[实用新型]光化学连续反应装置及光化学连续反应系统

说明书

本实用新型提供了一种光化学连续反应装置及光化学连续反应系统。光化学连续反应装置包括控温器，具有器壁和器壁围成的容纳腔，至少部分器壁为透明器壁，器壁上具有冷却介质入口和冷却介质出口；与冷却介质入口相连的冷却介质连续供应设备；设置在容纳腔中的透明盘管反应器；透明盘管反应器螺旋盘绕在透明支架上；光源为面光源且设置在控温器外，光源的出射光在器壁上具有第一投影，透明盘管反应器在器壁上具有第二投影，第二投影在第一投影的区域内或第二投影与第一投影完全重合，且第一投影覆盖的器壁为透明器壁。上述装置的设置可以实时向控温器中提供所需冷却介质，达到有效控温，从而使得在透明盘管反应器中发生放热剧烈的反应。

技术领域

本实用新型涉及光化学反应技术领域，具体而言，涉及一种光化学连续反应装置及光化学连续反应系统。

背景技术

目前现有光化学反应技术领域主要有批次光化学反应技术及连续光化学反应技术。传统的批次光化学反应技术采用釜式反应器及汞灯或氙气灯为光源进行光化学反应，如：专利申请公布号为CN110102234A的中国专利申请公开了一种光反应生产设备，包括第一反应釜和第二反应釜，第一反应釜适于添加混合物料，第一反应釜的出料端和第二反应釜的进料端之间设有出料管，出料管位置设有第一循环泵，第二反应釜内设有石英盘管，石英盘管的一端和出料管相连，石英盘管的另一端和回料管相连，回料管和第一反应釜的进料端相连，使第一反应釜内的物料沿出料管、石英盘管和回料管形成循环流动；第二反应釜中设有光源灯。专利申请公布号为CN100369664C的中国专利申请公开了一种半连续光化学方法及其实施设备，在本发明的半连续的光化学合成方法，采用一个含有两个区域的反应器，灯的辐射部件完全浸入第一区域中，该区域充满了反应介质，并通过溢出装置流入到第二区域，区域的体积足以容纳来自第一区域的反应介质的体积，并与逐渐引入的反应物的体积显著地相适应。

上述批次光化学反应技术虽然在一定程度上实现了光化学反应的规模化生产，但主要存在以下缺点：1、灯源发光效率低，波长范围广，造成副反应多，产品纯度低；2、反应器光能利用率低，设备占地大，反应时间长，设备投资及运行费用高；3、设备耐压性差，无法进行有压力的光化学反应；4、从实验室规模到商业化生产的放大难于进行，放大效应明显。

专利申请公布号为CN110252224A的中国专利申请公开了一种连续流光化学反应器，其包括用于进行光化学反应的反应室、对反应室进行温度控制的温度控制室和对光源进行调控的光源控制室，其中，反应室包括壳体以及位于壳体内部的反应器模块，反应器模块包括光化学反应单元、设置在光化学反应单元外侧的光源模块、光源散热模块和反应剂温控模块。其中，反应器模块包括依次堆叠设置的反应仓平板、石英玻璃板、石英板固定盖板、光源板。

以上连续反应器使得光化学反应能够连续发生，反应原料连续进入反应器，反应产物连续排出反应器，这种连续流动的反应能够有效改善光辐射在反应混合物中的传递效率，从而缩短反应时间，提高反应效率，减少副反应，较批次反应稳定，且温控简单操作方便。但存在石英材质易碎、加工难度大、材料成本高、光照面积小产能较低等缺点，且安全反应器体积无法放大到生产规模，物料直接接触石英材质，进行有压力的反应会存在很高的风险，无法进行放热剧烈或有较高压力的反应。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光化学连续反应装置及光化学连续反应系统，以解决现有技术中的光化学反应设备无法进行放热剧烈的反应的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光化学连续反应装置，该光化学连续反应装置包括：控温器，具有器壁和器壁围成的容纳腔，至少部分器壁为透明器壁，器壁上具有冷却介质入口和冷却介质出口；冷却介质连续供应设备，与冷却介质入口相连；透明盘管反应器，设置在容纳腔中；透明支架，透明盘管反应器螺旋盘绕在透明支架上；光源，光源为面光源且设置在控温器外，光源的出射光在器壁上具有第一投影，透明盘管反应器在器壁上具有第二投影，第二投影在第一投影的区域内或第二投影与第一投影完全重合，且第一投影覆盖的器壁为透明器壁。