CN104984661B - 光触媒反应器、光触媒反应塔及烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光触媒反应器，包括由内至外依次同轴设置的支撑柱、环形隔板和壳体，环形隔板将支撑柱与壳体之间的空间分隔成内环空间和外环空间；壳体一端设有第一烟气入口，另一端设有第一烟气出口；内环空间和外环空间内沿烟气流通方向均设有多层反应层，每层反应层由环形布置的多个光触媒反应单元组成，各所述光触媒反应单元均垂直于烟气流通方向设置。另外还提供一种光触媒反应塔及一种烟气净化系统。本发明提供的光触媒反应器、反应塔及烟气净化系统均能实现同时脱硫脱硝，且光催化效率及反应均匀化程度高，达到较好的脱硫脱硝效果。

Description

光触媒反应器、光触媒反应塔及烟气净化系统

技术领域

本发明涉及一种光触媒反应器、光触媒反应塔及一种烟气净化系统，属于环保技术领域。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，同时也是世界上最大的钢铁生产国。我国84%左右的煤炭被直接燃烧，2014年中国粗钢产量占世界粗钢总产量的49.5%，达到8.227亿吨。大量的燃煤以及钢铁冶炼造成了我国严重的空气污染。排放到大气中的污染物种类繁多，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等；其中有的是烟尘，有的是气体。这些污染物导致的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境污染，严重地影响了人类的居住环境。随着我国经济建设的发展，SOx和NOx的减排成为当前及以后我国环境保护工作的重点领域。

目前，烟气脱硫技术主要有湿法、半干法、干法、电子束法、海水法等。湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀糊状的流体；湿法脱硫的操作温度在44~55ºC。半干法是指在有液相和气相介入的脱硫方法，脱硫产物为干粉状；半干法的操作温度控制在60~80ºC。干法是指无液相介入、完全在干燥状态下进行脱硫的方法，如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状；干法的操作温度在800~1300ºC。海水法是采用海水对烟气脱硫的方法，此方法受地域条件限制，且有氯化物严重腐蚀设备的问题；脱硫残液PH很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，才能达到环保要求的排放条件。

脱硝技术主要有选择性催化还原法（SCR）脱硝技术和选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术。SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH₃和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。

选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N₂和水。

目前的脱硫脱硝方案存在的主要问题：

1）缺乏成熟的技术。目前已投入运行的烟气脱硫脱硝装置对运行的温度区间以及催化剂有较为严格的要求。湿法和半干法的温度较低，容易引起低温腐蚀。而干法脱硫的温度较高，存在着脱硫效率低，设备庞大、操作技术要求高等缺点。SCR脱硝技术依赖于催化剂，对工作温度有较高要求。SNCR 应用的条件苛刻：首先，烟气与还原剂在适用的900～1100温度范围内充分混合和反应，应有1秒或更长的停留时间。其次，对燃用高硫煤种有一定的限制。因为在上述温度范围未反应NH₃将与燃烧产物中的SO₃反应生成硫酸氢铵[NH₄HSO₄]，会粘结在空气预热器或其他下游部件上，造成堵塞和腐蚀，影响机组正常运行。最后，会发生由于与NOx不完全反应而导致的氨的逃逸现象，不仅产生刺鼻的气味和白色的氯化铵烟雾，而且氨吸附在飞灰上，使灰尘的处理和利用变得困难。

2）现有技术不能实现同时脱硫脱硝，需要各安装一套装置。因此投资大、运行费用高。

因此有必要设计一种光触媒反应器、光触媒反应塔及一种烟气净化系统，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种光触媒反应器、光触媒反应塔及一种烟气净化系统，可实现同时脱硫脱硝，且脱硫脱硝效果好。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种光触媒反应器，包括由内至外依次同轴设置的支撑柱、环形隔板和壳体，所述环形隔板将所述支撑柱与所述壳体之间的空间分隔成内环空间和外环空间；所述壳体一端设有第一烟气入口，另一端设有第一烟气出口；所述内环空间和所述外环空间内沿烟气流通方向均设有多层反应层，每层所述反应层由环形布置的多个光触媒反应单元组成，各所述光触媒反应单元均垂直于烟气流通方向设置。

进一步地，所述内环空间或所述外环空间内，相邻两层所述反应层中，其中一层所述反应层的各所述光触媒反应单元在另一层所述反应层所在平面上的投影分别位于另一层所述反应层的其中相邻两个所述光触媒反应单元之间。

