本发明专利技术公开一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置及方法，包括：储气部，储气部用于储存原料气；第一气路的数量为至少一条，第一气路与储气部连通，第一气路内通过的气体由预热件进行预热；反应部包括反应器，反应器与第一气路连通，反应器置于不锈钢加热炉内，反应器连接有导光筒，导光筒连接有光源，导光筒的数量与光源的数量一一对应；检测部与反应器的气相产物出气口连接，用于在线检测气相产物的红外光谱、气相色谱，本发明专利技术可以处理固态和液态原料，实现了光热同步快速升温过程，为研究光热催化反应机理提供理想的实验条件，其同时适用于光催化、热催化及光热协同催化反应的研究，为对比研究各种催化反应间的共性问题提供了良好的平台。了良好的平台。了良好的平台。
【技术实现步骤摘要】
一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置及方法
[0001]本专利技术涉及光热结合处置实验
，特别是涉及一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置及方法。
技术介绍
[0002]光热结合处置是指将热化学反应和光化学反应结合起来，在光的参与下，热化学反应的温度可以明显降低，同样，在热的辅助下，光化学反应的时间也可明显减少。若使用光催化剂和热催化剂，光热协同处置能使催化剂的反应性能高于单一的光催化和热催化活性。在反应过程中，光源波段范围不同，能激发出的光生电子的能量也不同，并且不同物质对不同波段的光的敏感性也不同；同样随着光功率密度的增加，辐射产生的高能光子数量越多，越有利于激发催化剂产生光生电子，在其表面生成羟基自由基，提高反应速率和反应转化率；反应温度对反应的影响也极为重要，温度越高，降解速率会越高，但温度过高不利于污染物和氧气、水在催化剂表面吸附，不同的有机污染物在不同温度下会生成不同的中间产物，所以要选择适宜的反应温度；由于在大多数光催化反应中水是必不可少的，即相对湿度会对光催化效果产生影响。综上所述，光源波段范围、光功率密度、反应温度、相对湿度都会对反应结果产生影响。所以针对不同反应物，探究适宜的反应条件，从而为光热共同处置提供最佳的反应工况，意义极为重大。中国专利CN202011220904.7将光引入热催化过程，存在的问题是该设备只能放专门配置的石英管进行气相反应，若处理固态反应物，会堵塞管道。中国专利CN212524037U、CN112934144A同样将光热结合处置，但装置不能探究光功率密度对光热协同处置的影响，因此，目前亟需一种新型的光热结合处置废物的装置及方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，包括：
[0005]储气部，所述储气部用于储存原料气；
[0006]第一气路，所述第一气路的数量为至少一条，所述第一气路与所述储气部连通，所述第一气路内通过的气体由预热件进行预热；
[0007]反应部，所述反应部包括反应器，所述反应器与所述第一气路连通，所述反应器置于不锈钢加热炉内，所述反应器连接有导光筒，所述导光筒连接有光源，所述光源的数量为至少一个，所述导光筒的数量与所述光源的数量一一对应；
[0008]检测部，所述检测部与所述反应器的气相产物出气口连接，用于在线检测气相产物的红外光谱、气相色谱。
[0009]优选的，所述储气部包括至少一个气瓶，所述气瓶内储存有原料气，所述气瓶与所述第一气路连通，所述第一气路上依次设有第一气路阀门、质量流量计和质量流量控制器
控制阀门，所述第一气路阀门位于所述气瓶与所述质量流量计之间，所述质量流量计与所述质量流量控制器控制阀门并联。
[0010]优选的，所述预热件设置于所述质量流量计与所述反应器之间，所述预热件为设置于所述第一气路上的预热炉和/或，
[0011]所述预热件为缠绕在所述第一气路上的伴热带。
[0012]优选的，所述第一气路通过第二气路与所述反应器连通，所述第二气路上安装有四通阀门，所述四通阀门连通有恒温循环泵。
[0013]优选的，所述反应器连接有催化剂填料器，所述反应器的气相产物出气口安装有产物气路阀门。
[0014]优选的，所述第一气路的数量为两条，两条所述第一气路分别通入不同种类的气体，两条所述第一气路的出气端均与所述第二气路的进气端连通，且所述第二气路的进气端安装有第二气路阀门，所述第二气路上安装有气体混合器，所述气体混合器位于所述四通阀门与所述第二气路阀门之间。
[0015]优选的，所述第一气路的数量为两条，两条所述第一气路分别通入不同种类的气体，任一条所述第一气路的出气端安装有第三气路阀门，另一条所述第一气路的出气端安装有第四气路阀门；
[0016]安装所述第四气路阀门的所述第一气路的出气端与所述第二气路的进气端连通；另一条所述第一气路伸入至所述反应器，通过所述不锈钢加热炉调节所述第一气路提前预热到制定温度；
[0017]当所述第四气路阀门开启，所述第三气路阀门关闭时，能够进行光氧化和热解处理；当所述第三气路阀门开启，所述第四气路阀门关闭时，能够进行光氧化和气化处理；当所述第三气路阀门与所述第四气路阀门同时打开时，能够控制两种气体掺混比例。
