專利名稱：一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流 筒頂構(gòu)件。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，以及工業(yè)及城市污水的排放量日益增加，
污水處理行業(yè)的技術(shù)水平需要進(jìn)一步提髙。中國(guó)專利CN2791027Y公開(kāi)的用于污 水處理的三相生物流化床反應(yīng)器，屬于氣液固三相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器，是將 化工技術(shù)、生物技術(shù)以及水處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合并應(yīng)用于有機(jī)廢水生化降解的一 種裝置。它具有單位體積負(fù)荷大、抗沖擊能力強(qiáng)、運(yùn)行成本低及操作方便等優(yōu) 點(diǎn)。反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒(該專利稱為提升管；該專利中的導(dǎo)流筒在本實(shí)用 新型中稱為隔離筒)，導(dǎo)流筒頂部出口的上方設(shè)有導(dǎo)流筒頂構(gòu)件(該專利稱為氣 液固分離器；還包括用于將其固定于導(dǎo)流筒頂部的固定部件， 一般是支腿)。其 中的一種導(dǎo)流筒頂構(gòu)件由圓錐面形的帽罩和支腿組成；由于未進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的 優(yōu)化，存在如下主要問(wèn)題(l)雖然對(duì)氣泡在流化床中的分散能起到一定的作用， 但對(duì)大部分氣泡的破碎效果不佳，因而使氣液傳質(zhì)效率和流化床的溶氧濃度受 到限制，造成反應(yīng)器的進(jìn)氣量較大、動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行成本較高；(2)導(dǎo)流筒外液體 的循環(huán)速度較低，不利于載體上微生物的脫落以及氣泡的下行。代謝產(chǎn)物和泡 沫易存留于反應(yīng)器內(nèi)，造成微生物中毒，影響水處理效果。導(dǎo)流筒外液體循環(huán) 速度較低還造成氣液固三相混合時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，單位時(shí)間的處理量有待 提髙。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，以解 決上述現(xiàn)有的圓錐面形帽罩型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件所存在的因?qū)馀莸钠扑樾Ч?不佳而使氣液傳質(zhì)效率和流化床的溶氧濃度受到限制、導(dǎo)流筒外液體的循環(huán)速 度較低等問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng) 器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，由圓錐面形的帽罩和支腿組成，其特征在于帽罩的圓錐 角為100 160度，斜邊長(zhǎng)為導(dǎo)流筒內(nèi)半徑的1.2 1.6倍，支腿的長(zhǎng)度為導(dǎo)流筒 內(nèi)半徑的O. 5 1倍。
本實(shí)用新型對(duì)CN2791027Y所述圓錐面形帽罩型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件的帽罩圓 錐角、斜邊長(zhǎng)和支腿長(zhǎng)度三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化、組合，篩選出合理的參數(shù);使用時(shí)具有如下的有益效果(l)破碎氣泡的效果好，氣泡破碎后能很好地均勻 分散于流化床中，增加了氣液傳質(zhì)效率、流化床內(nèi)氣體的含率和溶氧濃度。反 應(yīng)器的進(jìn)氣量可大大減少，從而可減少動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行成本；(2)提高了導(dǎo)流筒 外液體的循環(huán)速度，有利于載體上微生物的脫落以及氣泡的下行，減少反應(yīng)器 內(nèi)代謝產(chǎn)物和泡沬的存留，避免造成微生物中毒，提高水處理效果。因?qū)Я魍?外液體循環(huán)速度提高，還可縮短氣液固三相混合時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間，提高單位時(shí) 間的處理量；(3)因具有上述的優(yōu)點(diǎn)，所以可提高化學(xué)耗氧量(COD)以及氨氮 (NH3-N)、特別是總氮的去除率，從而提高出水的水質(zhì)。
內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器采用本實(shí)用新型，較之采用CN2791027Y所述的導(dǎo)流筒 頂構(gòu)件，在反應(yīng)器進(jìn)氣量不變的條件下，流化床的溶氧濃度可提高10 15體積 %(體積%表示體積百分?jǐn)?shù))，導(dǎo)流筒外液體的循環(huán)速度提高10 15%，氣液固三相 混合時(shí)間減少10 3096。在達(dá)到流化床相同溶氧濃度的條件下，反應(yīng)器的進(jìn)氣量 可減少30 50體積％。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖和具體實(shí)施方式
并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。

圖l是本實(shí)用新型基本型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件沿軸向的剖視圖。 圖2是帽罩底端設(shè)有斜邊延長(zhǎng)體的導(dǎo)流筒頂構(gòu)^^沿軸向的剖視圖。 圖3是帽罩底端邊緣為鋸齒形導(dǎo)流筒頂構(gòu)件沿軸向的剖視圖。 圖4是帽罩內(nèi)表面設(shè)有折流板的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件沿軸向的剖視圖。 圖5是圖4中的A—A剖視圖。
具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖l,所示內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件為本實(shí)用新型的基本型 式，由圓錐面形的帽罩1和支腿2組成。帽罩l的圓錐角a為100 160度，斜邊長(zhǎng) a為導(dǎo)流筒3內(nèi)半徑R的1. 2 1. 6倍。支腿2的長(zhǎng)度b為導(dǎo)流筒3內(nèi)半徑R的0. 5 1倍。
圖2至圖5所示的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，分別是以圖l所示基本型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件 為基礎(chǔ)而得到的幾種改進(jìn)型。
