由直流電的電流強度控制的，磁場方向也是可變的，磁場強度為0.1-10 T0
[0010]本實用新型中所述的氣體是具有順磁性的氣體，典型的如氧氣和臭氧，進氣可以是單一的氣體，也可以是混合氣體，如果只需要氧氣，則直接利用空氣即可，其中氣體的流速根據具體的實驗需求來確定，液體是指容易被磁化的液體。
[0011]本實用新型的有益效果為:
[0012](I)本實用新型無噪聲，能耗相對較低，功率僅為0.8~5KW，結構簡單且制作方便；
[0013](2)本實用新型不用攪拌的形式，利用水的重力和氣泡的浮力這種不需要過多能量的手段，確保了實驗環境的穩定性，氣泡不易再次逸散出來，這樣經過反應床所得的液體樣品性質相對穩定，為控制電流變化磁場強度來確定反映效果提供了基礎條件；
[0014](3)本實用新型可以同時實現間歇性操作和流動性操作，比起單一的操作單元，本方法可以提供更多的選擇條件，實現了氣液兩相高效混合均勻，在后續處理中可以提高處理效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型裝置的結構示意圖；
[0016]圖中:1-出氣口，2-篩網，3-進水口，4-噴淋頭，5-填料，6-電磁線圈，7_填料卸口，8-填料支撐板，9-進氣口，10-氣液穩定室，11-出水口，12-外殼體，13-內殼體，14-反應床。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明，但本實用新型保護范圍并不限于所述內容。[0018]實施例1
[0019]本實施例中的塔式固定床氣液反應裝置包括出氣口 1、篩網2、進水口 3、噴淋頭4、填料卸口 7、進氣口 9、出水口 11、外殼體12、反應床14，出氣口 I設于外殼體12的頂端，在出氣口 I的下端固定有篩網2，噴淋頭4設于反應床14上方，噴淋頭4與外殼體12上的進水口 3相連，在外殼體12的內部設有反應床14，填料卸口 7設置在外殼體12上并與反應床14相連通，在外殼體12的底部設有出水口 11，在反應床14與出水口 11之間設有氣液穩定室10，在氣液穩定室10的上設有進氣口 9 ；
[0020]本實用新型所述的塔式固定床氣液反應裝置的反應床14包括填料5、電磁線圈6、填料支撐板8、內殼體13，填料支撐板8設于反應床14的底部，填料支撐板8固定在外殼體12上，在填料支撐板8上設有孔，氣體可通過孔進入到反應床14里面，內殼體13設置在填料支撐板8上，在內殼體13內部裝有填料5，在內殼體13外面繞有電磁線圈6，電磁線圈6與外接電源線連接，如圖1所示；
[0021]本實施例中的填料5為活性炭，電磁線為截面積為4 mm2的銅芯導線。
[0022]本實施例以城市生活污水處理廠初沉池出口處的污水為處理對象，用塔式固定床氣液反應裝置將臭氧和污水同時進行磁化以提高臭氧在污水中的溶解度，具體步驟如下:在常溫常壓下，以20g/h的流速將臭氧從進氣口 9通入到氣液穩定室10中，臭氧通過支撐板8上設有的孔進入到反應床14中，其中污水的溫度為50°C，將污水樣品從進水口 3經過噴淋頭4通入到反應床14中，使臭氧與污水樣品在反應床14中充分混合，沒有溶解的氣體通過出氣口 I排除，可以循環再利用，在不通電的情況下，即無外加磁場的作用下，使反應裝置內部的氣液進行充分混合，取出水口 11流出的污水樣品分析測定其COD值，每2min取樣一次，實驗結果如表1所不; [0023]重復以上操作 步驟，所不同的是將電磁線圈的電源開啟，調整電流強度為1A，即在
0.1T外加的磁場為的作用下，使反應裝置內部的氣液進行充分混合，每2min取樣一次。
[0024]表1.有磁場和沒有磁場反應后污水中各個時段COD值
[0025
【權利要求】
1.一種塔式固定床氣液反應裝置，其特征在于:包括出氣口(I)篩網(2)、進水口(3)、噴淋頭(4)、填料卸口(7)、進氣口(9)、出水口(11)、外殼體(12)、反應床(14)，出氣口(I)設于外殼體(12)的頂端，在出氣口( I)的下端固定有篩網(2 )，噴淋頭(4)設于反應床(14)上方，噴淋頭(4)與外殼體(12)上的進水口(3)相連，在外殼體(12)的內部設有反應床(14)，填料卸口(7)設置在外殼體(12)上并與反應床(14)相連通，在外殼體(12)的底部設有出水口(11)，在反應床(14)與出水口(11)之間設有氣液穩定室(10)，在氣液穩定室(10)的上設有進氣口(9)。
2.根據權利要求1塔式固定床氣液反應裝置，其特征在于:反應床(14)包括填料(5)、電磁線圈(6 )、填料支撐板(8 )、內殼體(13 )，填料支撐板(8 )設于反應床(14 )的底部，填料支撐板(8)固定在外殼體(12)上，在填料支撐板(8)上設有孔，內殼體(13)設置在填料支撐板(8)上，在內殼體(13)內部裝有填料(5)，在內殼體(13)外面繞有電磁線圈(6)，電磁線圈(6)與外接電源線連接。
3.根據權利要求1所述的式固定床氣液反應裝置，其特征在于:電磁線圈的電阻率為·1.6X10^1.6 X IO-6 Ω.m。
【文檔編號】B01J19/12GK203425810SQ201320465036
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2013年8月1日
【發明者】瞿廣飛, 林奕龍, 寧平, 李軍燕, 簡榮龍 申請人:昆明理工大學