进一步地，所述内环空间或所述外环空间内，沿烟气流通方向，各反应层的光触媒反应单元的数量依次减少。

进一步地，所述内环空间内的所述反应层为第一反应层，所述外环空间内的所述反应层为第二反应层，所述第一反应层与所述第二反应层的数量相同且一一对应设置，每个所述第一反应层与对应的所述第二反应层位于同一平面内。

进一步地，每层所述第一反应层的光触媒反应单元少于对应的所述第二反应层的光触媒反应单元。

进一步地，每层所述第一反应层的所述光触媒反应单元与对应的所述第二反应层的所述光触媒反应单元数量相同且一一对应连接。

进一步地，所述光触媒反应单元包括紫外线光源管和涂布于所述紫外线光源管表面的光触媒层，所述紫外线光源管连接有电源，所述紫外线光源管垂直于烟气流通方向，其一端固定于所述环形隔板上，另一端固定于所述壳体上或所述支撑柱上。

进一步地，每层所述反应层的各所述光触媒反应单元通过同一供电单元供电，各所述供电单元分别通过供电线路与所述电源连接，各所述供电线路上均设有控制开关。

进一步地，所述紫外线光源管为石英管式紫外线灯管，或包括紫外线灯管和套设于所述紫外线灯管外的石英管。

本发明还提供一种光触媒反应塔，包括塔体，所述塔体内自上而下依次布置有除雾器、氨水喷淋机构、光触媒反应器和收集池，所述光触媒反应器为如上所述的光触媒反应器，所述第一烟气入口设于所述光触媒反应器的底部，所述第一烟气出口设于所述光触媒反应器的顶部，所述塔体上开设有第二烟气入口，所述第二烟气入口位于所述第一烟气入口与所述收集池之间，所述塔体顶部设有第二烟气出口。

本发明还提供一种烟气净化系统，包括通过烟气管路依次连通的除尘器、引风机、光触媒反应塔和烟囱，所述光触媒反应塔为如上所述的光触媒反应塔。

本发明具有以下有益效果：光触媒反应单元沿径向布置，即烟气对反应单元为横向冲刷，流体边界层薄且存在由于边界层分离而产生的漩涡，增加了流体的扰动，因此增加了烟气中的SOx和NOx与催化剂接触的几率及接触时间，有效提高催化反应效率。反应器内通过环形隔板形成内外环两层空间，方便光触媒反应单元的布置，提高对光触媒反应单元的支撑强度。对于光触媒反应单元沿径向布置的结构，如果只采用单环的空间，则沿径向方向必然存在距中心越远，接触面分布密度越小的缺点。接触面分布不均，会引起反应器不同位置流动阻力分布不均匀，流体阻力分布不均则会导致各部位流速分布不均匀；在流速低的地方催化效率低，而且易沉积灰尘、渣滓等，在流速高的地方则有可能出现超过设计流速、增大磨损速度等问题。因此，设置成内外环两层空间，烟气流在内环空间和外环空间内形成两个流场，可以调节内环空间与外环空间两部分的光催化反应面的布置密度，使得反应器内不同位置处的流体阻力分布均匀，从而不同位置处的流速分布均匀，烟气与光催化剂的接触更为均匀，可有效提高烟气的光催化效率和反应的均匀化程度，因此该光触媒反应器、包括该光触媒反应器的光触媒反应塔以及烟气净化系统的光催化反应效果较好。

本发明的进一步有益效果是：内环空间和外环空间内，不同的反应层之间的光触媒反应单元布置存在一定的交错角，可以进一步促进形成烟气紊流，增加烟气与催化剂的接触几率和接触时间，同时有效冲刷掉接触面上的残留物。

