[发明专利]非均相反应中磁性颗粒循环反应并连续分离的设备及方法

说明书

本发明公开了一种非均相反应中磁性颗粒循环反应并连续分离的设备及方法。本发明在反应器内设置过滤磁网筛，采用磁性材料并具有网孔；在反应器外与过滤磁网筛相应的位置相对的两侧侧壁上分别设置喷射泵分支回路，分支回路合路连通至回路管路，回路管路上设置自吸泵；悬浮在反应物内的磁性颗粒随着流体升高至过滤磁网筛，被过滤磁网筛吸附；打开喷射泵和自吸泵，流体冲击力将磁性颗粒从过滤磁网筛上脱开，并被自吸泵的流体吸力带入分支回路，然后经过回路管路从底部回流至反应器中；本发明采用连续式反应体系流路并兼有间歇式反应流路，实现固相催化剂循环反应；本发明设计精巧，操作简便，反应效率高；本发明应用于高级氧化技术处理有机废水。

技术领域

本发明涉及化学化工反应技术，具体涉及一种非均相反应中磁性颗粒循环反应并连续分离的设备及其实现方法。

背景技术

纳米材料由于其特有的小尺寸效应、表面特性和多种优异的物理、化学性能，具有广泛的应用前景。纳米颗粒催化剂因其有很大的比表面积和很高的表面活性，是具有优异性能的催化剂，特别是当纳米颗粒催化剂分布于溶液或气体中以悬浮态应用时，参与化学反应效率更高。

然而，若悬浮于溶液或气体中的纳米颗粒催化剂不能及时分离以及不能回收，不但会大大提高成本，还会直接阻碍应用。即使催化反应效果再好，不能实现与产物及反应体系的分离，也是行不通的。

已开发出很多具有磁性的纳米颗粒催化剂，也可以在催化反应研究中，开发纳米颗粒催化剂与具有磁性的纳米铁基类的复合物。这样在利用纳米颗粒催化剂催化性能的同时，能够利用磁性铁基物质的磁特性，采用外加磁场对催化剂颗粒分离收集。

然而，怎么利用外加磁场高效地将磁性纳米颗粒(如纳米Fe₃O₄颗粒、纳米TiO₂复合磁性颗粒)在溶液或气体中、特别是在流动状态下实现固相的分离、提高催化剂反应能力，是实现纳米催化剂实际应用的亟待解决的关键问题。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种非均相反应中磁性颗粒循环反应并连续分离的设备及其实现方法，实现了流化床反应器中非均相反应时溶液或气体流动条件下，将磁性催化剂颗粒，特别是磁性纳米颗粒从溶液或气体中分离，从而进行循环连续的非均相界面接触的化学反应。

本发明的一个目的在于提出一种非均相反应中磁性颗粒循环反应并连续分离的设备。