[实用新型]一种氢气中微量CO氧化的光催化反应装置

说明书

本实用新型公开了一种氢气中微量CO氧化的光催化反应装置，该装置包括：箱体；反应部件，其设置在所述箱体内，其包含紫外灯、反应器和恒温管，其中所述的反应器的两端贯穿所述箱体相对的两侧壁，所述的紫外灯设置在所述反应器内且贯穿所述反应器的两端，其外侧壁涂有催化剂，所述的反应器的外侧壁套置有恒温管；恒温进水口和恒温出水口，其分别设置在所述恒温管的两端；进料口和出料口，其分别设置在所述反应器的两端；流量计、进料泵分别设置在与反应器的进料口相连接的管道上。本实用新型解决了现有技术不仅损耗氢气严重，而且难以去除一氧化碳的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种光催化反应装置，具体涉及一种氢气中微量CO氧化的光催化反应装置。

背景技术

高纯氢在质子交换膜燃料电池等领域广泛使用，电解水虽然能够获取高纯氢，但电能消耗大而造成成本高。目前工业上用含碳原料气化所获取的氢气，尽管可以通过水煤气变换(CO+H₂O→CO₂+H₂)等工艺提高其纯度，仍然会有一定的一氧化碳(＞1％)存在，即使对留存的一氧化碳(＞1％)进行进一步选择性氧化(PROX)处理，处理后的浓度依然较高(＞10ppm)，极大的限制了其应用。

目前除了PROX处理，现有文献1(专利号为96245413.3)公开了一种自供热式钯膜分离制高纯氢装置，包含催化燃烧器、换热器、和烟道气排出口等，但是催化燃烧器在启动时需借助于外加热源将床层预热至270～300℃，且回收的80％氢气中的CO等气体的含量依然较高(＞10ppm)，以及剩余约20％的氢气通过催化燃烧器燃烧损耗掉；文献2(MichaelBingham andAndrew Mills,2021,409,113133)使用的蛇形光催化反应器，其包含蛇形石英管、紫外灯、玻璃纤维塞等，其将催化剂填充进石英管中，两端使用玻璃纤维塞将其塞紧，该装置虽然能够使得CO与催化剂充分接触，然而该装置中原料气的流速受到了极大的限制；文献3(KrzysztofCzupryn,Ireneusz Kocemba1 and Jacek Rynkowski,2018,124,187-201)带有石英窗的不锈钢光催化反应器，包含石英窗、紫外灯、催化剂床，由于其催化剂是平铺在材质为玻璃纤维织物的催化剂床上，同样不适宜高流速反应。因此，现有技术去除一氧化碳的效果均不是很好，更不利于工业放大反应。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种氢气中微量CO氧化的光催化反应装置，解决了现有技术不仅损耗氢气严重，而且难以去除一氧化碳的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种氢气中微量CO氧化的光催化反应装置，该装置包含：

箱体；反应部件，其设置在所述箱体内，其包含紫外灯、反应器和恒温管，其中所述的反应器的两端贯穿所述箱体相对的两侧壁，所述的紫外灯设置在所述反应器内且贯穿所述反应器的两端，其外侧壁涂有催化剂，所述的反应器的外侧壁套置有恒温管；恒温进水口和恒温出水口，其分别设置在所述恒温管的两端，用于通入恒温水；进料口和出料口，其分别设置在所述反应器的两端，进料口用于通入原料气，出料口用于排出反应后的气体；流量计，其设置在与反应器的进料口相连接的管道上，用于测定通入原料气的速度；进料泵，其设置在与反应器的进料口相连接的管道上，用于将原料气泵入反应器内。

优选地，所述的恒温管的恒温进水口和恒温出水口均在恒温管的侧壁上朝向同一方向设置，且均垂直于恒温管的侧壁。

优选地，所述的反应器的进料口、出料口分别在反应器的侧壁上朝向两个相反的方向设置，且均垂直于反应器的侧壁。

优选地，所述的紫外灯为管状结构。