申请日2010.08.26
公开(公告)日2016.01.20
IPC分类号B01D47/00; B01D46/00; C02F1/00
摘要
本发明涉及一种燃气捕集型气体-液体反应装置和利用此装置的水处理装置以及燃气净化装置，涉及燃气及液状物质从上述气体-液体反应装置上部流入口投入，相对较轻的燃气从上述气体-液体反应装置上部空间捕集，到气体-液体反应装置下部排出口排除为止，在一定的时间内从上部流入，使其能与喷射的液体相反应，增大气体和液体接触时间来提高反应效率。从而节省水处理装置和燃气清洁装置的安装费用和运转费用等成本的燃气捕集型气体-液体反应装置和利用此装置的水处理装置，燃气净化装置。
权利要求书
1.一种燃气捕集型气体-液体反应装置，在内部沿着上下方向形成长的捕集空间，在上部及下部分别具备连通于上述捕集空间的上部流入口及下部流出口，其特征在于，使用加压泵以1至15的气压加压气体和液体，使其流入上述上部流入口，气体从上述捕集空间的上部捕集并依次朝下部方向填充，然后通过上述下部流出口排放，而液体从上述上部流入口喷射，并在捕集到上述捕集空间的上部的气体层上，与气体接触反应，然后通过上述下部流出口排放，
初期只有液体从上述下部流出口排放，而当气体填充至上述下部流出口时，液体和气体一起排放。
2.根据权利要求1上述的燃气捕集型气体-液体反应装置，上述气体-液体反应装置以串联或并联方式连接多个。
3.一种利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，其特征在于，包括气体-液体反应装置和气体-液体分离装置，上述气体-液体反应装置在内部沿着上下方向形成长的捕集空间，在上部及下部分别具备连通于上述捕集空间的上部流入口及下部流出口，上述气体-液体分离装置连接于上述气体-液体反应装置的上述下部流出口，
上述气体-液体反应装置，使用加压泵以1至15的气压加压气体和液体，使其流入上述上部流入口，气体从上述捕集空间的上部捕集并依次朝下部方向填充，然后通过上述下部流出口排放，而液体从上述上部流入口喷射，并在捕集到上述捕集空间的上部的气体层上，与气体接触反应，然后通过上述下部流出口排放，初期只有液体从上述下部流出口排放，而当气体填充至上述下部流出口时，液体和气体一起排放，
上述气体为臭氧，上述液体由含污染物质的污水构成，处理水通过上述下部流出口排放，
上述气体-液体分离装置，除去加压的上述处理水的压力的同时，分离在上述处理水中未反应的臭氧。
4.根据权利要求3上述的利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，其特征在于，在上述捕集空间填充由金属、陶瓷、高分子树脂材质中的一种以上构成的填充物。
5.根据权利要求3或4上述的利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，其特征在于，进一步包括废臭氧分解装置，其连接于上述气体-液体分离装置的流出口，以便能够减少从上述气体-液体分离装置排出并废气的未反应臭氧，
上述废臭氧分解装置为具有流入口和流出口的圆柱形反应装置，包括：石英管，在其内部插入有紫外线灯,且所述石英管保护所述紫外线灯;紫外线，填充于上述石英管的外部周围，通过将未反应臭氧转换成OH自由基，并使之与污染物质反应而去除的尖端氧化工程反应而能够处理未反应臭氧和未反应污染物质;光催化剂，以二氧化钛为主要成分。
6.一种利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，所述气体-液体反应装置在内部沿着上下方向形成长的捕集空间，在上部及下部分别具备连通于上述捕集空间的上部流入口及下部流出口，其特征在于，上述气体-液体反应装置，使用加压泵以1至15的气压加压气体和液体，使其流入上述上部流入口，气体从上述捕集空间的上部捕集并依次朝下部方向填充，然后通过上述下部流出口排放，而液体从上述上部流入口喷射，并在捕集到上述捕集空间的上部的气体层上，与气体接触反应，然后通过上述下部流出口排放，初期只有液体从上述下部流出口排放，而当气体填充至上述下部流出口时，液体和气体一起排放，
