[发明专利]一种适用于新型复合光催化剂制备的连续反应装置

说明书

本发明公开一种适用于新型复合光催化剂制备的连续反应装置，包括泵体、空压机和串联设置的多级反应单元，反应单元包括并排设置的反应仓和光源，每个反应仓均可作为独立的反应单元，能够实现高度的可替换性，多个反应单元串联，能够实现高效的连续生产过程；反应物料预先混合完全，通过泵体送入第一级反应仓内，前一级反应仓的出液口与下一级反应仓的进液口相连通，反应过程中的反应料液，通过空压机实现在多级反应仓内液固两相的混合流动，空压机为各级反应仓输送气体，搅动反应料液，保证光催化剂在反应装置内处于均匀悬浮状态；相邻的每两级反应仓之间均设置光源，保证催化剂和液体与光源的充分接触，提高光催化剂制备反应的反应效率。

技术领域

本发明涉及化学反应装置技术领域，特别是涉及一种适用于新型复合光催化剂制备的连续反应装置。

背景技术

光催化技术是指光催化剂在特定波长光波辐照后发生化学反应的过程，可以实现新物质的合成、有机污染物的降解、杀菌等多种功能。由于其低能耗、无污染等诸多优良特性，在环境保护及新能源开发领域有着广阔的应用前景。因而，多样化的光催化剂应运而生，同时产生了大量的制备方法及光催化剂制备反应装置。但是在实际生产和应用中，光催化技术及其反应装置的发展仍受到诸多不良因素的限制：

第一，光催化技术的发展在多数情况下仍局限于实验室研究，多借助于磁力搅拌器、超声振荡仪等对光催化剂进行制备，反应过程中反应液对光源具有较强的吸光性，导致反应仅局限于液相与光源接触的表面，造成光源利用率极低、反应时间延长、能耗提高等问题，这将极大地限制光催化技术在实际工业生产中的推广；

第二，实际工业生产中，新型复合光催化剂的制备多借鉴于固定床式反应器，催化剂床层的存在不仅限制了光源与催化剂的有效接触，反应过程中流体流动也会造成催化剂的流失与损耗，且该反应器类型多为间歇式，无法实现连续化生产；

第三，经改良后的反应装置，多借助于金属蜂窝板或增设内管等方式对反应过程进行强化，复杂的内部结构使得成本增加，此外，传统的光催化剂制备反应器箱体多采用不锈钢材质，因此紫外光源需要内置分布，不便于对反应进行实时的观察与控制，也在一定程度上阻碍了催化剂与紫外光源的有效接触，严重影响反应时间与反应效率。

以上因素严重制约着光催化技术向工业化应用的发展进程。在公开号为CN211070031U的中国专利中，提出一种新型气固光催化反应器，该反应器的反应区为扁平结构，使得催化剂层变薄，增加了单位面积的光照，将光路和气路有效结合实现了反应气体与固体催化剂的完全接触。但该反应器只适合于气固两相的反应，对于需要液固两相反应制备光催化剂的过程还不能完全适用，且反应器结构十分复杂，同时作为间歇式反应釜，产量与效率十分有限。

因此，如何解决现有技术中，用于新型复合光催化剂的生产设备无法适应各种状态的反应物以及无法满足生产要求的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题，开发适用于新型复合光催化剂的生产设备并同时满足所用材料透光性好、设备结构简单、适用性强、光源利用率高且可以进行连续生产的新型光催化剂制备反应器是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于新型复合光催化剂制备的连续反应装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高反应装置的适用性，同时满足连续生产需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于新型复合光催化剂制备的连续反应装置，包括泵体、空压机和串联设置的多级反应单元，所述反应单元包括并排设置的反应仓和光源，所述反应仓由透明材质制成，所述反应仓具有进气口、出气孔、进液口和出液口，所述反应仓为扁平状结构，所述光源设置于所述反应仓的面积较大且靠近下一级所述反应单元的侧面一侧，第一级所述反应仓的所述进液口与外部反应物料相连通，所述泵体位于外部反应物料与第一级所述反应仓之间，所述反应仓的所述出液口与下一级所述反应仓的所述进液口相连通，最后一级的所述反应仓的所述出液口与外部收集元件相连通，每一级所述反应仓的所述进气口均与所述空压机相连。