本发明还具有以下有益效果：通过将光触媒反应器设置于光触媒反应塔内，在反应器内同时进行气固液三相反应，经光触媒反应器催化后产生的三氧化硫和二氧化氮等在脱硫塔内即可被氨水补集而被出去，可有效缩短烟气净化时间，有效提高脱硫脱硝效率。而且附着于光触媒反应器上的光催化产物也可与氨水接触而被除去，因此脱硫脱硝效果明显得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的光触媒反应器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光触媒反应单元的一种布置方式的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光触媒反应单元的另一种布置方式的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光触媒反应单元的第三种布置方式的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的烟气净化系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明实施例提供一种光触媒反应器，用于对烟气进行同时脱硫和脱硝。该反应器包括由内至外依次同轴设置的支撑柱3、环形隔板2和壳体1，所述环形隔板2将所述所述支撑柱3与所述壳体1之间的空间分隔成内环空间和外环空间；所述壳体1一端设有第一烟气入口，另一端设有第一烟气出口。所述壳体1、环形隔板2及支撑柱3的横截面可以为矩形、圆形等形状，本实施例中优选为采用圆形，即壳体1为圆柱体，环形隔板2为圆环形隔板，支撑柱3为中心圆柱体状支撑板，从而内环空间和外环空间均为圆环形空间，二者内形成的烟气流场分布更为均匀。内环空间与外环空间的横截面面积之比根据实际情况进行设计，以实现提高二者内的烟气流场分布均匀性为准。该光触媒反应器可用于气、固反应的光催化系统，该反应器可采用卧式或立式结构，烟气与反应器内的光催化剂进行反应后，通过第一烟气出口排出，再与氨水等进行反应；也可用于气、固、液三相反应的光催化系统，该反应器为立式结构，第一烟气入口设于底部，第一烟气出口设于顶部，第一烟气出口也作为氨水入口。

如图1，所述内环空间和所述外环空间内沿烟气流通方向均设有多层反应层，每层所述反应层由环形布置的多个光触媒反应单元4组成，各所述光触媒反应单元4均垂直于烟气流通方向设置。光触媒反应单元4垂直于烟气流通方向设置，即各光触媒反应单元4沿内环空间以及外环空间的径向布置，从而承受烟气气流的横向冲刷。其中，内环空间的各光触媒反应单元4的两端分别固定在支撑柱3和环形隔板2上，外环空间的各光触媒反应单元4的两端分别固定在环形隔板2和壳体1上。所述光触媒反应单元4包括紫外线光源管和涂布于所述紫外线光源管表面的光触媒层，所述紫外线光源管连接有电源，所述紫外线光源管垂直于烟气流通方向，其一端固定于所述环形隔板2上，另一端固定于所述壳体1上或所述支撑柱3上。外环空间内的各紫外线光源管与壳体1的连接处进行密封处理。其中，紫外线光源管可采用以下结构：（1）套筒式，即包括紫外线灯管和套设于所述紫外线灯管外的石英管，光触媒层涂布于石英管外壁；（2）仅包括紫外线灯管，该紫外线灯管为石英管，石英管外壁直接涂装光触媒层。上述的紫外线灯管可以为紫外线高压汞灯或紫外线卤素灯，光触媒层为二氧化钛或其掺杂物。紫外灯管的供电单元布置在壳体1、环形隔板2以及支撑柱3上；优选地，每层所述反应层的各所述光触媒反应单元4通过同一供电单元供电，各所述供电单元分别通过供电线路与所述电源连接，各所述供电线路上均设有控制开关。即内环空间内和外环空间内的各层反应层均独立控制，通过控制各控制开关的启闭，可以控制不同层的紫外线灯管的照明时间，例如间隔一层开启紫外线灯管，以延长使用寿命。当然，控制不同层的紫外线灯管的工作时间应根据反应器的脱硫脱硝任务进行选择。

由于反应器内具有内环空间和外环空间，因此光触媒反应单元4的布置较为灵活，可根据需要在内环空间和外环空间内设定不同数量的反应层以达到所需的光催化反应面密度。设定内环空间内的反应层为第一反应层，外环空间内的反应层为第二反应层，第一反应层的数量与第二反应层的数量可相同也可不同，各第一反应层与各第二反应层的相对位置可对接也可错开。本实施例中，优选为第一反应层与第二反应层的数量相同且一一对应设置，每个第一反应层与对应的第二反应层位于同一平面内，同平面的第一反应层和第二反应层的各光触媒反应单元4成辐辏式；采取这种结构，内环空间和外环空间内的光催化反应效率基本相同，从而提高烟气的催化反应均匀化程度。另外，所述内环空间或所述外环空间内，沿烟气流通方向，各反应层的光触媒反应单元4的数量依次减少；随着反应的进行，SOx和NOx等有害气体的浓度逐渐降低，因此可逐渐减少光触媒反应单元4的数量，以提高催化剂利用效率、有效节约设备投资。每层的光触媒反应单元4的数量设计也具有灵活性，如采取如下结构：每层所述第一反应层的各所述光触媒反应单元4与对应的所述第二反应层的各所述光触媒反应单元4数量相同且一一对应连接；或者，每层第一反应层的光触媒反应单元4少于相邻的第二反应层的光触媒反应单元4，即同平面内的第一反应层的光触媒反应单元4的数量小于第二反应层的光触媒反应单元4的数量。如果内环空间和外环空间采用相同层数的反应层、各反应层的光触媒反应单元4的数量相同，则会形成内环空间内流体阻力大、外环空间内流体阻力小的情况；设置同平面内的第一反应层的光触媒反应单元4的数量小于第二反应层的光触媒反应单元4的数量可解决内环空间和外环空间内的流体阻力差异的问题。因此，本实施例提供的光触媒反应器具有光催化反应面密度调节功能。