上述气体为含污染物质的污染气体，而上述液体由净化液而成，
上述污染气体从上述捕集空间的上部被捕集并朝下部方向填充至上述下部流出口，
上述净化液，分散于捕集在上述捕集空间的污染气体层，并下降的同时，上述污染气体与上述净化液进行反应，并与经净化的净化气体一起通过上述下部流出口排放。
说明书
燃气捕集型气体-液体反应装置和利用此装置的水处理装置以及燃气净化装置
技术领域
本发明涉及一种燃气捕集型气体-液体反应装置和利用此装置的水处理装置以及燃气净化装置，涉及燃气及液状物质从上述气体-液体反应装置上部流入口投入，相对较轻的燃气从上述气体-液体反应装置上部空间捕集，到气体-液体反应装置下部排出口排除为止，在一定的时间内从上部流入，使其能与喷射的液体相反应，增大气体和液体接触时间来提高反应效率。从而节省水处理装置和燃气清洁装置的安装费用和运转费用等成本的燃气捕集型气体-液体反应装置和利用此装置的水处理装置，燃气净化装置。
背景技术
现有的气体-液体反应装置大部分是以较轻的燃气物质从气体-液体反应装置下方投入，相对较重的液体从上部投入分散，下降的同时与上升的燃气物质相接触反应，或用填有含污染物质的水等反应装置从下方投入燃气，投入的气体在反应装置上部排除的结构。
现有的臭氧氧化反应装置使用填满污水反应器下部散气管或文氏管等气体混合装置投入臭氧，或为增加臭氧溶解度及增大接触率，在氧化反应装置上加压臭氧进行投入，使其在水中大量溶解后，加压的污水从反应装置下部投入，使其生成微米或纳米大小微小化成的臭氧气泡，与浮上的同时进行反应的DOF(溶解臭氧浮上，DissolvedOzonFloatation)工程衔接的常压氧化反应装置为主流来实现的。
图1显示现有臭氧氧化反应装置的使用范例，臭氧用散气管或者文氏管等，从有污染物质进入的反应装置下部以微小气泡状态投入，臭氧以气泡形态浮上来的期间，和水中的污染物质相反应后，因浮上水面的未反应臭氧不能再与污染物质反应从上部排出，所以为使臭氧以接近饱和浓度溶解而投入大量臭氧，是典型的大量消耗臭氧的臭氧反应装置。
现有的臭氧氧化反应装置，如果从填满臭氧的污水氧化反应装置下部投入臭氧，由于臭氧较低的水中溶解度，大部分以气泡水滴形态存在，臭氧气泡的浮上速度按其大小比例，其越大在水中停留的时间越短，所以与污染物质的接触时间变短。
因此，开发出臭氧气泡的大小制成微米或纳米大小的气泡，减少其浮上的速度，增大反应时间运用DOF工程的氧化反应装置，与上述DOF工程相同，向污水中投入臭氧的臭氧氧化反应装置，臭氧气泡的大小是决定氧化反应效率的重要因素之一。
通常投入到氧化反应装置上的臭氧，只在水中停留的期间内能与污染物质相反应，所以在水中投入臭氧反应时，使臭氧气泡变小缩短其浮上速度，增加在水中的停留时间。增大氧化反应装置高度的DOF工程，虽比用散气管或文氏管等的臭氧氧化方法很有成果，但有在臭氧气泡浮上的同时变大而增大氧化装置大小的限制。
加压后连续进行的管型氧化反应装置的情况，以压力比例在水中溶解大量的臭氧进行氧化反应，虽比现有臭氧氧化反应具有效率的提高，但是为补充在氧化反应中消耗的臭氧，要投入溶解量以上的臭氧的反应特性，因过多投入的燃气中臭氧在管型氧化反应装置下部分层移动，所以不可再利用与处理水一同排出，所以为使投入臭氧与水层不要分离，燃气中的臭氧中间不时安装如LINEMIXER等混合装置管型氧化反应装置。根据反应过程，使管型氧化反应装置上部燃气中的臭氧在水中溶解来增大氧化反应效率，但是管型氧化反应装置内部，臭氧以微小气泡形态制成有限制，另外根据投入的臭氧根据管型氧化反应装置与污水一同流动的同时相反应后一起排出的特性，会发生很多未反应臭氧量。
