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1、光催化反应器的设计,目录,1,2,3,4,绪论,光催化反应,展望,致谢,器的设计,1.绪论,1.1选题背景,随着现代工农业的发展，伴随有大量有毒难降解污染物排入环境中，特别是江、河、湖、海，这对环境产生了严重的污染和破坏。光催化氧化技术作为一种真正环境友好的新型绿色污染处理技术，有高效节能、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等众多优点。光催化反应器作为光催化氧化反应的主体设备，决定了对光源的利用率和催化剂活性的发挥等问题，进而影响着光催化反应的效率。,2.光催化反应器的设计,2.1设计思路,本设计针对三相态的反应液，结合悬浮式和负载式两种反应器的优点，选用一种磁性负载式催化剂，建立磁场，设
2、计出三相内循环可磁性分离的光催化反应器。,光催化反应器的设计因素,反应器的几何形状,催化剂存在的状态,光源,设备选型,尺寸计算,2.2光催化反应器的设计因素,2.3光催化反应器的结构设计,根据电生磁的原理，将一条的金属导线在反应器外壁上沿一个方向缠绕起来，形成螺线管，通电流，可产生磁场。,光催化反应器的三视图,2.4光催化反应器的流动状态,气体带动催化剂颗粒流动并使之悬浮于待处理液中，进行循环光催化反应。处理完毕后，通电流，将催化剂分离回收。,2.5光催化剂的选择,TiO2作为一种半导体，具有较高的催化活性、化学稳定性、耐光腐蚀性，是一种比较理想的光催化剂，它对大部分的有机物都有很好的降解，而
3、且清洁无毒。本设计选用Fe3O4/TiO2/MCM-41作为催化剂，磁性好、比表面积大、表面活性高、催化效率高。,2.6光催化反应器的设备选型,2.7光催化反应器的尺寸计算,设计反应器的尺寸思路：光照面积与溶液体积的比值(A/V)越大，光催化效率越高。,光催化反应器的尺寸标注如下：,4.光催化反应器的优势,圆柱形的几何形状，中灯外反应区的结构，使得反应器内的光照均匀，光能利用率大；气体分布器使得催化剂悬浮于反应液中，与反应液接触充分，催化效率高；磁场的建立使得催化剂的分离回收方便；内循环的设置使得反应的停留时间加大，增大反应效率；反应器可连续循环处理反应液。,3.展望,磁场的电路设计还需进一步研究优化。对多相体系的光辐射模型做更多的研究，将结构更加优化，使得光催化效率更高。目前，对光催化反应器的研究还仅仅限于实验室研究，还需更多的研究为它的工业化应用指明方向。,致谢,本次设计中老师给予了我很大的帮助，经常询问设计进度，对于设计中存在的问题及时指出并纠正，最后使我能顺利完成设计任务，在这里再次对老师表示感谢。,
