[发明专利]连续光化学反应装置及系统

说明书

本发明提供了一种连续光化学反应装置及系统。该连续光化学反应装置包括反应单元，反应单元包括：透明盘管反应器；透明支架，透明盘管反应器螺旋盘绕在透明支架上；内光源，内光源沿透明盘管反应器的盘绕延伸方向延伸，透明盘管反应器环绕内光源设置；外光源，外光源为面光源且设置在透明盘管反应器的外部。透明盘管反应器内径相对于传统的釜式反应器大大减小，因此光源的利用率较高，进而提高光化学反应效率，缩短光化学反应时间；单位时间内参与反应的气态物料的量大大减少，安全风险得到极大地降低，易于实现放大生产。采用透明支架对透明盘管反应器进行单独支撑，有利于透明盘管反应器、内光源和外光源之间的数量和位置的灵活设置。

技术领域

本发明涉及光化学反应技术领域，具体而言，涉及一种连续光化学反应装置及系统

背景技术

目前现有光化学反应技术大多采用釜式反应器，由于乙烯、乙炔、氢气等气体极易燃烧爆炸，对设备要求较高，在传统釜式反应中进行光化学反应存在极大的安全风险，不适于工业化大生产。

而且，传统釜式光化学工艺反应时间长，因为灯源单位发光面积的光照效率被大大减弱，反应完成往往需要十几个小时甚至几天，生产效率较低。

另外，传统光化学反应器大多使用发光波段范围较广的汞灯或疝气灯等，再配合滤波装置进行光化学反应，这种方式不仅结构复杂，且大大浪费了灯源的发光效率；同时由于产热量高，对设备散热能力要求高，同等电功率条件下较LED灯源普遍光强较低；且由于自身灯源的缺陷使用寿命也较短，造成光化学反应设备投资和设备运行费用的升高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种连续光化学反应装置及系统，以解决现有技术中的光化学反应设备在用于气体反应时安全性低且不易工业化应用的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种连续光化学反应装置，包括反应单元，反应单元包括：透明盘管反应器；透明支架，透明盘管反应器螺旋盘绕在透明支架上；内光源，内光源沿透明盘管反应器的盘绕延伸方向延伸，透明盘管反应器环绕内光源设置；外光源，外光源为面光源且设置在透明盘管反应器的外部。

进一步地，上述透明盘管反应器在与内光源的延伸方向垂直的平面上的投影为环形结构，环形结构包括两个相对且平行的直线段和两个曲线段，曲线段与直线段交替连接，环形结构的各直线段对应的透明盘管反应器一侧为平面侧。

进一步地，上述外光源包括两个平面光源，各平面侧均设置有一个平面光源，且平面光源与平面侧平行设置，优选平面光源的面积与平面侧的平面面积相等。

进一步地，上述透明支架有多个，平面侧的透明支架等间距设置，优选透明支架为中空支架，进一步优选中空支架与冷源连通。

进一步地，上述透明盘管反应器为FEP管式反应器或石英管式反应器。

进一步地，上述内光源和外光源为UVLED光源。

进一步地，上述连续光化学反应装置还包括控温装置，反应单元设置在控温装置中，优选控温装置为空冷装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种连续光化学反应系统，包括：供料装置；一个或多个并联的上述任一种的连续光化学反应装置；

产物接收装置，供料装置、连续光化学反应装置的透明盘管反应器与产物接收装置依次连通。

进一步地，上述供料装置包括：气体原料供应器；液体原料供应器；气液混合器，与气体原料供应器和液体原料供应器连通，且气液混合器的出口与透明盘管反应器连通。

进一步地，上述气体原料供应器与气液混合器之间的管路上设置有气体流量控制器，液体原料供应器与气液混合器之间的管路上设置有液体泵，连续光化学反应系统还包括PLC控制装置，PLC控制装置与气体流量控制器、液体泵和连续光化学反.应装置的内光源与外光源电连接。