如图2-图4为三种不同的光触媒反应单元4的布置方式。图2中，第一反应层的各光触媒反应单元4与第二反应层的各光触媒反应单元4的数量相同，且一一对应连接，呈均匀辐辏式结构；这种布置方式，内环空间内流体阻力大，烟气与催化剂接触面大；外环空间内流体阻力小，烟气与催化剂接触面小，因此外环空间内的光催化效率较内环空间小，烟气的光催化反应均匀性差。图3中，第一反应层的各光触媒反应单元4数量小于第二反应层的各光触媒反应单元4的数量，烟气的光催化反应均匀性较好。图4为单环辐辏式布置方式，其存在沿壳体1径向流场分布不均的问题，烟气的光催化反应均匀性差。

如图1，作为本实施例的一种优选结构，所述内环空间或所述外环空间内，相邻两层所述反应层中，其中一层所述反应层的各所述光触媒反应单元4在另一层所述反应层所在平面上的投影分别位于另一层所述反应层的其中相邻两个所述光触媒反应单元4之间。即相邻两侧反应层的各光触媒反应单元4呈交错角布置，可以进一步促进形成烟气紊流，增加烟气与催化剂的接触几率和接触时间，同时有效冲刷掉接触面上的残留物。交错角的大小根据需要达到的紊流效果设计，本实施例中，交错角为11.25°。

如图5，本实施例还提供一种光触媒反应塔7，其包括塔体，所述塔体内自上而下依次布置有除雾器701、氨水喷淋机构703、光触媒反应器704和收集池705，所述光触媒反应器704采用如上所述的光触媒反应器704，所述第一烟气入口设于所述光触媒反应器704的底部，所述第一烟气出口设于所述光触媒反应器704的顶部，所述塔体上开设有第二烟气入口，所述第二烟气入口位于所述第一烟气入口与所述收集池705之间，所述塔体顶部设有第二烟气出口。其中，所述氨水喷淋机构703包括环设于所述塔体内的多根氨水喷淋管，所述氨水喷淋管上设有多个喷嘴，该喷嘴为雾化喷嘴，雾化的氨水在塔内分别更为均匀，多根氨水喷淋管的喷淋面积应保证能够完全覆盖塔体的横截面。光触媒反应器704嵌装于所述塔体内，其底部和顶部均与塔体内空间开放连通，光触媒反应器704顶部的第一烟气出口也作为其氨水入口。烟气自第二烟气入口进入，从第一烟气入口进入光触媒反应器704内，氨水从第一烟气出口进入光触媒反应器704内，在光触媒反应器704内进行气固液三相反应：烟气中的SO₂经光催化氧化后生成三氧化硫，一氧化氮经光催化氧化为二氧化氮，该部分二氧化氮与烟气中原有的二氧化氮一起经光催化氧化为硝酸。三氧化硫随烟气上升过程中与喷洒的氨水接触，产生硫酸铵；氨水继续下降过程中经过光触媒反应器704时，与生成的硝酸反应生成硝酸铵。生成的硝酸铵和硫酸铵降至光触媒反应塔7底部被收集池705收集；收集池705内设有搅拌器706，在搅拌器706的作用下，充分混合，未完全反应部分充分反应。经光催化反应后的烟气从第二烟气出口排出光触媒反应塔7外。在除雾器701与氨水喷淋机构703之间可设置冲洗水喷淋机构702，可冲洗掉附着于光触媒反应单元4表面的反应产物，保证光触媒反应器704的正常工作；该冲洗水喷淋机构702包括环设于所述塔体内的多根冲洗水喷淋管，所述冲洗水喷淋管上设有多个雾化喷嘴；该氨水喷淋机构703连接有向其供水的冲洗水供应机构。

