本技术涉及化工设备领域,具体地说是一种连续运行的自动滑落式光催化反应设备。
背景技术:
1、光催化反应从光催化剂的相态划分包括多相光催化和均相光催化,其中多相光催化由于固体光催化剂能够重复使用和易于分离,因此比均相光催化在化工领域中具有更多的应用和更大发展前景。
2、目前的多相光催化反应设备主要分为三类,即悬浮体系光催化反应设备、光催化膜反应设备和使用固体光催化剂大颗粒的光催化反应设备,其中悬浮体系光催化反应设备存在光照不充分、不能连续反应、反应结束后催化剂分离难等问题,而光催化膜反应容器具有催化剂比表面积小、不容易达到充分扩散、不易更换催化剂、光能利用不充分等问题,而使用固体光催化剂大颗粒的光催化反应设备能够在实现光催化剂动态均匀分布的同时实现光催化反应的连续运行,并且易于实现模块化、自动化和智能化操作。
3、授权公告号为cn215288074u的中国实用新型专利中公开了一种整体旋振式催化剂动态均布的集成水处理设备,其利用振动电机实现各个反应容器整体旋振,进而实现催化剂的动态均布,授权公告号为cn216063178u的中国实用新型专利中公开了一种旋转塔式光催化反应装置及系统,其包括内部设有传送带的光催化反应塔,并且所述传送带包括旋转绕于反应塔内立柱上的旋转部,光催化剂随着旋转部带动回转上升,授权公告号为cn215327069u的中国实用新型专利中公开了一种机械臂式催化剂动态均布的集成水处理设备,其利用机械臂组件、横移机构等配合动作实现反应容器摆动,进而实现催化剂的动态均匀分布。
4、但随着采用光催化技术的领域越来越多,光催化反应设备的结构设计也需要考虑不同领域的使用需要,尤其是要考虑到制造成本问题。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其通过在反应容器内部设置多个下倾斜板实现光催化剂颗粒的自动滚动滑落,并利用螺旋上料机实现光催化剂颗粒的提升循环使用,在简化结构的同时也降低了设备的制造成本和运行成本。
2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
3、一种连续运行的自动滑落式光催化反应设备,包括反应容器、螺旋上料机、光源和多个下倾斜板,其中各个下倾斜板沿着高度方向依次布置于反应容器中,并且所述反应容器下端内部设有光催化剂支撑板,所述光催化剂支撑板上侧形成光催化剂过渡腔体,螺旋上料机下端的上料机入口与所述光催化剂过渡腔体相通,螺旋上料机上端的上料机出口与最上方的下倾斜板上侧腔体相通,各个下倾斜板上侧以及所述光催化剂支撑板上侧均设有光源。
4、所述反应容器上端设有进液系统,且所述进液系统包括进液管、布液器和液体分布板,所述进液管设于反应容器上端外部,所述布液器和液体分布板设于反应容器上端内部,并且所述液体分布板设于所述布液器下方,所述布液器内部设有空腔,并且进液管通过管路与所述布液器内的空腔连通,所述布液器下侧均布有与所述空腔连通的布液喷嘴,所述液体分布板上均布有分布孔。
5、所述光催化剂支撑板上设有物料透孔,并且所述物料透孔直径小于光催化剂颗粒直径,反应容器下端设有出液管,并且反应容器内的液体物料经由所述物料透孔落下并由所述出液管排出。
6、各个下倾斜板上设有透孔,并且所述透孔直径小于光催化剂颗粒直径。
7、所述光源外侧均设有光源护罩;所述反应容器上端设有气压表和溢流管。
8、所述反应容器下端设有进气管,各个下倾斜板上均设有气体喷嘴,并且所述气体喷嘴通过喷嘴连管与所述进气管连通。
9、所述螺旋上料机设于反应容器内部,所述反应容器上端设有顶盖,并且所述螺旋上料机的上料转轴上端转动安装于所述顶盖中部,所述反应容器下端设有安装板和底座,并且所述安装板和底座之间形成光催化剂存放腔,所述螺旋上料机的驱动电机设于所述光催化剂存放腔中,并且所述驱动电机外侧设有防护罩,所述螺旋上料机的外壳体下端设有光催化剂排放管与所述光催化剂存放腔连通,所述螺旋上料机上端穿过反应容器内部的光催化剂支撑板和各个下倾斜板,所述反应容器上端设有光催化剂入口。
