CN102773057A - 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置 - Google Patents

一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102773057A
CN102773057A CN2012102825368A CN201210282536A CN102773057A CN 102773057 A CN102773057 A CN 102773057A CN 2012102825368 A CN2012102825368 A CN 2012102825368A CN 201210282536 A CN201210282536 A CN 201210282536A CN 102773057 A CN102773057 A CN 102773057A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
hydrogen sulfide
reactor
fluidization
photocatalysis decomposition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102825368A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102773057B (zh
Inventor
敬登伟
姚松
荆黎
刘欢
马利静
郭烈锦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201210282536.8A priority Critical patent/CN102773057B/zh
Publication of CN102773057A publication Critical patent/CN102773057A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102773057B publication Critical patent/CN102773057B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

本发明属于分解处理硫化氢综合利用研究领域，公开了一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置。制氢装置包括：流化床反应器、光源冷却装置、气体洗涤及检测装置以及产物检测和收集装置。所述反应器包括内空的外壳，外壳的底部设置有气体进口，外壳的顶部设置有气体出口，外壳内部的下端设置有气体分布板，气体分布板上沿外壳高度方向设置有中空的冷却水套，所述冷却水套和外壳之间形成反应空间，其中，在所述反应空间内装有催化剂颗粒，所述冷却水套中空的部分设置有光源。

Description

一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置
技术领域
本发明涉及分解硫化氢制氢领域，尤其涉及一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置。
背景技术
硫化氢是一种无色臭鸡蛋气味的酸性剧毒气体，是石油炼制、天然气加工和其他化学合成工艺中产生的副产品。目前硫化氢处理方法主要采用克劳斯工艺，将硫化氢氧化为硫和水，存在很多问题：（1）设备的投资费用大；（2）在高温下操作，H2S/SO2的比例必须严格控制在2:1左右，实现起来十分困难；（3）经克劳斯工艺处理后释放出的尾气中含硫量依然较高，很难符合严格的环保法规；（4）克劳斯工艺将H2S部分氧化成水和硫磺，只回收了硫化氢中的硫，其中的氢没有得到回收利用。光催化分解硫化氢制氢可高效处理硫化氢，回收氢能，实现资源的循环利用。
在目前光催化分解硫化氢制氢技术中，硫化氢气体被直接通入到反应器中，气体被反应液吸收，通过磁力搅拌等外加能量的方式实现催化剂颗粒在反应器内的悬浮，气体本身带有的动量被浪费，需要外加能量才能实现连续反应，反应器及系统不易工程放大，这几个问题都是由光催化反应器及系统的特性所决定的。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种高效、低成本的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置，该装置无需外加能量，可充分利用参加反应的具有一定压力、流速的硫化氢气体本身带有的动量，处理硫化氢废气，产生清洁的氢气。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，包括内空的外壳，外壳的底部设置有气体进口，外壳的顶部设置有气体出口，外壳内部的下端设置有气体分布板，气体分布板上沿外壳高度方向设置有中空的冷却水套，所述冷却水套和外壳之间形成反应空间，其中，在所述反应空间内装有催化剂颗粒，所述冷却水套中空的部分设置有光源。
作为本发明的优选实施例，所述气体分布板在外壳内的高度高于气体进口所在高度；
作为本发明的优选实施例，所述气体分布板采用多孔金属材料，具有可通过气体的微孔，以将硫化氢气体均匀分布在反应空间水平截面上；
作为本发明的优选实施例，所述反应器进一步包括有控制冷却水温度的恒温循环器；
作为本发明的优选实施例，所述反应器进一步包括有对光源进行控制的光源控制箱；
作为本发明的优选实施例，所述外壳为分体结构，采用螺栓连接，夹套间加装密封垫。
作为本发明的优选实施例，所述催化剂吸收波长为A的光，所述冷却水套内部装有冷却水，所述冷却水采用不吸收波长为A的光的溶液。
一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢制氢装置，包括依次连接的光催化分解硫化氢反应器、洗气尾气检测瓶和排水集气瓶，其中，所述光催化分解硫化氢反应器为上述反应器。
