Реактор фотохимического окисления с использованием газа окислителя

СОЮЗ СОВЕ СОЦИАЛ ИС РЕСПУБЛИ х СНИХ9) ЯО ш тоний ределительное уст одящим патрубком, ампулой, о т л и ройство срасположенноеч а ю щ и й сесификациисчет обеспе-газовой фазы ра ин цел м, чт кисления за одисперсной газараспр выполнено бины из двуцессаия мел п еделительнов виде непох дисков сками и аэро жидкост стройств ижной ту илиндрич ическим кими лола о го прикре верхности а вершина патрубке, конус вып менной ко ны,ящем ескии и иф тая от ве65-120. АРственный нОмитет ссс АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ САНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности(56) 1, Патент Франции Р 2167782,кл. С 02 С 5/02, 1973. 54)(57) РЕАКТОР ФОТОХИМИЧЕСКОГОКИСЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗА-ОКИИТЕЛЯ, содержащий емкость, внутриоторой расположена ампула с лампойльтрафиолетового излучения и газоонусом, основание ко лено на внутренней и верхнего диска турби расположена в подвод при этом аэродинамич лнен из трех частей усностью каждои час рщины 15-40, 45-60 и10 Эта цель достигается тем, чтов реакторе, включающем емкость, внутри которого расположена ампула с лампой ультрафиолетового излучения игазораспределительное устройство сподводящим патрубком, расположенное4 Опод ампулой, газораспределительноеустройство выполнено в виде неподвижной турбины из двух дисков с полуцилиндрическими лопатками, снабженной аэродинамическим конусом, осно 45вание которого закреплено на внутренней поверхности верхнего диска турбины, а вершина расположена в подводящем патрубке, при этом аэродинамический конус выполнен из трех частей5 Ос переменной конусностью кажданчасти, считая от вершины 15 - 40,45 - 60 и 65 - 120,Газораспределительное устройство,выполненное в виде неподвижной турбины с полуцилиндрическими лопатками и с аэродинамическим конусом, обеспечивает получение мелкодисперснойгазовой фазы в жидкости за счет Изобретение относится к химичес-кому машиностроению и может быть использовано для глубокого окисления органических соединений в сточных водах предприятий цветной металлур гии и химической промышленности, а также для интенсификации химических процессов, связанных с окислительновосстановительными реакциями.Известно устройство для очистки сточных вод фотоокислением, содержащее цилиндрическую емкость, вдоль оси которой расположена лампа ультрафиолетового излучения, помещенная в кварцевом стакане, омываемым жид костью. Газ через дырчатый газораспределитель поступает в нижнюю часть емкости и барботирует вдоль чехла УФ-лампы Ц .Однако при барботаже происходит 2 О неполное использование газа-окислителя и ультрафиолетового излучения из-за недостаточно эффективного перемешивания и малой поверхности контакта газа с жидкостью в связи с образо- ванием крупных пузырьков газа, поэтому производительность апдарата недостаточна,Целью изобретенця является интенсификация процесса окисления орга- ЗО нических соединений в водной фазе за счет обеспечения мелкодисперсной газовой фазы в жидкости. явления кавитации, возникающегопри прохождении газа через лопаститурбины, причем измельчение пузырьков газа превышает их иэмельчение прибарботаже более, чем на порядок.В процессе работы устройства образуется пена с мельчайшими пузырьками газа, приводящая к резкому увеличению поверхности контакта газа-окислителя с растворимыми органическимисоединениями в жидкой фазе и к интенсификации массообменных процессов. Постепенное увеличение конусности аэродинамического конуса, установленногона внутренней поверхности диска турбины, в три ступени создает условияравномерного сжатия струи воздуха,что обуславливает увеличение скорости потока газа, приводящее к равномерному диспергированию газа в жидкости,Конусность каждой части менее нижаних пределов: 15, 45 и 65 приводит кухудшению условий равномерного диспергирования из-за недостаточногосжатия струи воздуха а конусностькаждой части более верхних пределово40, 60 и 120 не улучшает условиядиспергирования при одновременно конструктивном усложнении газораспределитепьного устройства.Выполнение газораспределительногоустройства в виде неподвижной турбины с полуцилиндрическими лопаткамивыгодно отличается от известных устройств своей конструктивной простотой и возможностью совмещения безусложнений с другими узлами реактора, например, с лампами ультрафиолетового излучения, с одновременнымвозникновением явления кавитации.Известно, что явление кавитации значительно ускоряет многие процессы,в том числе и диспергирование газав жидкости,В таком реакторе можно совместитьпроцессы диспергирования газа в жидкости и облучения, например ультрафиолетового. Это существенно интенсифицирует технологический процессокисления вредных органических соединений в сточных водах, сокращаетгабариты аппарата, увеличивает егопроизводительность,На фиг.1 изображен реактор фотохимического окисления, на фиг.2нижняя часть реактора, продольныйразрез, на фиг,З - разрез А-А нафиг.2, 1087469Реактор представляет собой цилиндрическую емкость 1, по центру которой в кварцевой ампуле 2 помещен источник 3 Уф-излучения. Под кварцевой ампулой размещается газораспредели тельное устройство 4. Рабочий элемент газораспределительного устройства выполнен в виде неподвижной турбины с полуцилиндрическими лопатками 5, снабженной аэродинамическим ко О нусом 6, основание которого закреплено на внутренней поверхности верхнего диска 7, а вершина расположена в подводящем патрубке 8, при этом конус выполнен из трех частей с переменной конусностью каждой части соответственно 15-40, 45-60 и 65-120.0 Пределы конусности выбраны для равномерного сжимания газового потока, увеличения его скорости и создания 20 турбулентности, что в конечном счете способствует интенсификации процесса окисления. При меньшей или большей конусности уменьшается поверхность контакта газа с растворимыми органическими соединениями.Вода вводится в реактор через патрубок 9 и заполняет реактор до постоянного уровня, обусловленного сливным патрубком 10. Гаэ-окисли тель (в данном случае озоно-воэдушная смесь) подводится через патрубок 8в газораспределитель 4,Устройство работает следующим образом.Поток газа-окислителя подается навершину аэродинамического конуса 6,выполненного с переменной конусностьюо15-40, 45-60 и 65-120, равномерно сжи-,мается, что приводит к увеличению егоскоро"ти и попадая в межлопаточноепространство неподвижной турбины, которая закручивает поток газа, разбивается на мельчайшие пузырьки, чемсоздается явление кавитации. Такимобразом, озоно-воздушная смесь выходит из распределителя мелкодисперсными пузырьками, аэрирует воду вокругкварцевой ампулы 2, что способствуетболее полному использованию окислительных свойств озона. Через патрубок 11 воздух выводится из реактора. Сточные воды, обработанные озоновоздушной смесью, выводятся из реактора через патрубок 10.Предлагаемое устройство позволяет в два раза увеличить интенсивность окисления, в результате чего увеличивается в 1,5 раза производительность реактора - с 1 О до 15-20 максут..Тираж 867ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035; Москва, Ж, Раушская наб аказ 2571/1 Подписн 4/5 лиал ППИ "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4