圖2所示的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，環(huán)繞帽罩1的底端設(shè)有斜邊延長(zhǎng)體4。斜邊延長(zhǎng)體 4為圓臺(tái)面形。斜邊延長(zhǎng)體4的板面相對(duì)于垂直方向的傾斜角度/3為50 75度， 斜邊長(zhǎng)c為支腿2長(zhǎng)度b的0. 5 0. 7倍。設(shè)置斜邊延長(zhǎng)體4，可以進(jìn)一步提高導(dǎo)流
筒外液體的循環(huán)速度，加強(qiáng)氣泡下行和傳質(zhì)。
圖3所示的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，帽罩l的底端邊緣為鋸齒形。其目的在于進(jìn)一步破碎氣泡，增加流化床的傳質(zhì)性能。
圖4、圖5所示的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，帽罩1的內(nèi)表面設(shè)有折流板5，折流板5的外 邊緣為鋸齒形；這樣可以大大增強(qiáng)破碎氣泡的功能。折流板5—般是水平設(shè)置， 設(shè)置數(shù)量為4 12個(gè)；其內(nèi)邊緣焊接于帽罩l上。
本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，支腿2—般是設(shè)置3個(gè)。支腿2的兩端分別固定 于導(dǎo)流筒3的頂部和帽罩1上，如圖l、圖2所示。圖3和圖4中未示出導(dǎo)流筒3。圖 2至圖5所示導(dǎo)流筒頂構(gòu)件的幾種改進(jìn)型，其帽罩l的圓錐角角度、斜邊長(zhǎng)以及支 腿的長(zhǎng)度，均與圖l所示基本型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件相同。圖1至圖5中，相同附圖 標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
下面說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理。在流化床反應(yīng)器中，隨表觀氣速的增加， 氣泡在導(dǎo)流筒內(nèi)上升的過(guò)程中都會(huì)形成一定數(shù)量的球帽形大氣泡。由于球帽形 大氣泡的比表面積與小氣泡相比非常小，因而嚴(yán)重影響了相間接觸效果。同時(shí) 由于大氣泡的上升速度快，造成部分氣體一定程度的短路，這些都使相間傳質(zhì) 和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化效率大大下降。而在氣液固體系的氣升式內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器 導(dǎo)流筒的頂部安裝本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。其 工作原理是氣流從流化床床底處進(jìn)入，帶動(dòng)液體和固體；三相沿導(dǎo)流筒向上 運(yùn)動(dòng)到達(dá)導(dǎo)流筒頂構(gòu)件處，導(dǎo)流筒中聚并形成的氣泡碰到導(dǎo)流筒頂構(gòu)件而破裂， 破裂的氣泡連同其攜帶的固體和液體一起均勻分散到反應(yīng)器流化區(qū)筒體內(nèi)。在 循環(huán)水流的帶動(dòng)下，混合均勻的氣液固三相運(yùn)動(dòng)到反應(yīng)器流化區(qū)筒體底部，在 導(dǎo)流筒底部受到氣體造成的負(fù)壓吸力的作用再次進(jìn)入導(dǎo)流筒，進(jìn)行下一次循環(huán)。 在此過(guò)程中氣泡進(jìn)行了3次再分布，分別是在導(dǎo)流筒頂構(gòu)件處、導(dǎo)流筒頂構(gòu)件對(duì) 應(yīng)的反應(yīng)器流化區(qū)筒體或隔離筒處、導(dǎo)流筒的底部邊緣處，從而使氣體在流化 床中的分布更加均勻，溶解能力進(jìn)一步加強(qiáng)。
本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，主要用于石油、化工、冶金、食品及制藥等 領(lǐng)域的工業(yè)污水和城市生活污水處理過(guò)程所使用的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器中。反 應(yīng)器采用本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件時(shí)，其它部件的結(jié)構(gòu)保持不變。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，由圓錐面形的帽罩(1)和支腿(2)組成，其特征在于帽罩(1)的圓錐角α為100～160度，斜邊長(zhǎng)a為導(dǎo)流筒(3)內(nèi)半徑R的1.2～1.6倍，支腿(2)的長(zhǎng)度b為導(dǎo)流筒(3)內(nèi)半徑R的0.5～1倍。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，其特征在于環(huán)繞帽罩(l)的底端 設(shè)有斜邊延長(zhǎng)體(4)，斜邊延長(zhǎng)體(4)的板面相對(duì)于垂直方向的傾斜角度/S為 50 75度，斜邊長(zhǎng)c為支腿(2)長(zhǎng)度b的0.5 0.7倍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，其特征在于帽罩(l)的底端邊緣 為鋸齒形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，其特征在于帽罩(l)的內(nèi)表面設(shè) 有折流板(5)，折流板(5)的外邊緣為鋸齒形。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了污水處理技術(shù)領(lǐng)域的一種內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，以解決現(xiàn)有的圓錐面形帽罩型式的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件所存在的因?qū)馀莸钠扑樾Ч患讯箽庖簜髻|(zhì)效率和流化床的溶氧濃度受到限制、導(dǎo)流筒外液體的循環(huán)速度較低等問(wèn)題。本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件由圓錐面形的帽罩(1)和支腿(2)組成，帽罩的圓錐角α為100～160度，斜邊長(zhǎng)a為導(dǎo)流筒(3)內(nèi)半徑R的1.2～1.6倍，支腿的長(zhǎng)度b為導(dǎo)流筒內(nèi)半徑R的0.5～1倍。以上述的基本型式為基礎(chǔ)，還提出了幾種改進(jìn)型。本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒頂構(gòu)件，主要用于石油、化工、冶金、食品及制藥等領(lǐng)域的工業(yè)污水和城市生活污水處理過(guò)程所使用的內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器中。
文檔編號(hào)C02F3/00GK201165480SQ200820069378
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者何慶生, 劉獻(xiàn)玲, 張崇偉, 張建成, 曹玉紅, 范景福 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司