[实用新型]一种连续化光热催化加氢装置

说明书

一种连续化光热催化加氢装置，包括气体增压机、原料加料罐、反应器、气液分离器和膜过滤器；所述的反应器采用能透光的石英材质，器外侧设置有光源，底部设置加热装置，所述反应器的底部设置有进料口和进气口，顶部设置有出料口，反应器内部由上而下间隔排列设置有若干个冷凝器和隔板，所述的冷凝器设置有横向的冷凝管和纵向的料液通道，所述的隔板是水平板且其与反应器壁之间留出供料液流通的通道；所述的原料加料罐、反应器、气液分离器、膜过滤器依次通过管道连接，所述原料加料罐与反应器之间还设置有进料泵，所述膜过滤器通过管道经由进料泵与反应器底部的进料口连接，所述的气体增压机与反应器的进气口通过管道连接。

(一)技术领域

本实用新型涉及一种光热催化加氢装置。

(二)技术背景

热催化技术和光催化技术在化工领域中一直发挥着非常重要的作用，它们作为两种相互独立的催化条件，被应用到不同的催化体系中。而在长期探索中我们发现两种催化技术自身均存在不足。光催化技术面临着可利用的光源有限，对于许多化学反应，入射光给予的初始能量并不能有效地激发目标反应的开始。相对而言，热催化技术虽然可以提供温度促使化学反应的发生，但是热催化反应能耗较高，而且会影响产物的稳定性以及选择性。基于上述考虑，设计将光催化和热催化剂耦合在一起的体系——光热体系，通过对催化剂电子结构和催化过程中反应物种吸附态的影响，产生光催化-热催化协同作用，从而改善了单一催化体系的技术性不足，开辟了一条切实可行的新催化途径。

近年来，很多课题组开始将光和热两种催化条件结合，从光热协同效应角度研究各类反应，以期达到理想的催化效果。本申请课题组针对氯代硝基苯的加氢反应设计了一种光热加氢催化剂，以提高催化剂在氯代硝基苯的加氢反应中的选择性和稳定性。但是，目前尚无工业化应用的光热加氢反应装置，而常规的加氢反应装置通常为间歇式反应装置，也存在氢气与热能损耗大、反应过程的不稳定等缺陷。因此，有必要开发一种能充分发挥光、热技术的耦合、且能满足节能减排绿色环保要求的光热催化加氢装置。

(三)发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能充分发挥光、热技术的耦合、且能满足节能减排绿色环保要求的连续化光热催化加氢装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续化光热催化加氢装置，所述装置包括气体增压机、原料加料罐、反应器、气液分离器和膜过滤器；

所述的反应器采用能透光的石英材质，器外侧设置有光源，底部设置加热装置，所述反应器的底部设置有进料口和进气口，顶部设置有出料口，反应器内部由上而下间隔排列设置有若干个冷凝器和隔板，所述的冷凝器设置有横向的冷凝管和纵向的料液通道，所述的隔板是水平板且其与反应器壁之间留出供料液流通的通道；所述的冷凝器和隔板均采用透明的石英材质；

所述的原料加料罐、反应器、气液分离器、膜过滤器依次通过管道连接，所述原料加料罐与反应器之间还设置有进料泵，所述膜过滤器通过管道经由进料泵与反应器底部的进料口连接，所述的气体增压机与反应器的进气口通过管道连接。

进一步，所述膜过滤器顶部设置有料液进口，底部设置有滤液出口、料液出口和废催化剂出口，所述的膜过滤器内设置有过滤管，所述过滤管中装有纳滤膜，所述的过滤管和滤液出口连通，所述的膜过滤器的过滤管外部分则与料液进口、料液出口和废催化剂出口连通；所述膜过滤器的料液出口通过管道经由进料泵与反应器底部的进料口连接。残留在滤膜上的催化剂在反应结束后可清洗下来，由废催化剂出口导出。

进一步，气液分离器分离得到的气体排出后，经进一步纯化后回到气体增压器。

进一步，所述的光源为氙灯。

进一步，所述的加热装置为电热阻丝。