[实用新型]一种梯度化的箱式光催化反应器

说明书

本实用新型公开了一种梯度化的箱式光催化反应器，包括箱体、滤布、紫外灯管、中孔陶瓷板和微孔陶瓷板；其中，所述箱体根据紫外灯分布密集程度依次分为四段，第一段设置滤布，第二段设置高密度紫外灯管，第三段设置中密度紫外灯管，第四段设置低密度紫外灯管，所述第一段与第二段交接处设置中孔陶瓷板，第二段与第三段交接处、第三段与第四段交接处以及第四段末端均设置微孔陶瓷板；另外，第2‑4段中的紫外灯管外表和箱体内壁上均设置有催化剂层。本实用新型通过调节陶瓷板孔径和分布，调节废水、废气在各段的反应时间，以此保证高效的光催化效果的，同时，本实用新型中所设计光能利用率高、成本低廉，便于工业化应用。

技术领域

本实用新型涉及水和空气净化领域，具体涉及一种梯度化的箱式光催化反应器。

背景技术

污染物，特别是有机污染物如何高效、无害化处理一直是广大学者的研究热点。对气体污染物来说，挥发性有机物作(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)是空气中普遍存在一类有机污染物，在其中长期暴露将带来致癌、致畸、致突变的严重后果。而在相对封闭的室内大气环境中，VOCs一直都是其污染物的主要组成。同样地，含有机物的废水处理一直也是水污染处理的一道难题。目前，在已开发应用的处理技术中，吸收和吸附技术是最成熟的两种。但是由于其设备和容量有限，且吸附剂还存在饱和后的再生问题而存在制约。光催化氧化法相对于上述两种技术来说，以其净化效率高、条件温和、处理成本较低等优点，被认为是最理想的污染治理技术之一。

目前，在催化剂的选择上，主要有TiO₂、SnO₂、ZnO、CdS、CeO₂、BiVO₄以及各种复合、改性的催化剂等，但其往往只对少量特定的种污染物有良好的催化降解效果，对其他的污染物则效果不理想，应用范围显得狭窄。因此相应地，如何设计一种效率高、降解范围广且造价低廉的反应器就变得十分有意义。总的来说，一个好的光催化反应器必须具有如下特点：1)发射的光子能被催化剂高效吸收，即高的光能利用率；2)催化剂表面能充分与污染物接触；3)在保证降解效果的前提下，实现低成本。

针对不同的污染物，广大研究学者研究出了多种催化活性很高的催化剂，并根据反应要求设计出来了各种各样的反应器。如申请号为200810090283.8透光性管状蜂巢式光催化反应器、申请号为201320465729.7一种光催化反应器、申请号为201420415270.4一种连续光催化反应器、申请号为201420363282.7一种干燥废气的光催化净化装置、申请号为201720839184.X一种箱式光催化反应器、申请号为201110158190.6一种列管式纳米二氧化钛管阵列光催化反应器及其制备方法以及申请号为201810094399.2一种循环光催化污水处理反应器等。

但现已公开的所有设计大多都比较复杂，还普遍忽视了实际催化降解过程中污染物浓度随着反应时间的延长，其浓度会越来越小的问题，因而存在材料和电能浪费的问题。

有鉴于此，本实用新型提出了一种高效的梯度化光反应器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种梯度化的箱式光催化反应器，该装置光能利用率高，在保证良好的催化效果前提下，应用范围广、成本低廉。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种梯度化的箱式光催化反应器，其特征在于，所述箱式光催化反应器包括箱体、滤布、紫外灯管、中孔陶瓷板和微孔陶瓷板；其中，所述箱体根据紫外灯分布密集程度依次分为四段，第一段设置滤布，第二段设置高密度紫外灯管，第三段设置中密度紫外灯管，第四段设置低密度紫外灯管，所述第一段与第二段交接处设置中孔陶瓷板，第二段与第三段交接处、第三段与第四段交接处以及第四段末端均设置微孔陶瓷板；另外，第2-4段中的紫外灯管外表和箱体内壁上均设置有催化剂层。

优选的，所述第一段的前端设置有污染物进口，第四段之后设有处理后污染物出口。