10、反应容器内交错设有第一下倾斜板和第二下倾斜板,所述第一下倾斜板为窄口朝上、宽口朝下的圆锥板,所述第二下倾斜板为宽口朝上、窄口朝下的圆锥板,所述第一下倾斜板上端内侧固定于螺旋上料机的外壳体上,所述第一下倾斜板下端外侧与反应容器内壁之间形成供光催化剂颗粒通过的通道,所述第二下倾斜板上端外侧固定于反应容器的内壁上,所述第二下倾斜板下端中心设有供螺旋上料机穿过的通孔,并且光催化剂颗粒由所述通孔滑落,所述光催化剂支撑板为窄口朝下、宽口朝上的圆锥板,并且所述光催化剂支撑板下端内侧固定于螺旋上料机的外壳体上,所述光催化剂支撑板上端外侧固定于反应容器的内壁上。
11、所述反应容器内壁上设有多个下倾斜板支座,并且各个下倾斜板的上端固定于对应的下倾斜板支座上,各个下倾斜板的下端与反应容器内壁之间形成供光催化剂颗粒通过的空隙,螺旋上料机设于反应容器外部,并且所述光催化剂过渡腔体下端设有开口与所述螺旋上料机下端的上料机入口连通,所述螺旋上料机上端的上料机出口与一个输出管连通,并且所述输出管向下倾斜插入所述反应容器中,所述输出管位于反应容器外部的上端设有光催化剂投放口,所述输出管位于反应容器内部的下端设于最上侧下倾斜板的上方,所述螺旋上料机的外壳体上设有排出管,并且所述排出管设于反应容器外部。
12、反应容器内交错设有第一下倾斜板和第二下倾斜板,并且所述第一下倾斜板和第二下倾斜板呈往复折弯状布置,所述光催化剂支撑板与最下方的下倾斜板同向倾斜设置。
13、本实用新型的优点与积极效果为:
14、1、本实用新型通过在反应容器内部设置多个下倾斜板实现光催化剂颗粒的自动滚动滑落,并且由于光催化剂颗粒在重力等作用下(若物料为液体,还包括液体冲刷作用)实现自动滚落,整个装置除了螺旋上料机外,其余部分无需动力驱动,这既简化了设备结构,也降低了设备的制造成本和运行成本。
15、2、本实用新型在光催化剂颗粒落至反应容器最下端后再利用螺旋上料机实现光催化剂颗粒的提升循环使用,从而保证光催化反应的连续进行,这既提高了反应效率,也降低了设备使用成本。
16、3、本实用新型可以根据需要将螺旋上料机设于反应容器内部或设于反应容器外部,并且可根据实际需要设计各个下倾斜板的形状、大小及角度和控制螺旋上料机的规格及转速以实现控制光催化剂颗粒的滚动滑落速度和光催化剂颗粒的动态均匀分布,还可以根据需要在反应容器下端设置进气管以实现气体参与的光催化反应,这些都提高了本实用新型的适用范围、适用规模和使用灵活性。
1.一种连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:包括反应容器(1)、螺旋上料机(2)、光源(3)和多个下倾斜板,其中各个下倾斜板沿着高度方向依次布置于反应容器(1)中,并且所述反应容器(1)下端内部设有光催化剂支撑板(6),所述光催化剂支撑板(6)上侧形成光催化剂过渡腔体(601),螺旋上料机(2)下端的上料机入口(203)与所述光催化剂过渡腔体(601)相通,螺旋上料机(2)上端的上料机出口(204)与最上方的下倾斜板上侧腔体相通,各个下倾斜板上侧以及所述光催化剂支撑板(6)上侧均设有光源(3)。
2.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述反应容器(1)上端设有进液系统(7),且所述进液系统(7)包括进液管(701)、布液器(702)和液体分布板(703),所述进液管(701)设于反应容器(1)上端外部,所述布液器(702)和液体分布板(703)设于反应容器(1)上端内部,并且所述液体分布板(703)设于所述布液器(702)下方,所述布液器(702)内部设有空腔,并且进液管(701)通过管路与所述布液器(702)内的空腔连通,所述布液器(702)下侧均布有与所述空腔连通的布液喷嘴(7021),所述液体分布板(703)上均布有分布孔(7031)。