作为本发明的优选实施例，所述气体检测采用气相色谱进行定性，气体收集采用排液集气定量收集。
与现有技术相比，本发明基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置至少具有以下优点：本发明提供的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢制氢装置采用流化床技术，以参加反应的具有一定压力、流速的硫化氢气体为流化动力，实现催化剂颗粒在反应器内的悬浮分布，使光催化分解硫化氢制氢反应能够连续高效的进行，无需外加能量，大大降低了反应的能量成本；气体分布板安装在反应器底部，可以实现气体在反应器截面的均匀分布；冷却水套置于反应器中间，可以对光源进行循环冷却；光源置于冷却水套中间，透过冷却水套进入反应空间，光子被部分吸收，提供光催化反应动力。本发明专利提供的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢制氢装置，不仅能高效进行光催化处理硫化氢气体，还可以回收氢气，并且不需要外加能量，另外各构件取材方便，成本相对低廉，易于加工生产，部件组合紧凑，操作方便，具有良好的社会经济效益和使用价值。
附图说明
图1为本发明制氢装置的结构示意图；
图2为本发明光催化分解硫化氢反应器的结构示意图。
其中：1.气体进口     2.气体分布板     3.催化剂颗粒
4.反应空间           5.光源           6.冷却水
7.密封垫             8.气体出口       9.冷却水套
10.光源控制箱        11.止回阀        12.洗气瓶
13.尾气检测瓶     14.流量计     15.排水集气瓶
16.气相色谱       17.支架
具体实施方式
请参照图2所示，本发明光催化分解硫化氢制氢装置包括依次连接的光催化分解硫化氢反应器、洗气瓶12、尾气检测瓶13和排水集气瓶15。
所述光催化分解硫化氢反应器包括内空的外壳，外壳的底部设置有气体进口1，外壳的顶部设置有气体出口8，外壳内部的下端设置有气体分布板2，气体分布板2上沿外壳高度方向设置有中空的冷却水套9，所述冷却水套9和外壳之间形成反应空间4，其中，在所述反应空间4内装有催化剂颗粒3，具体地说，所述催化剂颗粒3悬浮在反应空间4的反应液内，所述冷却水套9中空的部分设置有光源5。
所述气体分布板2在外壳内的高度高于气体进口所在高度；所述气体分布板2采用多孔金属材料，具有可通过气体的微孔，以将硫化氢气体均匀分布在反应空间4的水平截面上；所述反应器进一步包括有控制冷却水温度的恒温循环器、对光源5进行控制的光源控制箱10。
所述冷却水套9采用石英玻璃，其内部装有冷却水6，所述冷却水可以采用自来水或其他溶液，但是，该溶液不能过滤掉催化剂所需要吸收波长的光，通过循环泵实现冷却水的循环和光源的冷却。
所述尾气吸收采用多个碱溶液洗气瓶进行，采用串联模式连接，尾气检测装置采用易观察物质变化的溶液，安装在洗气瓶下游。所述气体检测装置采用气相色谱进行定性，气体收集采用排液集气定量收集。
下面介绍本发明制氢装置的工作过程：一定压力流速下的硫化氢气体从反应器底部的气体进口1通入，经过气体分布板2使气体在反应空间4截面上均匀分布，将催化剂颗粒3流化悬浮在整个反应器内。由光源控制箱10控制光源5发出的光经过装有循环的冷却水6的冷却水套9进入反应空间4，实现连续的光催化分解硫化氢制氢反应，反应后气体由气体出口8排出，经过止回阀11进入洗气瓶12，吸收未反应气体，通过尾气检测瓶13对气体进行检测，反应后气体利用流量计14检测流量，通过取样通入气相色谱16中进行气体成分比例检测，通过固定在支架17上的排水集气装置15进行收集测量。
图2展示了用于进行光催化分解硫化氢制氢的流化床反应器，以及气体进口1、气体分布板2、光源5、冷却水套9、密封垫7、气体出口8的布置情况。气体进口1在反应器底部，气体分布板2在进气口以上，光源5放置在用石英玻璃制成的冷却水套9的内部，冷却水套9的外壁和反应器外壳的内壁形成反应空间4，外壳间的连接采用螺栓连接，夹套间加装密封垫7，气体出口8在反应器的顶部，反应器结构紧凑，安装方便，整个装置内的关键构建易于获得，成本低廉，操作方便，可连续运行。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：包括内空的外壳，外壳的底部设置有气体进口（1），外壳的顶部设置有气体出口（8），外壳内部的下端设置有气体分布板（2），气体分布板上沿外壳高度方向设置有中空的冷却水套（9），所述冷却水套（9）和外壳之间形成反应空间（4），其中，在所述反应空间内装有催化剂颗粒（3），所述冷却水套中空的部分设置有光源（5）。
2.如权利要求1所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述气体分布板（2）在外壳内的高度高于气体进口所在高度。
3.如权利要求1或2所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述气体分布板采用多孔金属材料，具有可通过气体的微孔，以将硫化氢气体均匀分布在反应空间水平截面上。
4.如权利要求1所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述反应器进一步包括有控制冷却水温度的恒温循环器。
5.如权利要求1所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述反应器进一步包括有对光源进行控制的光源控制箱（10）。
6.如权利要求1所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述外壳为分体结构，采用螺栓连接，夹套间加装密封垫（7）。
