電機(jī)調(diào)控水下密集氣泡介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種反應(yīng)器，具體設(shè)及一種電機(jī)調(diào)控水下密集氣泡介質(zhì)阻擋放電反應(yīng) 器，屬于反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲輔助水下密集氣泡D抓放電，有效降低了放電難度，可W循環(huán)利用放電產(chǎn)生 的臭氧，充分利用放電紫外線與二氧化鐵協(xié)同催化反應(yīng)增強(qiáng)處理效果，有較好的應(yīng)用前景。
[0003] 水下介質(zhì)阻擋放電需要產(chǎn)生均勻而密集的氣泡，其主要原因有W下兩點(diǎn)：（1)水 下放電（特別是介質(zhì)阻擋放電）非常困難；（2)提高放電活性物質(zhì)與水中有毒害物質(zhì)作用 的效率。
[0004] 水下均勻而密集氣泡群的產(chǎn)生方法有W下兩種方法：
[00化](1)降低放電難度的物理控制方法：降低系統(tǒng)介電常數(shù)；曝氣+人工殖核網(wǎng)；調(diào)速 電機(jī)帶動(dòng)攬拌器件產(chǎn)生密集氣泡；
[0006] 似反應(yīng)速率（化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)）的物理應(yīng)參數(shù)控制方法：系統(tǒng)粘滯系數(shù)；多相催 化。
[0007] 現(xiàn)有水下放電反應(yīng)器大多采用針-針、針-板、多針-板或多針-多針結(jié)構(gòu)，通常 直接在水使用高壓脈沖激勵(lì)，產(chǎn)生電暈或電弧放電，主要應(yīng)用于研究水下放電特性。運(yùn)些水 下放電反應(yīng)器存在放電困難、放電區(qū)域小、處理效率低和成本高等缺點(diǎn)，不適合應(yīng)用于處理 大流量的廢水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種能夠處理大流量廢水的電機(jī)調(diào) 控水下密集氣泡介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，放電簡(jiǎn)單，放電區(qū)域大，處理效率高，成本低。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0010] 本發(fā)明的電機(jī)調(diào)控水下密集氣泡介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，包括底座、安裝在底座上 的殼體、儲(chǔ)水箱、累組件、閥口組件、高壓脈沖電源、可與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)采集及 控制單元、用于產(chǎn)生水下密集氣泡兩相流的機(jī)械攬拌裝置、安裝在殼體上用于檢測(cè)放電區(qū) 域放電光譜的光譜檢測(cè)器和用于檢測(cè)液面高度的液位傳感器；機(jī)械攬拌裝置包括設(shè)置在殼 體底部的調(diào)速電機(jī)、設(shè)置在殼體內(nèi)的攬拌器和與調(diào)速電機(jī)輸入端相連接用于控制調(diào)速電機(jī) 的調(diào)速驅(qū)動(dòng)器，所述調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過殼體與攬拌器相連接，攬拌器在調(diào)速電機(jī)的帶動(dòng) 下攬動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)的氣液混合相流體，產(chǎn)生密集氣泡；殼體的下方設(shè)有反應(yīng)器進(jìn)氣口及反應(yīng) 器進(jìn)水口，殼體的上方設(shè)有反應(yīng)器出水口及反應(yīng)器出氣口；殼體內(nèi)設(shè)有正負(fù)極成對(duì)排列并 W陣列式分層放置的介質(zhì)阻擋放電電極陣列、設(shè)置在介質(zhì)阻擋放電電極上下層負(fù)載催化劑 的沖孔網(wǎng)板和位于介質(zhì)阻擋放電電極陣列下方的曝氣裝置，所述介質(zhì)阻擋放電電極陣列 與高壓脈沖電源相連接；液位傳感器、光譜檢測(cè)器與數(shù)據(jù)采集及控制單元的輸入端相連接， 所述數(shù)據(jù)采集及控制單元的輸出端連接累組件、閥口組件、高壓脈沖電源和調(diào)速驅(qū)動(dòng)器，所 述累組件及閥口組件在數(shù)據(jù)采集及控制單元的控制下，實(shí)現(xiàn)水處理通道的選擇和氣體的循 環(huán)。