为增大现有臭氧氧化反应技术效率，整理使用其技术，加压臭氧与污水相反应后，除去加压的污水压力过程中，利用使其产生反应微小气泡臭氧的DOF(溶解臭氧浮上)工程技术，或加压臭氧和污水投入到管型反应装置，为解决臭氧和污水一同流动的同时分离燃气中臭氧的问题，使其与污水再次混合安装交换装置进行反应的加压氧化反应装置，是最有效的技术。
发明内容
为增大现有臭氧氧化反应装置效率，微小气泡浮上距离，即，反应装置的高度越大，接触时间越大，但即使投入的是微米或纳米大小的臭氧，在浮上时也会互相合并，使气泡变大，浮上速度变快，所以尽量增大氧化反应装置大小，增大其接触时间有限，再投入排出的未反应臭氧方式，需要另外的氧加压水泵系统和反应装置，费用增加及繁琐上面很难再利用，高浓度未反应臭氧因在环境基准值以下进行分解废弃，所以臭氧消耗量很大。
另外，对臭氧和污水加压能增大溶解臭氧量的管道型反应装置时，进行压力比例虽能增大溶解度，但投入的臭氧和污水在反应装置里流动的同时分离气体中的臭氧，所以使用能再次与污水混合的LINEMIXER等的搅拌装置，不时在管道型反应装置上安装，本预想再次利用投入的臭氧，但是使臭氧微小气泡化有限制，因反应装置内部的臭氧以相对较大的气泡形态存在和污水一起排出，所以为增大接触时间，应增大反应装置的长度等来缩小未反应臭氧的发生，但是有限制。
上述情况中，加压状态的污水与臭氧在混合的状态下排出，所以运用在后工程上的溶解臭氧浮上(DOF)工程时，因气体中臭氧形成大气泡快速的浮上，所以生成的这些微小气泡不能以自身的速度浮上，不能与大气泡同伴上升等DOF工程效率急剧下降的问题，也有经过气液分离装置后再运用DOF工程的问题。
因此现有的臭氧氧化反应装置在臭氧氧化反应中使用效率低，为达到所定氧化反应效率，要投入比实际氧化反应上所需臭氧量更多的量，所以要增加高价的臭氧发生器容量，因此有增加安装费和维修管理费的问题。
另外，因有很多废弃的未反应臭氧量，所以安装臭氧氧化装置时，对其高价的臭氧发生装置容量的设计要大些，为分解未反应臭氧安装废臭氧分解装置大容量等有增大费用的问题。
本发明意识到上述几方面研究出来的，本发明目的利用现有臭氧氧化反应装置的气体-液体反应值，解决不能充分利用投入的臭氧，废弃的氧化反应装置结构上的问题，与污染物质反复进行接触反应，减少其未反应臭氧发生量，使污染物质去除效率最大化的燃气捕集型气体-液体反应装置及利用其进行的水处理装置，提供燃气净化装置。
为了达到上述目的，本发明燃气捕集型气体-液体反应装置，在内部上下方向形成长的捕集空间，在上部和下部分别具备与上述捕集空间相连通的上部流入口及下部流出，其特征在于，气体和液体用加压水泵以1至 15的气压加压，使其从上述上部流入口流入，气体从上述捕集空间的上部捕集，按顺序填满到下部方向，从上述下部流出口排出，液体从上述上部流入口喷射，在捕集到上述捕集空间上部的气体层上与气体接触反应，从上述下部流出口排出结构为其特征。
另外，本发明中燃气捕集型气体-液体反应装置，其特征在于，上述气体-液体反应装置，复数个数是按串连或并连来进行连接的。
另外，本发明中利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，在内部上下方向形成长的捕集空间，在上部和下部具备与上述捕集空间连通的上部流入口和下部流出口的气体-液体反应装置，上述气体-液体反应装置，用加压泵以1至15的气压加压气体和液体，使其从上述上部流入口流入，气体从上述捕集空间上部捕集到，按顺序向下部方向填充，从上述下部流出口排出，液体在上述上部流入口喷射在上述捕集空间上部捕集到的气体层上与气体接触反应，从上述下部流出口能排出的结构。上述气体是臭氧气体，上述液体是含污染物质的污水，在上述下部流出口可排出处理水的结构，上述气体-液体分离装置除去加压的上述处理水的压力的同时分离上述处理水中未反应的臭氧为特征的。
