一种连续生产的固定床光催化系统及其在光催化反应中的应用

本发明涉及光催化，尤其涉及一种连续生产的固定床光催化系统及其在光催化反应中的应用。

背景技术：

1、光催化技术广泛应用于有机挥发性污染物的脱除、co2还原、氧还原等领域。在光催化反应中，放大效应制约着光催化反应的工业化应用。目前，光催化反应器一般采用间接釜式反应器、板式固定床接触式反应器，存在着传质阻力大、光穿透力较低以及放大效应的影响，导致反应效率较低，不利于工业化生产应用。因此，研究一种连续生产的固定床光催化系统及其在光催化反应中的应用，降低放大效应的影响具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种连续生产的固定床光催化系统及其在光催化反应中的应用，以解决现有技术中光催化反应因放大效应导致的反应效率低的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种连续生产的固定床光催化系统，所述连续生产的固定床光催化系统包括催化剂分散再生单元、产品合成单元和产品分离单元；所述产品合成单元包含原料储罐、集束管式反应器和控温设备；所述集束管式反应器内装有反应单元管；所述反应单元管内装有可拆式催化剂固定板和内嵌式管式光源。

4、作为优选，所述催化剂分散再生单元包括超声池和催化剂池。

5、作为优选，所述反应单元管的直径为0.1～1000mm，反应单元管的高径比为1～10000：1；所述反应单元管内的压力为-0.08～10mpa。

6、作为优选，所述集束管式反应器内反应单元管的数量为10～100个。

7、作为优选，所述内嵌式管式光源的波长为20～1200nm。

8、作为优选，所述可拆式催化剂固定板具有叶片，叶片的数量为1～20片。

9、作为优选，所述可拆式催化剂固定板上的催化剂包含氮化碳、氧化钛、氧化铝、金属有机框架材料和共价有机框架材料中的一种或几种。

10、本发明提供一种上述所述的连续生产的固定床光催化系统在光催化反应中的应用。

11、作为优选，所述光催化反应的原料包含co2、h2o、co、o2、ch4、c6h6和c2h4o中的一种或几种。

12、本发明的有益效果：

13、(1)本发明的连续生产固定床光催化系统中，集束管式反应器内装有反应单元管，反应单元管内装有可拆式催化剂固定板和内嵌式管式光源，将其用于光催化反应中能够解决因放大效应导致的转化率低的问题，降低了光催化反应放大过程的成本，提高了工业生产的可靠性。

14、(2)本发明在反应单元管内设有内嵌式管式光源，能够增加固定床的反应面积，提高光催化反应的转化率。

15、(3)本发明采用可拆式催化剂固定板，方便催化剂的再生、回收和负载。

技术特征：

1.一种连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述连续生产的固定床光催化系统包括催化剂分散再生单元、产品合成单元和产品分离单元；所述产品合成单元包含原料储罐、集束管式反应器和控温设备；所述集束管式反应器内装有反应单元管；所述反应单元管内装有可拆式催化剂固定板和内嵌式管式光源。

2.根据权利要求1所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述催化剂分散再生单元包括超声池和催化剂池。

3.根据权利要求2所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述反应单元管的直径为0.1～1000mm，反应单元管的高径比为1～10000：1；所述反应单元管内的压力为-0.08～10mpa。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述集束管式反应器内反应单元管的数量为10～100个。

5.根据权利要求4所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述内嵌式管式光源的波长为20～1200nm。

6.根据权利要求3或5所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述可拆式催化剂固定板具有叶片，叶片的数量为1～20片。

7.根据权利要求6所述的连续生产的固定床光催化系统，其特征在于，所述可拆式催化剂固定板上的催化剂包含氮化碳、氧化钛、氧化铝、金属有机框架材料和共价有机框架材料中的一种或几种。

8.权利要求1～7任意一项所述的连续生产的固定床光催化系统在光催化反应中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述光催化反应的原料包含co2、h2o、co、o2、ch4、c6h6和c2h4o中的一种或几种。

技术总结
本发明提供了一种连续生产的固定床光催化系统及其在光催化反应中的应用，属于光催化技术领域。本发明的连续生产的固定床光催化系统包括催化剂分散再生单元、产品合成单元和产品分离单元；产品合成单元包含原料储罐、集束管式反应器和控温设备；集束管式反应器内装有反应单元管；反应单元管内装有可拆式催化剂固定板和内嵌式管式光源。本发明的连续生产固定床光催化系统用于光催化反应中，能够解决因放大效应导致的转化率低的问题，降低了光催化反应放大过程的实验成本，提高了工业生产的可靠性。

技术研发人员：易群,黄毅,佘远斌,裴丰,王可可,史利娟,郭慧娟
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31