一种光热催化反应设备制造技术

本发明专利技术涉及有害气体净化技术领域，特别涉及一种光热催化反应设备。包括反应罐和集热单元，所述反应罐上下两端分别设有罐体进料口和罐体出料口，且侧壁上设有介质进口和介质出口；所述介质进口和介质出口均与集热单元连通，所述反应罐内设有中空盘管；所述中空盘管包括外盘管，所述外盘管呈螺旋状盘旋在反应罐的腔体中，所述外盘管两端分别与介质进口和介质出口连通。本发明专利技术的各组侧壁凸管均为独立腔体，从而让有机废气VOCs与热能的接触面积得以增加，以此加快了有机废气VOCs的反应速度，并提高了有机废气VOCs的反应效果。提高了有机废气VOCs的反应效果。提高了有机废气VOCs的反应效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光热催化反应设备


[0001]本专利技术属于有害气体净化
，特别涉及一种光热催化反应设备。

技术介绍

[0002]为了有效遏制臭氧浓度增长趋势，基本消除重污染天气，VOCs治理成为大气污染防治工作重点和热点。目前的VOCs气体净化方式多是采用蓄热焚烧技术(RTO)和蓄热氧化技术(RCO)两种，反应温度较高，通常在500
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800℃，正常运行时需消耗大量的能源，又因较高处理温度，对设备材质提出更高的要求，造成装置设备选材费用进一步提升。
[0003]因此，需要将太阳能集热等能源采集方式融入反应工作中，以此来降低能耗。而太阳能集热的过程主要是对介质加热，然后将介质与VOCs气体接触加热，以此达到反应的目的，此种方法反应温度较低，对装置选材的要求也有所降低。但现有的太阳能集热方式在进行反应工作时，由于介质温度较低，很难做到让VOCs充分吸热，从而降低了催化反应效果。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种光热催化反应设备，包括反应罐和集热单元，所述反应罐上下两端分别设有罐体进料口和罐体出料口，且侧壁上设有介质进口和介质出口；所述介质进口和介质出口均与集热单元连通，所述反应罐内设有中空盘管；
[0005]所述中空盘管包括外盘管；所述外盘管呈螺旋状盘旋在反应罐的腔体中，所述外盘管两端分别与介质进口和介质出口连通；所述外盘管内设有内盘管，所述内盘管的中轴线与外盘管的中轴线重合，所述内盘管两端分别与介质进口和介质出口连通；所述内盘管外壁上呈环形阵列分布有若干组侧壁凸管，所述侧壁凸管的腔体与内盘管和外盘管的腔体均不连通；所述侧壁凸管一侧外壁延伸至内盘管的腔体中；所述侧壁凸管两端分别与罐体进料口和罐体出料口连通。
[0006]进一步的，所述介质进口上连通有第一输介管，所述介质出口上连通有第二输介管，所述第一输介管和第二输介管远离反应罐的一端均与集热单元的腔体连通；所述第一输介管和第二输介管上均设有一组热流循环泵。
[0007]进一步的，所述反应罐壳体的夹层中开设有内壁空腔，所述内壁空腔中设有螺旋导热管，所述螺旋导热管呈螺旋状盘旋；所述螺旋导热管上等间距分布有若干组预热口，所述预热口另一端与反应罐的腔体连通。
[0008]进一步的，所述反应罐侧壁上开设有热气进口，所述热气进口一端与螺旋导热管的输入端连通；所述热气进口另一端连通有输气管，所述输气管另一端设有滤料盘，所述滤料盘另一端与集热单元连通。
[0009]进一步的，所述罐体进料口和罐体出料口上分别设有第一控制阀门和第二控制阀门。
[0010]进一步的，所述侧壁凸管外壁上设有凸管固定架，所述凸管固定架另一端连接在外盘管内壁上。
[0011]进一步的，所述集热单元包括集热底架；所述集热底架内设有介质储存腔，所述集热底架上开设有回流口，所述第二输介管远离反应罐的一端通过回流口与介质储存腔连通。
[0012]进一步的，所述集热底架上开设有出流口，所述第一输介管远离反应罐的一端通过出流口与介质储存腔连通。
[0013]进一步的，所述集热底架上沿水平方向等间距分布有若干组太阳能集热管，所述太阳能集热管设置为截面是扇环形的管状结构。
[0014]进一步的，所述太阳能集热管外壁上平均分布有若干组反射凹槽，所述反射凹槽靠近开口处一端的内直径要大于其底部内直径；所述太阳能集热管的腔体与介质储存腔连通。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、将介质通过第一输介管和介质进口分别输入外盘管和内盘管中。然后将有机废气VOCs通过罐体进料口分别输入各组侧壁凸管中。在有机废气VOCs向罐体出料口移动的同时，分别通过外盘管和内盘管从内外两个方向将热能传递到侧壁凸管内，并且各组侧壁凸管均为独立腔体，从而让有机废气VOCs与热能的接触面积得以增加，以此加块了有机废气VOCs的反应速度，并提高了有机废气VOCs的反应效果。
[0017]2、太阳能集热管设置为截面是扇环形的管状结构，无论什么时间、太阳处在何种方位，都可以对太阳能集热管进行照射，延长了太阳能集热管的吸热时间。与此同时，在太阳能集热管上平均分布有若干组反射凹槽，并且靠近开口处一端的内直径要大于其底部内直径，因此当阳光照射进反射凹槽后，通过其每个内壁的折射，以提高太阳能的吸收效能。并以此提升了太阳能的吸收效果。
[0018]3、将集热单元内已被加热后的介质上的热能通过螺旋导热管和各组预热口输入反应罐的腔体内。以此来对集热单元进行预热工作，以避免介质进入中空盘管后导致中空盘管内外壁温度差过大，从而引起的中空盘管壳体损坏。并且螺旋导热管和预热口均以螺旋状分布，使得热能可以同时作用在中空盘管的所有部位，从而提高了中空盘管的预热效果以及缩短了预热时间。
[0019]4、在光热催化VOCs降解领域首创螺旋状的中空盘管反应器，提高了VOCs气体在管道内的停留时间和接触面积，使其得以充分热量交换，提高反应过程的安全性。
[0020]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0022]图1示出了根据本专利技术实施例1的反应设备的结构示意图；
[0023]图2示出了根据本专利技术实施例1的反应罐的剖视示意图；
[0024]图3示出了根据本专利技术实施例1的螺旋导热管与反应罐的连接示意图；
[0025]图4示出了根据本专利技术实施例1的中空盘管的结构示意图；
[0026]图5示出了根据本专利技术实施例1的内盘管的结构示意图；
[0027]图6示出了根据本专利技术实施例1的中空盘管的端面剖视示意图；
[0028]图7示出了根据本专利技术实施例1的集热单元的结构示意图；
[0029]图8示出了根据本专利技术实施例1的太阳能集热管的结构示意图；
[0030]图9示出了根据本专利技术实施例2的凸纹反应盘管的结构示意图；
[0031]图10示出了根据本专利技术实施例2的凸纹反应盘管的端面剖视示意图。
[0032]图中：100、反应罐；110、介质进口；111、第一输介管；120、介质出口；121、第二输介管；130、热气进口；131、输气管；132、滤料盘；140、罐体进料口；141、第一控制阀门；150、罐体出料口；151、第二控制阀门；160、内壁空腔；170、螺旋导热管；180、预热口；200、热流循环泵；300、中空盘管；310、外盘管；320、内盘管；330、侧壁凸管；340、凸管固定架；350、导介盘管；360、凸纹条；37本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光热催化反应设备，其特征在于：包括反应罐(100)和集热单元(400)，所述反应罐(100)上下两端分别设有罐体进料口(140)和罐体出料口(150)，且侧壁上设有介质进口(110)和介质出口(120)；所述介质进口(110)和介质出口(120)均与集热单元(400)连通，所述反应罐(100)内设有中空盘管(300)；所述中空盘管(300)包括外盘管(310)；所述外盘管(310)呈螺旋状盘旋在反应罐(100)的腔体中，所述外盘管(310)两端分别与介质进口(110)和介质出口(120)连通；所述外盘管(310)内设有内盘管(320)，所述内盘管(320)的中轴线与外盘管(310)的中轴线重合，所述内盘管(320)两端分别与介质进口(110)和介质出口(120)连通；所述内盘管(320)外壁上呈环形阵列分布有若干组侧壁凸管(330)，所述侧壁凸管(330)的腔体与内盘管(320)和外盘管(310)的腔体均不连通；所述侧壁凸管(330)一侧外壁延伸至内盘管(320)的腔体中；所述侧壁凸管(330)两端分别与罐体进料口(140)和罐体出料口(150)连通。2.根据权利要求1所述的一种光热催化反应设备，其特征在于：所述介质进口(110)上连通有第一输介管(111)，所述介质出口(120)上连通有第二输介管(121)，所述第一输介管(111)和第二输介管(121)远离反应罐(100)的一端均与集热单元(400)的腔体连通；所述第一输介管(111)和第二输介管(121)上均设有一组热流循环泵(200)。3.根据权利要求1所述的一种光热催化反应设备，其特征在于：所述反应罐(100)壳体的夹层中开设有内壁空腔(160)，所述内壁空腔(160)中设有螺旋导热管(170)，所述螺旋导热管(170)呈螺旋状盘旋；所述螺旋导热管(170)上等间距分布有若干组预热口(180)，所述预热口(180)另一端与反...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彦炳，邱晓峰，邹文静，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：