[发明专利]转盘式气液反应器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及反应装置，特别涉及一种转盘式气液反应器及其应用。

背景技术

湿式氧化法(包括催化湿式氧化法)一般在高温(150～350℃)高压(0.5～20MPa)操作条件下的液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，最终产物是二氧化碳和水。其应用主要为两大方面，一是用于高浓度难降解有机废水生化处理的预处理，提高可生化性；二是用于处理有毒有害的工业废水，如制药废水、含酚废水、染料废水、化工废水等。其过程比较复杂，传质过程包括两个主要步骤，一是空气中的氧从气相向液相的传质过程，二是溶解氧与基质之间的化学反应。目前传质效率是限制该技术发挥其应用特性的瓶颈，而现有的主要办法是通过加强搅拌来消除，该方式仅是增强了液相的运动，不能增加气相与液相的接触，因而效率提升非常有限。

生物质类有机废弃物与水的混合物在湿式氧化反应产生小分子有机酸或是其他化学品的过程中也存在着类似的技术瓶颈。

与湿式氧化法类似，在化工领域也广泛存在气相和液相的反应体系，例如，水体系中不饱和有机物加氢反应，由于氢气和水相的接触面有限造成氢气的传质过程存在技术瓶颈，在有固体催化剂存在的情况下，存在着氢气、催化剂、液相接触反应面较低，因而反应效率低。

发明内容

本发明的目的，就在于提供一种转盘式气液反应器。

本发明的目的是这样实现的：一种转盘式气液反应器，主要包括：

耐压反应罐，罐体上设有加热机构；

转盘，设置在反应罐内并由磁力搅拌器驱动；

在耐压反应罐上设有进气管、排气管、进液管、排液管和放空管。

所述转盘由多个盘片组合构成。

所述盘片由具有催化功能的材料制成，或表面负载有催化剂。

所述加热机构为电加热机构或导热油加热机构。

所述进气管和排气管分别设置在耐压反应罐的上部，进液管、排液管和放空管分别设置在耐压反应罐的下部。

一种基于上述转盘式气液反应器的湿式氧化反应方法是，由进气管充入高压的氧气或空气，由进液管泵入待氧化物料，通过加热机构加热耐压反应罐，使反应罐内的温度控制在150～350℃，压力控制在0.5～20MPa，同时启动磁力搅拌器驱动转盘转动，使待氧化物料附着在转盘表面并随着转盘的转动与氧气或空气接触，待氧化物料中的有机污染物与氧气或空气发生氧化反应得到去除，产物为二氧化碳、水和小分子有机物，气体产物由排气管排出，液体产物由排液管排出。

所述待氧化物料包括制药废水、含酚废水、染料废水、化工废水等高浓度难降解有机废水，或者是废水处理系统所产生的污泥与水的混合物或生物质粉末和水的混合物。

一种基于上述转盘式气液反应器的湿式加氢反应方法是，由进气管充入高压的氢气，由进液管泵入不饱和有机物液体，通过加热机构加热耐压反应罐，使反应罐内的温度控制在150～350℃，压力控制在0.5～20MPa，同时启动磁力搅拌器驱动转盘转动，使不饱和有机物液体附着在转盘表面并随着转盘的转动与氢气接触，不饱和有机物液体中的不饱和有机物与氢气发生加氢反应，产物由排液管排出。

本发明由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和特点：

一、使用范围广：可以用于现有的湿式氧化反应处理废水和生物质有机废弃物与水形成的固液混合物，以及对应的催化湿式氧化反应体系，在化工领域应用广泛的氢气和水相发生的加氢反应体系。

二、安全可靠：整个反应装置采用封闭体系，耐高温高压，密闭性能好：使用安全。

三、结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明转盘式气液反应器的基本结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的转盘式气液反应器，主要包括耐压反应罐1和转盘2，在罐体上设有加热机构(未图示出来)以及进气管4、排气管5、进液管6、排液管3和放空管7。进气管和排气管分别设置在耐压反应罐的上部，进液管、排液管和放空管分别设置在耐压反应罐的下部。在排液管上设有背压阀。转盘2设置在反应罐内并由磁力搅拌器(未图示出来)驱动。该转盘由多个盘片组合构成。盘片可由具有催化功能的材料制成，或表面负载催化剂。

本发明中的加热机构为电加热机构或导热油加热机构或其它加热机构。

本发明的工作原理是：转盘在转动的过程中，盘片上附着的液体或者是固液混合物能够与气体充分接触，极大地增加了气体和液体的接触面积，从而极大地提升了反应的效率。