7.如权利要求1所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器，其特征在于：所述催化剂吸收波长为A的光，所述冷却水套（9）内部装有冷却水（6），所述冷却水采用不吸收波长为A的光的溶液。
8.一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢制氢装置，其特征在于：该装置包括依次连接的光催化分解硫化氢反应器、洗气尾气检测瓶和排水集气瓶，其中，所述光催化分解硫化氢反应器为权利要求1~6中任意一项所述的反应器。
9.根据权利要求8所述的一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢制氢装置，其特征在于：所述气体检测采用气相色谱进行定性，气体收集采用排液集气定量收集。
CN201210282536.8A 2012-08-09 2012-08-09 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置 Active CN102773057B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210282536.8A CN102773057B (zh) 2012-08-09 2012-08-09 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210282536.8A CN102773057B (zh) 2012-08-09 2012-08-09 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102773057A true CN102773057A (zh) 2012-11-14
CN102773057B CN102773057B (zh) 2015-08-26

Family

ID=47118300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210282536.8A Active CN102773057B (zh) 2012-08-09 2012-08-09 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102773057B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103182284A (zh) * 2013-03-21 2013-07-03 上海交通大学 气相光热耦合催化反应器
CN103785339A (zh) * 2013-11-28 2014-05-14 湖南科源生物制品有限公司 一种光敏氧化反应设备及其应用
CN104760932A (zh) * 2015-03-25 2015-07-08 水沐清源（天津）能源环境技术有限公司 一种光催化分解水制氢装置
CN105695308A (zh) * 2016-03-18 2016-06-22 西安交通大学 一种圆筒型光合细菌产氢反应器
CN107966501A (zh) * 2016-10-20 2018-04-27 四川建筑职业技术学院 一种多参数控制下的新型气相光催化定量检测装置
CN111908994A (zh) * 2020-08-24 2020-11-10 济南大学 一种光催化炔烃加成反应的方法及该方法所使用的装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1570612A (zh) * 2004-05-10 2005-01-26 西安交通大学 多通道光解制氢催化剂性能快速评测装置
CN1623645A (zh) * 2004-10-29 2005-06-08 华南理工大学 一种气固流化床光催化设备
CN2761259Y (zh) * 2004-10-29 2006-03-01 华南理工大学 一种气固流化床光催化装置
CN1817789A (zh) * 2006-01-16 2006-08-16 西安交通大学 一种双床光催化分解水产氢系统
CN200939376Y (zh) * 2006-07-17 2007-08-29 毕秀成 制取气体微型装置
CN101293632A (zh) * 2007-04-25 2008-10-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种光催化分解h2s转化为氢气和硫的方法
CN101315357A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 中国科学院大连化学物理研究所 一种光催化剂制氢性能快速评价的多通道反应装置
CN101590410A (zh) * 2008-05-27 2009-12-02 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种光催化分解硫化氢的催化剂及利用该催化剂制备氢气和液态硫的方法
CN101913680A (zh) * 2010-08-07 2010-12-15 太原市恒远化工环保科技有限公司 磁稳流化床光催化反应器及其处理难降解有机废水的方法
CN201890785U (zh) * 2010-11-03 2011-07-06 陕西天安环保科技有限公司 一种三相流化床光催化氧化废水处理装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1570612A (zh) * 2004-05-10 2005-01-26 西安交通大学 多通道光解制氢催化剂性能快速评测装置
