[发明专利]一种光催化固氮反应装置

说明书

本发明涉及一种光催化固氮反应器，属于催化反应设备技术领域，包括反应箱和底座；反应箱包括箱体和箱盖，箱体内设有用于催化的薄膜组件、用于气体输入的气体输入装置、用于水流通过的进水口和出水口；箱盖设有气压平衡装置；薄膜组件转动连接在箱体内；箱体相对于底座的一侧中心固设有连接杆，连接杆四周环设有多个磁性材料；底座中心设有的连接部，连接部与连接杆铰接；连接部四周环设有与磁性材料对应的沉孔，沉孔内安设有控制反应箱偏转的电磁铁。通过箱体的电磁铁驱动箱体的偏转，解决传统的光催化气体固氨的催化剂反应装置存在光照获取能力差、无法自动捕捉阳光、无法对催化剂进行更换、反应速率低、无法用于实际生产的技术问题。

技术领域

本发明属于催化反应设备技术领域，具体涉及一种光催化固氮反应器。

背景技术

氨是现代工农业生产必不可缺少的一种重要原料。特别是在农业领域，氨作为化肥的消费量巨大。目前工业合成氨的主要方式为哈勃-博世法，需要在高温高压下进行，耗能十分严重，并会生成大量的二氧化碳对环境的友好性极差。

相较于传统制氨，光催化制氨反应在常温常压下进行、不产生温室气体、没有能耗、利用催化剂还可实现同时合成两种产物。光催化是新型固氮研究的重点，许多研究者对此进行了深入的研究。

传统的光催化气体固氨的催化剂反应装置存在光照获取能力差、无法自动捕捉阳光、无法对催化剂进行更换、反应速率低、无法用于实际生产中等问题。因而对于氮气的催化剂的转化效率低，不利于推广到实际农田等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光催化固氮反应器，解决传统的光催化气体固氨的催化剂反应装置存在光照获取能力差、无法自动捕捉阳光、无法对催化剂进行更换、反应速率低、无法用于实际生产的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光催化固氮反应器，包括反应箱和底座；

所述反应箱包括箱体和箱盖，所述箱体内设有用于催化的薄膜组件、用于气体输入的气体输入装置、用于水流通过的进水口和出水口；所述箱盖上设有气压平衡装置；所述薄膜组件转动连接在所述箱体内；所述箱体相对于底座的一侧中心固设有连接杆，所述连接杆四周环设有多个磁性材料；

所述底座中心设有的连接部，所述连接部与所述连接杆铰接；所述连接部四周环设有与所述磁性材料对应的沉孔，所述沉孔内安设有控制反应箱偏转的电磁铁，所述电磁铁与所述磁性材料在高度上间隔设置；所述部分电磁铁通过吸附对应的所述磁性材料相互靠近，使所述反应箱上下偏转。

进一步，所述连接杆远离反应箱的一端设有球头，所述连接部为镶嵌在底座上的球套，所述球套与球头铰接。

进一步，所述薄膜组件包括中空框架和固定在中空框架内的催化薄膜；所述中空框架两端设有连接孔，所述连接孔与所述箱体的侧壁通过连杆转动连接，并通过设置在箱体上驱动器驱动旋转。

进一步，所述气体输入装置包括输气口、与输气口连通的主管道、与所述主管道垂直连通的多根输气支管、以及设置在输气支管上的出气位；

所述输气口贯穿所述箱体后与主管道连通；所述主管道沿所述箱体侧壁横向设置，所述输气支管均匀间隔的铺设在所述箱体的底部；所述出气位由多个出气孔组成，所述出气孔朝向薄膜组件开设。

进一步，所述输气支管设有11根，每根输气支管间隔设有3个出气位。

进一步，所述气压平衡装置设置在所述箱盖一侧边，所述气压平衡装置上设有多个排气口。

进一步，所述磁性材料为磁铁。

进一步，所述磁铁设有6个，呈正六边形排列；所述底座上的沉孔也设有6个，呈正六边形排列，所述沉孔之间还设有可供电路线安装的凹槽。

进一步，所述反应箱为透明亚克力板。