本发明涉及光化学反应设备领域，具体为一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪及其使用方法，适用于气液固三相参与的连续流光催化反应。
背景技术：
1、非均相光催化反应因其绿色、高效的特点，在有机合成、环境治理等工业与科研领域具有广泛应用。在这类反应体系中，连续流反应器作为实现高效转化的关键设备，其结构设计直接影响反应效率与过程稳定性。目前常见的连续流反应器主要包括填充床式、微通道式及管状模块化反应器等类型，然而这些反应器在实际运行过程中，尤其在处理气液固三相体系时仍存在显著技术瓶颈。
2、具体而言，现有光催化连续流反应器主要面临两方面问题：其一，气液两相混合效果不佳。例如微通道反应器内部易形成气泡团与液柱间隔分布的状态，导致气液接触面积有限、传质效率低下，同时其气体处理能力较弱，难以统筹兼顾高效传质、充分光吸收与大气量气体进料需求；其二，固体催化剂易引发堵塞问题。由于微通道反应器流道尺寸狭窄，催化剂颗粒在流道中易发生滞留、沉积甚至堵塞，不仅增加维护频次与成本，也严重制约反应器的长期连续运行能力与规模化应用潜力。
3、为应对上述挑战，现已提出多种改进策略，例如优化通道结构、引入外场强化混合或设计抗堵型支撑结构等，专利cn222956199u公开了一种光热催化反应器，属于光热催化技术领域；通过玻璃箱、设置在玻璃箱中央的中空通道以及缠绕在中空通道外侧的螺旋玻璃管的设置和在螺旋玻璃管内置的内管与螺旋玻璃管之间填充有第一催化剂和第二催化剂，并在内管外壁上圆形阵列有透气孔的设置，能够优化气相的流动方式，使得气相能够在玻璃箱内沿螺旋玻璃管的螺旋路径进行流动，增加了气相在玻璃箱内的停留时间，有效增加了气相与固相的反应时间；本发明所提供的光热催化反应器具有结构设计合理，较高的气固相反应效率以及较高的气相利用率等优点。该实用新型能够在不增加玻璃箱高度的前提下，且保持同样固相物料流动速度的情况下，通过优化气相的流向，提高了vocs气体的反应程度。
4、但该实用新型该装置专注于气固两相光热催化反应（如vocs处理），其结构设计围绕气体流动优化，缺乏引入、混合及稳定滞留液相反应物的能力（如进液口、气液混合单元等），无法适用于涉及液相的催化反应（如湿式催化氧化、液相有机合成等），应用范围受限；该实用新型存在缺乏主动混合与传质强化机制，多相接触效率低的问题；此外，该实用新型主要针对液固两相体系设计，其反应区域及流道未考虑气体介质的引入与分布，无法适用于气液固三相反应。该实用新型难以系统性地协调传质、光照与抗堵性能之间的平衡。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，通过将螺旋流反应器与柱状灯源同轴集成，能够有效解决传统反应器中光照不均和传质效率低的问题。该装置采用优化的螺旋管结构设计，通过增加管内空腔体积和调节空间摆放位置，显著增强了气液混合效果，避免了传统反应器中常见的气液分层现象；同时内置多级过滤装置，有效防止催化剂颗粒堆积导致的管路堵塞问题，实现了气液固三相反应的高效稳定运行。
2、为达上述目的，按照本发明的第一方面，提供一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，包括：
3、装置外壳，其包括反应单元及用于对装置内全部电子单元进行控制的主控模块：
4、所述反应单元，其包括设于装置外壳内部的流反应器、设于装置外壳内部能够向流反应器发射可见光的若干反应灯柱、以及能够将反应灯柱表面所产生热量导送至装置外壳外部的散热部件，所述螺旋流反应器包括内部分布有非均相光催化剂的螺旋套管，所述螺旋套管作为反应通道延长了反应物料的停留时间，有利于反应的充分进行。
5、进一步地，所述螺旋流反应器包括设于所述螺旋套管表面的进气液混合口和出气液混合口。
6、进一步地，所述螺旋套管由透明硬质材料制成，内径为1cm~10 cm，螺旋套管；
7、多个所述螺旋套管之间以同一水平面串联，或将内径小的螺旋套管镶嵌于内径大的螺旋套管内。
8、进一步地，多个所述反应灯柱均匀放置于所述流反应器内部，其表面均匀分布含有对光线进行聚集功能的灯珠。
9、进一步地，所述反应灯柱的波长、功率可随化学反应需要更换，且对于同一波长的反应灯柱仅需控制电路主控模块即可调节不同功率。
10、进一步地，所述散热部件包括设于反应灯柱内的液体冷凝装置、连接安装散热板件与外壳体的散热风扇；
11、所述链接安装散热板件与外壳体之间形成散热通道，所述散热风扇能够向散热通道内部吹入气流；
12、所述外壳体表面设有以供散热通道内吹出气流排出至外界的开口。