另外，本发明中利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，特征是用上述捕集空间上的金属，陶瓷，高分子树脂材质中的任何一种以上的填充物来充填的。
另外，本发明中利用燃气捕集型气体-液体反应装置的水处理装置，进一步包括连接在上述气体-液体分离装置的流出口使得能够减少从上述气体-液体反应装置排出并废弃的未反应臭氧的废臭氧分解装置，上述废臭氧分解装置是具有有流入口和流出口的圆筒型反应装置，在内部包括：石英管，在内部插入并保护紫外线灯;紫外线，填充于上述石英管的外部周围，通过将未反应臭氧转换成OH自由基，并使之与污染物质反应而去除的尖端氧化工程反应而能够处理未反应臭氧和未反应污染物质;光催化剂，以二氧化钛为主要成分。。
另外，利用燃气捕集型气体-液体反应装置的气体净化器，在内部上下方向形成长的捕集空间，在上部及下部分别具备与上述捕集空间连通的上部流入口及下部流出口，其特征在于，上述气体-液体反应装置是对气体及液体用加压泵以1至15的气压加压，使其从上述上部流入口流入，气体从上述捕集空间的上部捕集，按顺序向下部方向填满从上述下部流出口流出，液体从上述上部流入口喷射，并在捕集到上述捕集空间的上部的气体层上与气体相接触反应，然后通过上述下部流出口排出的结构。上述气体是含污染物质的污染气体，上述液体是净化液，上述污染气体是从上述捕集空间上部捕集到的，向下部方向填满至上述下部流出口，上述净化液，分散于捕集在上述捕集空间的污染气体层，并下降的同时，上述污染气体与上述净化液进行反应，并与经净化的净化气体一起通过上述下部流出口排放。
根据上述结构本发明中，燃气捕集型气体-液体反应装置及利用其进行的水处理装置，燃气净化装置上，投入类似如臭氧或污染气体到气体- 液体反应装置，与处理水一起排出的现有装置不同，特征是利用密度差使较轻的气体在气体-液体反应装置上部聚集的气体-液体反应装置。
投入的气体为臭氧水处理装置时，臭氧和污水是从气体-液体反应装置上部投入，从下部排出的形态，捕集到气体-液体反应装置内部中相对比较轻的臭氧，投入的污水和捕集到的气体在一定时间内持续的反应后排出，向气体-液体反应装置投入的气体设定的反应压力上，饱和量在污水中溶解，剩余的气体状态的气体根据反应过程消耗掉的量，用可在水中容易再次溶解的手段，不让双倍投入的气体和污水一起流动，和在反应装置内部捕集到的污水持续的反应使用后，和处理水一同排出，所以根据增大气体和污水的接触时间不同来增大反应效率，当然大幅度减少未反应气体，减少高价的臭氧发生装置及废臭氧分解装置容量，能节省安装费和运转费等成本的优点。同种方法的燃气清洁装置也是根据增大污染气体和清洁液的接触时间，提高清洁能力，具有节省安装费和运转费等成本的优点。
现有的臭氧氧化反应装置情况，问题是只有一部分投入的臭氧在氧化反应时被用到，大部分变成的未反应臭氧而废弃，但是本发明能增大臭氧氧化反应工程的效率，反应结束后，减少排向大气的废气中含有的未反应臭氧量，和增大投入的臭氧使用效率相同，所以能减少高价的臭氧发生器容量，有很大的节省效果。
另外，本发明中燃气捕集型气体-液体反应装置，是从气体-液体反应装置的上部捕集到气体中的臭氧到下部流出口排出为止，持续的和污水进行反应的结构，所以根据上述气体-液体反应装置容量和臭氧投入量不同，可进行臭氧的滞留时间即接触时间的调节，加压反应装置提高溶解臭氧浓度，可在常压进行反应，所以能极大减少未反应臭氧发生，同时大幅度提高氧化反应效率的优点。可解决现有臭氧氧化反应固有的问题，低反应效率和臭氧使用率的问题。