光催化反应器举例简介(2)

天津大学 化工学院 09化工一班 王一斌 3009207018

(A )与反应容积( V)的A /V比达到94 m- 1， 有效地提高了反应液与催化剂的接触面积，而负载催化剂的光纤体积只有反应液体积的1. 2%。光源的光则采用光纤方式导入，使光催化反应器具有优良的传光和传质性能。光催化降解4-氯苯酚， 光照15 h 后，降解率达到95% 。该反应器还可利用效率高的点聚焦方式直接利用太阳能进行光催化降解。

2.5光催化与磁性分离反应器

磁性负载易分离纳米T iO2的光催化反应器，采取间歇式处理方式，在处理水过程中，线圈没有通电，在曝气的作用下，催化剂能较均匀地分散在溶液中与有机物充分接触。处理完后通电，线圈周围会产生强磁场，磁性基体负载催化剂沉积在容器底部，通过出水口排放处理完的溶液。结果表明，该光催化反应器对甲基橙有机废水的处理效果良好。

三，举例计算

现以流化床式反应器为例进行计算说明，如图

图1循环式浆态光催化反应器

1. 气体流量阀； 2. 气体分布器； 3. 三通阀；

4. 循环式浆态光催化反应器； 5. 悬浮液； 6. 石英玻璃管；

7. UV 灯； 8. 过滤器； 9. UV灯末端； 10. 样品阀

3.1起始流化速度

当流体流过颗粒床层的阻力等于床层颗粒重量时， 床层中的颗粒开始流动起来， 此时流体的流速称为起始化速度， 记作Umf。起始流化速度Umf仅与流体和颗粒的物性有关。

2Umf?dp(?p??)g/1650?

式中 dp为颗粒的平均粒径；?p，?分别为颗粒和流体的密度；?为流体的粘度。

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3.2颗粒的带出速度

如床内流体的速度等于颗粒在流体中的自由沉降速度（即颗粒的重力等于流体对颗粒的曳力）时， 颗粒开始从床内带出， 此时流体的速度称为颗粒的带出速度， 记作Ut， 对于Ut相应的计式为

Ut?4(?p??)2g2/225????1/3dp

3.3操作速度和流化数。

操作速度U0即表示流化床在正常操作时流体的速度， 一般Umf?U0?Ut而流化数?表示操作速度和起始流化速度之比， 即??U0/Umf对于一般的流化床，

??1.5?10， 但对于有些流化床?可达几十甚至几百。流化床操作速度U0（或

流化数?）。的大小选择原则是过程为效应不大， 反应速度慢， 催化剂粒度细， 筛分宽， 床内无内部构件和要求催化剂带出量少的情况， 宜选用较低的气速， 反之， 则宜用较高气速。

3.4床层的膨长比R

床层的膨胀比R为床层正常流化时床层高度Hf与床层处于起始流化状态时的床层高度Hmf之比， 即

R?0.517/1?0.67(0.01U0)0.114??