[发明专利]一种双光束双通道光热催化反应设备

说明书

本发明公开了一种双光束双通道光热催化反应设备，包括：两个光源部、钢制连接管以及两个石英窗模块；钢制连接管设置在两个石英窗模块之间，两个光源部分别设置在两个石英窗模块的两侧；石英窗模块包括法兰接头、石英窗板以及平凸聚焦镜，平凸聚焦镜设置在石英窗板内，石英窗板设置在法兰接头内，法兰接头与钢制连接管的端部连接，钢制连接管的端部内设置有氧载体膜。本发明提供了一种双光束双通道光热催化反应设备，该反应设备主要包括两个光源部、钢制连接管以及两个石英窗模块，氧载体膜在光源部照射下具有氧迁移能力，可以在钢制连接管内部进行双反应，实现了光热协同完全反应，使得产物分离简单，且有效地降低了分离成本。

技术领域

本发明涉及光热反应设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种双光束双通道光热催化反应设备。

背景技术

人类对光的认知和利用促进了电子激发态的研究，随着关于光的新概念、新理论的提出，人们对物质认识的深度和广度逐渐加深。了解自然界的光合作用对太阳能利用、环境保护、开创新反应途径、寻求新材料提供了重要基础，在新能源、新材料、新信息等高技术领域中发挥着越来越重要的作用。光热催化系统的应用对光化学的发展起到了重要的支撑作用。其中，光热催化方最重要的作用在于提高催化效率，在多种实验条件下促进反应进行，提高生产速率，从而提高生产效率、效益。

目前光热催化装置多为单通道反应，利用光热驱动反应进行。比如专利ZL201620142695.1，属于一种全自动光催化活性评价系统，可以进行在线测试、可以配合玻璃反应瓶或反应釜使用。专利201610144691.1，一种光纤式光催化反应器和将CO2转化为甲醇的方法，通过提高催化剂光利用效率、改进反应器增强光催化CO2还原。尽管光热催化方式提高了转化速率，但是对于一些特定应用反应，如氢气气氛CO氧化反应，由于氢气燃料电池质子交换膜中电极对CO非常敏感，电极易发生CO中毒导致失活现象，因此氢气气氛下的CO去除十分有必要，但是通入氧气氧化又会引入氧气，增加后续分离、去除成本，这些专利装置存在应用局限性。若采取连续进样则会因为反应不完全、产物分离较难，造成分离成本较高的问题。因此，如何使一种装置具有光热催化效应、同时实现双光速双通道反应同时进行的特性十分有必要。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种双光束双通道光热催化反应设备，包括：

两个光源部、钢制连接管以及两个石英窗模块；

所述钢制连接管设置在两个所述石英窗模块之间，两个所述光源部分别设置在两个所述石英窗模块的两侧；

所述石英窗模块包括法兰接头、石英窗板以及平凸聚焦镜，所述平凸聚焦镜设置在所述石英窗板内，所述石英窗板设置在所述法兰接头内，所述法兰接头与所述钢制连接管的端部连接，所述钢制连接管的端部内设置有氧载体膜。

优选的是，其中，所述钢制连接管设置有多个进气头和多个出气头，所述进气头、所述出气头均与气路连接。

优选的是，其中，所述钢制连接管可通过卡扣与所述石英窗模块连接。

优选的是，其中，所述钢制连接管连接有水冷装置。

优选的是，其中，所述光源部为氙灯光源、汞灯光源、激光或者卤素灯。

优选的是，其中，所述光源部光源为平行光、汇聚光、紫外光、可见光、红外光中的一种。

优选的是，其中，所述氧载体膜包括氧化铈载体膜或钙钛矿载体膜。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：