3.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述光催化剂支撑板(6)上设有物料透孔,并且所述物料透孔直径小于光催化剂颗粒直径,反应容器(1)下端设有出液管(8),并且反应容器(1)内的液体物料经由所述物料透孔落下并由所述出液管(8)排出。
4.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:各个下倾斜板上设有透孔,并且所述透孔直径小于光催化剂颗粒直径。
5.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述光源(3)外侧均设有光源护罩(301);所述反应容器(1)上端设有气压表(107)和溢流管(105)。
6.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述反应容器(1)下端设有进气管(10),各个下倾斜板上均设有气体喷嘴,并且所述气体喷嘴通过喷嘴连管(12)与所述进气管(10)连通。
7.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述螺旋上料机(2)设于反应容器(1)内部,所述反应容器(1)上端设有顶盖(106),并且所述螺旋上料机(2)的上料转轴上端转动安装于所述顶盖(106)中部,所述反应容器(1)下端设有安装板(102)和底座(104),并且所述安装板(102)和底座(104)之间形成光催化剂存放腔(103),所述螺旋上料机(2)的驱动电机(201)设于所述光催化剂存放腔(103)中,并且所述驱动电机(201)外侧设有防护罩(1032),所述螺旋上料机(2)的外壳体下端设有光催化剂排放管(202)与所述光催化剂存放腔(103)连通,所述螺旋上料机(2)上端穿过反应容器(1)内部的光催化剂支撑板(6)和各个下倾斜板,所述反应容器(1)上端设有光催化剂入口(101)。
8.根据权利要求7所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:反应容器(1)内交错设有第一下倾斜板(4)和第二下倾斜板(5),所述第一下倾斜板(4)为窄口朝上、宽口朝下的圆锥板,所述第二下倾斜板(5)为宽口朝上、窄口朝下的圆锥板,所述第一下倾斜板(4)上端内侧固定于螺旋上料机(2)的外壳体上,所述第一下倾斜板(4)下端外侧与反应容器(1)内壁之间形成供光催化剂颗粒通过的通道,所述第二下倾斜板(5)上端外侧固定于反应容器(1)的内壁上,所述第二下倾斜板(5)下端中心设有供螺旋上料机(2)穿过的通孔,并且光催化剂颗粒由所述通孔滑落,所述光催化剂支撑板(6)为窄口朝下、宽口朝上的圆锥板,并且所述光催化剂支撑板(6)下端内侧固定于螺旋上料机(2)的外壳体上,所述光催化剂支撑板(6)上端外侧固定于反应容器(1)的内壁上。
9.根据权利要求1所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:所述反应容器(1)内壁上设有多个下倾斜板支座(109),并且各个下倾斜板的上端固定于对应的下倾斜板支座(109)上,各个下倾斜板的下端与反应容器(1)内壁之间形成供光催化剂颗粒通过的空隙,螺旋上料机(2)设于反应容器(1)外部,并且所述光催化剂过渡腔体(601)下端设有开口与所述螺旋上料机(2)下端的上料机入口(203)连通,所述螺旋上料机(2)上端的上料机出口(204)与一个输出管(205)连通,并且所述输出管(205)向下倾斜插入所述反应容器(1)中,所述输出管(205)位于反应容器(1)外部的上端设有光催化剂投放口(2051),所述输出管(205)位于反应容器(1)内部的下端设于最上侧下倾斜板的上方,所述螺旋上料机(2)的外壳体上设有排出管,并且所述排出管设于反应容器(1)外部。
10.根据权利要求9所述的连续运行的自动滑落式光催化反应设备,其特征在于:反应容器(1)内交错设有第一下倾斜板(4)和第二下倾斜板(5),并且所述第一下倾斜板(4)和第二下倾斜板(5)呈往复折弯状布置,所述光催化剂支撑板(6)与最下方的下倾斜板同向倾斜设置。