CN1623645A (zh) * 2004-10-29 2005-06-08 华南理工大学 一种气固流化床光催化设备
CN2761259Y (zh) * 2004-10-29 2006-03-01 华南理工大学 一种气固流化床光催化装置
CN1817789A (zh) * 2006-01-16 2006-08-16 西安交通大学 一种双床光催化分解水产氢系统
CN200939376Y (zh) * 2006-07-17 2007-08-29 毕秀成 制取气体微型装置
CN101293632A (zh) * 2007-04-25 2008-10-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种光催化分解h2s转化为氢气和硫的方法
CN101315357A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 中国科学院大连化学物理研究所 一种光催化剂制氢性能快速评价的多通道反应装置
CN101590410A (zh) * 2008-05-27 2009-12-02 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种光催化分解硫化氢的催化剂及利用该催化剂制备氢气和液态硫的方法
CN101913680A (zh) * 2010-08-07 2010-12-15 太原市恒远化工环保科技有限公司 磁稳流化床光催化反应器及其处理难降解有机废水的方法
CN201890785U (zh) * 2010-11-03 2011-07-06 陕西天安环保科技有限公司 一种三相流化床光催化氧化废水处理装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103182284A (zh) * 2013-03-21 2013-07-03 上海交通大学 气相光热耦合催化反应器
CN103182284B (zh) * 2013-03-21 2015-07-08 上海交通大学 气相光热耦合催化反应器
CN103785339A (zh) * 2013-11-28 2014-05-14 湖南科源生物制品有限公司 一种光敏氧化反应设备及其应用
CN103785339B (zh) * 2013-11-28 2015-10-28 湖南科源生物制品有限公司 一种光敏氧化反应设备及其应用
CN104760932A (zh) * 2015-03-25 2015-07-08 水沐清源（天津）能源环境技术有限公司 一种光催化分解水制氢装置
CN105695308A (zh) * 2016-03-18 2016-06-22 西安交通大学 一种圆筒型光合细菌产氢反应器
CN105695308B (zh) * 2016-03-18 2018-03-02 西安交通大学 一种圆筒型光合细菌产氢反应器
CN107966501A (zh) * 2016-10-20 2018-04-27 四川建筑职业技术学院 一种多参数控制下的新型气相光催化定量检测装置
CN111908994A (zh) * 2020-08-24 2020-11-10 济南大学 一种光催化炔烃加成反应的方法及该方法所使用的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102773057B (zh) 2015-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102773057A (zh) 一种基于流化床技术的光催化分解硫化氢反应器及其制氢装置
CN105923738B (zh) 一种利用金属有机骨架高效催化活化过硫酸盐或过硫酸氢盐处理有机废水的方法
CN201231130Y (zh) 一种生产硫酸铵化肥的烟气脱硫装置
CN102249393B (zh) 工业废水循环流化床深度处理设备
CN106853957B (zh) 利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺及其碱液分离器
CN100427414C (zh) 磁分离耦合的气升式悬浮光催化水处理方法及其装置
CN101869821B (zh) 一种外环流密闭式光催化还原co2反应装置
CN102151534A (zh) 一种多功能光催化反应装置
CN203108418U (zh) 湿法烟气脱硫脱硝一体化装置
KR101462054B1 (ko) 황화수소 및 유해가스 제거장치
CN102583593B (zh) 一种处理高浓度有机废水生产甲烷气体的方法与装置
CN108686474A (zh) 一种利用悬浮床的高效脱硫及再生一体化系统
CN106178819A (zh) 活性焦烟气脱硫脱硝副产物转化装置和脱硫脱硝系统及方法
CN206381832U (zh) 一体化生物脱硫装置
CN103224288A (zh) 利用复合双循环厌氧反应器处理工业废水的装置
CN204097429U (zh) 厌氧系统沼气脱硫专用洗涤塔
CN202107568U (zh) 工业废水循环流化床深度处理设备
CN111072214A (zh) 一种有机废水处理装置及方法
CN203389478U (zh) 一种污染气体治理设备
CN202270473U (zh) 一种炭黑尾气脱硫装置
Mezmur et al. Simulation and experimental analysis of biogas upgrading.
CN105713691A (zh) 一种沼气提纯吸收过滤装置
CN103301701A (zh) 一种污染气体治理设备
CN208776419U (zh) 一种污水处理系统
CN209952596U (zh) 一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant