用于工业化学品生产的气态物质的光催化反应器单元制造技术

技术编号:41097851 阅读:20 留言:0更新日期:2024-04-25 13:55
反应器单元组件具有环形体积、带有反应物气体入口的顶部端帽配件、带有生成物气体出口的底部压缩端帽配件、位于环形体积中的光催化剂床、将光催化剂床定位于环形体积中的多孔基部过滤器、以及灯罩。灯罩的外部部分和内部部分中的至少一者包括光子发射器的圆周阵列,其配置为均匀地发射入射在光催化剂填充床上的光子,以在经由气体入口引入的至少一种气态反应物流过光催化剂填充床时激活连续的光致气相反应,且至少一种所得的气态生成物经由气体出口离开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及工业化学品生产领域,具体而言,涉及用于工业化学品生产的气态物质的光催化反应器单元的设计及构造。


技术介绍

1、如本文所使用,光催化是指用光子照射化学工艺以加速反应物的化学转化速率以选择性地形成所需生成物。具有足够能量及波长的入射光子通过解锁反应机制来激活光诱导反应,否则该反应机制可能无法经由热激活工艺获得。光催化的最新发展包含使用等离子纳米颗粒,其由于电子振荡的激发而表现出与可见光的强烈相互作用。例如参见其内容均通过引用并入本文中的下述文献:(1)stankiewicz,“energy matters:alternativesources and forms of energy for intensification of chemical and biochemicalprocesses,”chem.eng.res.des.,2006,84(7a),511-521,https://doi.org/10.1205/cherd.05214;(2)robatjazi et al.,“plasmon-driven carbon-fluorine(c本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光催化反应器单元组件,包括:

2.根据权利要求1所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管是筒形的。

3.根据权利要求1或2所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管具有圆形横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第二管是筒形的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第二管具有圆形横截面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管和所述第二管是筒形的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光催化反应器单...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种光催化反应器单元组件,包括:

2.根据权利要求1所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管是筒形的。

3.根据权利要求1或2所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管具有圆形横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第二管是筒形的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第二管具有圆形横截面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管和所述第二管是筒形的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述第一管和所述第二管具有圆形横截面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少一部分由对由所述光子发射器发射的所述光子透明的材料构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少一部分对可见光谱中的光子透明。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少一部分对近红外光谱中的光子透明。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者包括玻璃管。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者包括熔融石英玻璃。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者包括硼硅酸盐玻璃。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者包括金属材料。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少第一部分由对由所述光子发射器发射的所述光子透明的材料构成,并且所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少第二部分包括反射表面以将发射的光子反射到所述光催化剂填充床中。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少第一部分由对由所述光子发射器发射的所述光子透明的材料构成,并且所述外单元壁和所述内单元壁中的至少一者的至少第二部分包括散射表面以将发射的光子散射到所述光催化剂填充床中。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述光催化剂填充床包括与载体材料共沉淀的所述光催化剂。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述光催化剂包括天线-反应器等离子纳米颗粒。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述光催化剂填充床竖直地定位在所述环形体积的中间部分,并且所述环形体积的最靠近所述顶部压缩端帽配件的上部部分不具有所述光催化剂填充床,以提供足够的顶部空间用于反应物气体混合。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件由不锈钢(ss316)构成。

21.根据权利要求1至19中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件由奥氏体镍铬基合金构成。

22.根据权利要求1至19中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件由镍铬铁钼合金构成。

23.根据权利要求1至19中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件由铝构成。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件中的至少一者的面向所述光催化剂填充床的部分被抛光,以将发射的光子反射到所述光催化剂填充床中。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件具有装配在所述外单元壁的顶部部分周围的第一外圆周法兰或装配在所述内单元壁的顶部部分内侧的第一内圆周法兰中的至少一者。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述底部压缩端帽配件具有装配在所述外单元壁的底部部分周围的第二外圆周法兰或装配在所述内单元壁的底部部分内侧的第二内圆周法兰中的至少一者。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,进一步包括张力杆,所述张力杆联接到所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件中的每一者,以施加足以使所述顶部密封部和所述底部密封部形成的压缩力。

28.根据权利要求27所述的光催化反应器单元组件,其中,所述张力杆配置成与所述竖直轴线共线,所述外单元壁和所述内单元壁围绕所述竖直轴线同心地配置,并且所述张力杆包括与至少一个螺纹紧固件配合的螺纹,以便于将所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件紧固到所述外单元壁和所述内单元壁上。

29.根据权利要求27或28所述的光催化反应器单元组件,其中,所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件均包括支撑件,所述张力杆通过所述支撑件施加压缩力。

30.根据权利要求29所述的光催化反应器单元组件,其中,所述张力杆和所述支撑件由铝构成。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,进一步包括多个张力杆,所述张力杆联接到所述顶部压缩端帽配件和所述底部压缩端帽配件中的每一者,以施加足以使所述顶部密封部和所述底部密封部形成的压缩力。

32.根据权利要求1至31中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,进一步包括至少一个垫片,以帮助所述顶部密封部或所述底部密封部中的至少一者的形成。

33.根据权利要求1至32中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,进一步包括至少一个o型环,以帮助所述顶部密封部或所述底部密封部中的至少一者的形成。

34.根据权利要求1至33中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的外部部分是筒形的。

35.根据权利要求1至34中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的外部部分具有圆形横截面。

36.根据权利要求1至35中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的内部部分是筒形的。

37.根据权利要求1至36中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的内部部分具有圆形横截面。

38.根据权利要求1至37中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的内部部分和所述灯罩的外部部分是筒形的。

39.根据权利要求1至38中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的外部部分和所述灯罩的内部部分具有圆形横截面。

40.根据权利要求1至39中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的外部部分或所述灯罩的内部部分中的至少一者包括铝框架,所述光子发射器的圆周阵列安装在所述铝框架上。

41.根据权利要求1至40中任一项所述的光催化反应器单元组件,其中,所述灯罩的外部部分或所述灯罩的内部部分中的至少一者包括冷却块,所述光子发射器的圆周阵列安装在所述冷却块上,并且所述冷却块具有至少一个冷却通道,冷却流体通过所述冷却通道。

42.根据权利要求1至41中任一项所述的光催化反应器单元组...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·卡提瓦达S·沙赫J·E·哈德逊H·N·R·蒂鲁马莱J·M·查普曼T·W·贝斯特
申请(专利权)人:融合等离子公司
类型:发明
国别省市:

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