EP1494803B1

Reactor and method for treating fluids by using photocatalysts coupled with phosphorescent solids

Abstract

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EP1494803B1, drawing sheet 1
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Expired 10 April 2023, 3.5 years ago.

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14 claims: 8 independent, 6 dependent

  1. 1
    Reaktor zur Durchführung photokatalysierter Reaktionen in flüssigen oder gasförmigen Reaktionsmedien bestehend aus einem Reaktorbehälter mit festen Photokatalysatoren, Zu- und Abführungsleitungen, Mischvorrichtungen und einer Vorrichtung zum Zuführen von elektromagnetischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass phosphoreszierende Partikel enthalten sind, welche die elektromagnetische Strahlungen zur Strahlungsquelle absorbieren und im Reaktorinneren zeitlich verzögert Licht abstrahlen, welches die Photokatalysatoren anregt.
  2. 2
    Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle an einer strahlungsdurchlässigen Wand oder im Inneren des Reaktorbehälters angebracht ist und die Mischvorrichtung geeignet ist, die phosphoreszierenden Partikel aus dem Inneren des Reaktorbehälters an die Strahlungsquelle und zurück zu befördern.
  3. 3
    Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Zuführen von elektromagnetischer Strahlung aus einer Lampe und einem Flüssigkeitskanal besteht, welcher über Transportleitungen und Fördereinrichtungen für die phosphoreszierenden Partikel mit dem Reaktorbehälter verbunden ist.
  4. 4
    Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe stabförmig ausgebildet ist und von dem Flüssigkeitskanal mantelförmig umgeben ist.
  5. 5
    Reaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorbehälter mit einer Vorrichtung zur Separierung der phosphoreszierenden Partikel von den Photokatalysatoren und/oder dem Reaktionsmedium versehen ist.
  6. 6
    Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 5, zur Oxidation von organischen Verunreinigungen in Wasser oder Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass Zuleitungen für Luft oder Sauerstoff und Ableitungen für die Abgase vorgesehen sind.
  7. 7
    Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Reaktorbehälter ein Wirbelreaktor, ein Durchfluss- oder Rohrreaktor, ein Festbettreaktor oder ein Rührkesselreaktor ist.
  8. 8
    Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Photokatalysatoren einen Partikeldurchmesser von 1 nm bis 100 µm in Suspensionsreaktoren oder 1 µm bis 1 mm in Wirbelbettreaktoren oder Festbettreaktoren aufweisen.
  9. 9
    Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die phosphoreszierenden Partikel eine Phosphoreszenzhalbwertzeit von 5 Sekunden bis 30 Minuten aufweisen und eine Korngröße von 1 nm bis 1 mm, vorzugsweise 10 µm bis 0,5 mm besitzen.
  10. 10
    Verfahren zum Durchführen photokatalytischer Reaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass feste Photokatalysatoren in einem flüssigen oder gasförmigen Reaktionsmedium suspendiert oder auf einer Oberfläche aufgezogen sind und mittels phosphoreszierenden Partikeln, die an einer elektromagnetischen Strahlungsquelle aufgeladen sind und diese Energie zeitlich verzögert abstrahlen, aktiviert werden.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die phosphoreszierenden Partikel nach Aktivierung des Photokatalysators durch Abgabe der Energie wieder an der Strahlungsquelle vorbeigeleitet und erneut aufgeladen werden.
  12. 12
    Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die phosphoreszierenden Partikel von den Photokatalysatoren und/oder dem Reaktionsmedium separiert werden, bevor sie zu einer separaten Strahlungsquelle geführt und aktiviert werden, um anschließend wieder in das Reaktionsmedium zurückgeführt zu werden.
  13. 13
    Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die photokatalytische Reaktion eine Oxidation organischer Verbindungen in wässriger Lösung ist.
  14. 14
    Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator TiO 2 -Körner und die phosphoreszierenden Partikel Glaspartikel sind, die mit seltenen Erden dotiert sind und die mit UV-Licht oder sichtbarem Licht angeregt werden können.
Independent claims14