[0011] 上述攬拌器包括與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接的轉(zhuǎn)盤和均勻分布在轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)攬 拌葉片，所述攬拌葉片上設(shè)有突起。
[0012] 上述反應(yīng)器出水口安裝有氣液分離器；所述閥口組件包括設(shè)置在干凈水源出水管 上的第一閥n、設(shè)置在儲(chǔ)水箱出水管上的第二閥口、設(shè)置在進(jìn)氣管道上的第=閥口、設(shè)置在 儲(chǔ)水箱進(jìn)水管上的第四閥口和設(shè)置在單次處理水出水管上的第五閥口；所述累組件包括氣 累和液壓累；所述干凈水源出水管的另一端、儲(chǔ)水箱出水管的另一端均與反應(yīng)器進(jìn)水口相 連接，所述液壓累安裝在反應(yīng)器進(jìn)水口處；所述儲(chǔ)水箱進(jìn)水管的另一端和單次處理水出水 管的另一端均與氣液分離器出水口相連接；所述進(jìn)氣管道一端與反應(yīng)器進(jìn)氣口相連接，另 一端與反應(yīng)器出氣口及氣液分離器出氣口相連接，所述氣累安裝在反應(yīng)器進(jìn)氣口處。
[0013] 上述反應(yīng)器進(jìn)水口處還設(shè)有液體流量計(jì)，所述反應(yīng)器進(jìn)氣口處還設(shè)有氣體流量 計(jì)。
[0014] 上述光譜檢測(cè)器具體采用的是石英玻璃管或者發(fā)光光譜儀，所述石英玻璃管的底 部緊貼放電區(qū)域，所述發(fā)光光譜儀的光纖探頭伸入殼體內(nèi)部。 陽015] 上述介質(zhì)阻擋放電電極陣列每層由10~30對(duì)介質(zhì)阻擋放電電極構(gòu)成，層數(shù)為 1~10層。
[0016] 上述介質(zhì)阻擋放電電極包括作為絕緣介質(zhì)的石英玻璃管和插在石英玻璃管內(nèi)作 為導(dǎo)電電極的不誘鋼棒，在所述不誘鋼棒與石英玻璃管之間的間隙中填充有金屬粉或者高 真空娃脂。
[0017] 上述石英玻璃管的外徑為4. 0-6. 0mm、內(nèi)徑為2. 0-4. 0mm，所述不誘鋼棒的直徑為 2. 0-4. 0mm〇
[0018] 上述沖孔網(wǎng)板具體采用的是涂敷Ti〇2薄膜的沖孔鑰:板，所述沖孔鑰；板上均勻分布 多個(gè)孔桐；所述沖孔鐵板的厚度為1. 5-3.Omm，所述Ti化薄膜的厚度為50-200nm;每個(gè)孔桐 的孔徑為0. 5-3. 0mm，相鄰兩個(gè)孔桐中屯、間距為1. 0-6. 0mm。
[0019] 上述殼體的兩側(cè)設(shè)有絕緣支架，所述底座和絕緣支架采用的是聚四氣乙締板材制 作。
[0020] 本發(fā)明采用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)攬拌葉片高速旋轉(zhuǎn)，在水中建立密集氣泡群，降低放電 難度，并使用高壓脈沖或交流電源激勵(lì)介質(zhì)阻擋放電電極陣列，在密集氣泡群中產(chǎn)生放電； 同時(shí)，可調(diào)控的機(jī)械擾動(dòng)系統(tǒng)，提升氣液兩相流間的擴(kuò)散和傳質(zhì)，有效提高擴(kuò)散反應(yīng)速率， 適合處理大流量的水；綜合利用放電產(chǎn)生的紫外線和臭氧，與機(jī)械攬拌共同構(gòu)建水下多相 催化反應(yīng)系統(tǒng)，有效降低反應(yīng)活化能，協(xié)同提高廢水降解的活化反應(yīng)速率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為水下密集氣泡介質(zhì)阻擋放電協(xié)同催化廢水處理原理示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖（圖中A表示的是放電區(qū)，B表示的是空化泡 群）； 陽02引圖3為雙介質(zhì)D抓電極結(jié)構(gòu)；
[0024]圖4為單介質(zhì)DBD電極結(jié)構(gòu)；
[00巧]圖5為攬拌器結(jié)構(gòu)示意圖；
[00%] 圖6為本發(fā)明的反應(yīng)器原理框圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明的氣液分離室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖8為反應(yīng)器級(jí)聯(lián)處理廢水的示意圖；
[0029] 圖9為負(fù)載Ti02薄膜的沖孔網(wǎng)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖10為變頻功率調(diào)制信號(hào)頻率變化、波形及其輸出功率密度圖；
