振动流化床光反应器
振动流化床光反应器将振动装置与流化床结合起来,通过外部振动能量使颗粒催化剂流化。因此,与其他流化床相比,它具有低气速操作和防止催化剂颗粒团聚的优点,更适合处理高浓度有机废气。
Alexander V. Vorontsov等人[16]使用该装置比较了相同操作条件下流化床和固定床的光催化降解。反应器为圆柱形不锈钢体,长7.6cm,内径3.8cm,顶部的紫外光通过耐热玻璃窗进入反应器,进光口用O型聚四氟乙烯垫片密封。反应器底部的四个入口相互成90度,气体出口位于反应器的上部。玻璃纤维放置在入口和出口,以防止催化剂随气流流失。反应器底部由聚四氟乙烯膜、隔板和扬声器组成。扬声器的正弦振动由振荡器和放大器获得,实现振动流化。与固定床粉末、粒状和膜状二氧化钛的催化效率相比, 结果表明,催化剂的量子效率顺序为振动颗粒流化床(8.7%)>颗粒固定床(6.9%)>粉末或薄膜固定床(5.8%)。不考虑外部传质的影响,流化床内颗粒的自由运动造成光的间歇照射,同时均匀照射量增加,散射光也被大量吸收,从而提高了光的利用率,获得良好的处理效果。颗粒催化剂优于粉末和膜催化剂,因为它提高了TiO2的机械活性(产生更有效的反应表面)并增加了造粒过程中的光吸收。粉末和膜催化剂的处理效果相似,说明内部传质效应可以忽略。
此外,与平板流化床相比,当进气量为20cm3/min,浓度为500ppm时,振动流化床的转化率可达45%。然而,当Dibble等人[18]使用平板流化床处理TCE时,在类似的光强和转化率下,只有TCE的入口浓度可以处理为67ppm。气固流化床光催化反应器的研究进展