13、进一步地，所述液体冷凝装置包括进液口及出液口，二者可设于反应灯柱的同一端，或分别设于所述反应灯柱两端。
14、按照本发明的第二方面，提供所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪的使用方法，当使用非均相催化剂的时采用催化剂固定法和催化剂分布法两种方法实现催化剂在螺旋管流反应器内腔底部的有效分布。
15、进一步地，当使用非均相催化剂并采用催化剂固定法时，将催化剂、粘结剂与溶剂混合制成均匀浆料，通过精密注浆系统在反应器底部形成可控厚度的催化层，经梯度烘干固化后活性涂层。
16、进一步地，当使用非均相催化剂并采用催化剂分布法时，直接将颗粒催化剂通过振动给料器装填至反应器底部，通过优化气液两相流速实现催化剂在底层稳定驻留，适用于高通量筛选场景。
17、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
18、1.本发明的反应仪，其采用螺旋套管作为反应通道，螺旋结构不仅延长了反应物料的停留时间，有利于反应的充分进行，同时还提高了物料的混合度和传质效果，大空腔体积设计增强了气体处理能力，能很好地适应气液固三相反应。
19、2.本发明的反应仪，其柱状灯源设于螺旋流反应器中间且两者同轴设置，配合灯源表面的聚光层，使得反应体系能够均匀且高效地吸收光线，提高了光化学反应的效率，解决了传统反应器光穿透效率低的问题。
20、3.本发明的反应仪，其散热结构设计新颖，能够快速和高效地将灯源产生的热量排出，保证装置在适宜的温度下稳定运行，提高了反应的安全性和稳定性。
21、4.本发明的反应仪，其螺旋流反应器的螺旋套管的管道、进料口、出料口尺寸较大，且设有过滤装置，有效避免了管路堵塞的问题。
22、5.本发明的反应仪，其整体结构紧凑，各组件集成在装置壳体内，节省了空间，且操作方便，易于控制，适用于有机合成、环境治理等领域的非均相光催化反应。
1.一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，所述螺旋流反应器（21）包括设于所述螺旋套管（211）表面的进气液混合口（212）和出气液混合口（213）。
3.根据权利要求2所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，所述螺旋套管（211）由透明硬质材料制成，内径为1cm~10 cm，螺旋套管（211）；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，多个所述反应灯柱（22）均匀放置于所述流反应器（21）内部，其表面均匀分布含有对光线进行聚集功能的灯珠。
5.根据权利要求4所述的一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，所述反应灯柱（22）的波长、功率可随化学反应需要更换，且对于同一波长的反应灯柱（22）仅需控制电路主控模块即可调节不同功率。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，所述散热部件（23）包括设于反应灯柱（22）内的液体冷凝装置（231）、连接安装散热板件（232）与外壳体（1）的散热风扇（233）；
7.根据权利要求6所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪，其特征在于，所述液体冷凝装置（231）包括进液口（2311）及出液口（2312）二者可设于反应灯柱（22）的同一端，或分别设于所述反应灯柱（22）两端。
8.一种如权利要求1-3所述的螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪的使用方法，其特征在于，当使用非均相催化剂的时采用催化剂固定法和催化剂分布法两种方法实现催化剂在螺旋管流反应器（21）内腔底部的有效分布。
9.根据权利要求8所述的一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪的使用方法，其特征在于，当使用非均相催化剂并采用催化剂固定法时，将催化剂、粘结剂与溶剂混合制成均匀浆料，通过精密注浆系统在反应器底部形成可控厚度的催化层，经梯度烘干固化后活性涂层。
10.根据权利要求9所述的一种螺旋套管式气液固三相光化学连续流反应仪的使用方法，其特征在于，当使用非均相催化剂并采用催化剂分布法时，直接将颗粒催化剂通过振动给料器装填至反应器底部，通过优化气液两相流速实现催化剂在底层稳定驻留，适用于高通量筛选场景。