[0018]优选的，所述光源设置于所述反应器的顶部，所述导光筒沿竖直方向伸入所述反应器的顶口和/或，
[0019]所述光源设置于所述反应器的侧壁，所述导光筒沿水平方向贯穿至所述反应器的内部。
[0020]优选的，所述反应器内安装有石英内托。
[0021]一种紫外光辅助热解处置光固化废物的方法，其是通过以下步骤实现的：
[0022]步骤一：将被处理物置于所述反应器内；
[0023]步骤二：根据需要调节光照波段；
[0024]步骤三：进行光功率密度调节；
[0025]步骤四：将配置好的原料气预热到指定温度，并向所述反应器通入；
[0026]步骤五：进行反应，反应过程中根据需要调节温度、湿度以及光功率密度；
[0027]步骤六：监视并控制反应过程中，所述反应器的温度、反应压力和气体流量；
[0028]步骤七：反应结束，在线检测气相产物的红外光谱、气相色谱，同时取出并检测所述反应器内的固相产物和液相产物。
[0029]本专利技术公开了以下技术效果：
[0030](1)光的引入能降低传统热催化的反应温度，有利于降低反应时间、提高反应物转化率。
[0031](2)光处理过程热的引入能减少传统光处理中光氧化处理的发生的时间。
[0032](3)热解过程通过光预处理，可将高分子聚合物降解为低分子产物，可以使其坚实的网络结构老化疏松，提高热解转化效率。
[0033](4)污染物控制方面，光氧化热解过程中敏感性污染物的迁移规律后，光的引入能以阻控为导向控制或减少污染物的生成。
[0034](5)光处理结合热处理有利于使资源和能源达到高效回收。
[0035]本专利技术可以处理固态和液态原料，实现了光热同步快速升温过程，为研究光热催化反应机理提供理想的实验条件，其同时适用于光催化、热催化及光热协同催化反应的研究，为对比研究各种催化反应间的共性问题提供了良好的平台。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为实施例1中紫外光辅助热解处置光固化废物的装置的结构示意图；
[0038]图2为实施例2中紫外光辅助热解处置光固化废物的装置的结构示意图；
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于，包括：储气部，所述储气部用于储存原料气；第一气路(11)，所述第一气路(11)的数量为至少一条，所述第一气路(11)与所述储气部连通，所述第一气路(11)内通过的气体由预热件进行预热；反应部，所述反应部包括反应器(6)，所述反应器(6)与所述第一气路(11)连通，所述反应器(6)置于不锈钢加热炉(12)内，所述反应器(6)连接有导光筒(8)，所述导光筒(8)连接有光源(7)，所述光源(7)的数量为至少一个，所述导光筒(8)的数量与所述光源(7)的数量一一对应；检测部(10)，所述检测部(10)与所述反应器(6)的气相产物出气口连接，用于在线检测气相产物的红外光谱、气相色谱。2.根据权利要求1所述的紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于：所述储气部包括至少一个气瓶(1)，所述气瓶(1)内储存有原料气，所述气瓶(1)与所述第一气路(11)连通，所述第一气路(11)上依次设有第一气路阀门(2)、质量流量计(3)和质量流量控制器控制阀门(4)，所述第一气路阀门(2)位于所述气瓶(1)与所述质量流量计(3)之间，所述质量流量计(3)与所述质量流量控制器控制阀门(4)并联。3.根据权利要求2所述的紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于：所述预热件设置于所述质量流量计(3)与所述反应器(6)之间，所述预热件为设置于所述第一气路(11)上的预热炉(5)和/或，所述预热件为缠绕在所述第一气路(11)上的伴热带。4.根据权利要求1所述的紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于：所述第一气路(11)通过第二气路(13)与所述反应器(6)连通，所述第二气路(13)上安装有四通阀门(14)，所述四通阀门(14)连通有恒温循环泵(15)。5.根据权利要求1所述的紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于：所述反应器(6)连接有催化剂填料器(16)，所述反应器(6)的气相产物出气口安装有产物气路阀门(9)。6.根据权利要求4所述的紫外光辅助热解处置光固化废物的装置，其特征在于：所述第一气路(11)的数量为两条，两条所述第一气路(11)分别通入不同种类的气体，两条所述第一气路(11)的出气端均与所述第二气路(13)的进气端连通，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙昱楠，张闳楠，陈冠益，陶俊宇，张帆，穆兰，李孟，孙欢，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：
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