[0031] 圖11為高壓脈沖電源逆變器的變頻調(diào)制工作波形圖；
[0032] 圖12為水下密集氣泡DBD反應(yīng)器的簡(jiǎn)圖；
[0033] 圖13為圖12的等效電路；
[0034] 圖14為諧振式D抓驅(qū)動(dòng)與匹配電路結(jié)構(gòu)圖； 陽03引圖中各標(biāo)號(hào)：底座1、殼體2、儲(chǔ)水箱3、氣累4-1、液壓累4-2、第一閥口 5-1、第二閥 口 5-2、第=閥口 5-3、第四閥口 5-4、第五閥口 5-5、高壓脈沖電源6、數(shù)據(jù)采集及控制單元 7、調(diào)速電機(jī)8-1、攬拌器8-2、調(diào)速驅(qū)動(dòng)器8-3、光譜檢測(cè)器9、液位傳感器10、反應(yīng)器進(jìn)氣口 11-1、反應(yīng)器進(jìn)水口 11-2、反應(yīng)器出氣口 11-3、反應(yīng)器出水口 11-4、介質(zhì)阻擋放電電極陣列 12、石英玻璃管12-1、不誘鋼棒12-2、沖孔網(wǎng)板13、孔桐13-1、曝氣裝置14、氣液分離器15、 氣液分離器出水口 15-1、氣液分離器出氣口 15-2、液體流量計(jì)16-1、氣體流量計(jì)16-2、絕緣 支架17。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0037] 參見圖1，本發(fā)明設(shè)及的水下密集氣泡和介質(zhì)阻擋放電的產(chǎn)生，化及D抓發(fā)光UV譜 線與催化劑（Ti〇2)聯(lián)用后，其活性物質(zhì)（0H、0、03、H202)的產(chǎn)生與相互轉(zhuǎn)化，活性物質(zhì)（主 要是0H)與有機(jī)物的rg.)發(fā)生降解反應(yīng)的機(jī)制。
[0038] 運(yùn)用快速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械葉片擾動(dòng)含氣流體，在水中動(dòng)態(tài)產(chǎn)生和篩選氣泡尺寸和密 度，為水下介質(zhì)阻擋放電創(chuàng)造條件。在水下密集氣泡中產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電并處理流動(dòng)的廢 水，充分利用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的UV與Ti化聯(lián)合構(gòu)成催化反應(yīng)系統(tǒng)，在旋轉(zhuǎn)葉片擾動(dòng)作用 下，為流體提供流速，同時(shí)增強(qiáng)流體擴(kuò)散和催化反應(yīng)，達(dá)到有效提升水下密集氣泡介質(zhì)阻擋 放電降解廢水效率的目的。
[0039] 本發(fā)明構(gòu)建水下密集氣泡氣液兩相流，有效降低了水下放電難度；可調(diào)控的機(jī)械 擾動(dòng)系統(tǒng)，提升了水下放電反應(yīng)系統(tǒng)的擴(kuò)散速率，有效提升水處理效率，適合處理大流量的 水；構(gòu)建二氧化鐵、紫外、臭氧和機(jī)械擾動(dòng)協(xié)同的反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步提升水處理效率。 W40] 參見圖2,本發(fā)明的反應(yīng)器由調(diào)速電機(jī)8-1、攬拌器8-2、曝氣裝置14、負(fù)載催化劑 的沖孔網(wǎng)板13、介質(zhì)阻擋放電電極陣列12、光譜檢測(cè)器9(安裝在光學(xué)觀測(cè)窗9-1內(nèi)，其上 設(shè)有防塵蓋9-2)、絕緣支架17、底座1、密封膠圈8-4、反應(yīng)器進(jìn)水口 11-2、反應(yīng)器進(jìn)氣口 11-1、反應(yīng)器出水口 11-4、反應(yīng)器出氣口 11-3和液位傳感器等10。其中，介質(zhì)阻擋放電電 極為正負(fù)極成對(duì)排列W陣列式分層放置，并夾在兩層負(fù)載催化劑的沖孔網(wǎng)板13之間；調(diào)速 電機(jī)8-1安裝在反應(yīng)器的底部，電機(jī)轉(zhuǎn)軸透過反應(yīng)器的不誘鋼底板與攬拌器8-2連接，攬拌 器8-2在調(diào)速電機(jī)8-1的帶動(dòng)下攬動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)的氣液混合相流體，產(chǎn)生密集氣泡；光學(xué)觀測(cè) 窗9-1，采用一段封閉的石英管，插入反應(yīng)器內(nèi)，石英管的底部緊貼放電區(qū)域，可將發(fā)光光譜 儀的光纖