氨水喷淋机构703连接有向其供应氨水的氨水供应机构，所述氨水供应机构包括氨水调节池711和输送泵712，所述氨水调节池711连接有氨水源，所述氨水调节池711通过氨水管路713与所述氨水喷淋机构703连通，所述输送泵712设于所述氨水管路713上。氨水管路713上可设置一个或多个阀门，以控制流量。另外，所述氨水供应机构还包括脱水沉淀池709，所述脱水沉淀池709设有混合液入口和稀溶液出口，所述混合液入口通过混合液管路707与所述收集池705连通，所述稀溶液出口通过液体管路710与所述氨水管路713连通。在收集池705内反应完全后的混合液经循环泵708抽至脱水沉淀池709，脱水沉淀池709上部的稀溶液可提取，从稀溶液出口经液体管路710和氨水管路713进入氨水喷淋机构703继续参与反应。所述的液体管路710与氨水管路713的连接点位于输送泵712与氨水调节池711之间，从而输送泵712提供抽取稀溶液的动力；液体管路710上也可相应设置控制阀，通过控制该液体管路710和氨水管路713上的阀门的启闭错开，实现输送泵712抽取稀溶液和抽取氨水调节池711内的氨水的切换。脱水沉淀池709内的其他部分经蒸发沉淀后得到固态硫酸铵和硝酸铵，这种副产物易于处理，可作为化肥使用，从而带来直接经济效益。

优选地，在收集池705内设有液位检测元件，混合液管路707上设有控制阀，所述控制阀为电动阀或气动阀；所述反应塔还包括中央控制器，所述液位检测元件与所述中央控制器的输入端电性连接，所述控制阀与所述中央控制器的输出端电性连接。即通过自动控制系统，根据收集池705内的混合液高度控制混合液管路707上的控制阀的启闭，从而定期或不定期将收集池705内的混合液运送至脱水沉淀池709内。该中央控制器也可与氨水管路713以及液体管路710等上的相应阀门电性连接，实现脱硫塔工作的自动化控制。所述的自动控制系统采用现有的自动化控制方法，无需另外编程。

如图5，本实施例还提供一种烟气净化系统，包括通过烟气管路依次连通的除尘器、引风机、光触媒反应塔7和烟囱，所述光触媒反应塔7为如上所述的光触媒反应塔。锅炉等产生的烟气经除尘器除尘后通过引风机导入光触媒反应塔7内进行脱硫脱硝反应，从光触媒反应塔7的第二烟气出口出来的烟气可进入到烟囱进行排放。

本发明实施例具有以下有益效果：光触媒反应单元4沿径向布置，即烟气对反应单元为横向冲刷，流体边界层薄且存在由于边界层分离而产生的漩涡，增加了流体的扰动，因此增加了烟气中的SOx和NOx与催化剂接触的几率及接触时间，有效提高催化反应效率。反应器内通过环形隔板2形成内外环两层空间，方便光触媒反应单元4的布置，提高对光触媒反应单元4的支撑强度。对于光触媒反应单元4沿径向布置的结构，如果只采用单环的空间，则沿径向方向必然存在距中心越远，接触面分布密度越小的缺点。接触面分布不均，会引起反应器不同位置流动阻力分布不均匀，流体阻力分布不均则会导致各部位流速分布不均匀；在流速低的地方催化效率低，而且易沉积灰尘、渣滓等，在流速高的地方则有可能出现超过设计流速、增大磨损速度等问题。因此，设置成内外环两层空间，烟气流在内环空间和外环空间内形成两个流场，可以调节内环空间与外环空间两部分的光催化反应面的布置密度，使得反应器内不同位置处的流体阻力分布均匀，从而不同位置处的流速分布均匀，烟气与光催化剂的接触更为均匀，可有效提高烟气的光催化效率和反应的均匀化程度，因此该光触媒反应器、包括该光触媒反应器的光触媒反应塔7以及烟气净化系统的光催化反应效果较好。

本发明实施例的进一步有益效果是：内环空间和外环空间内，不同的反应层之间的光触媒反应单元4布置存在一定的交错角，可以进一步促进形成烟气紊流，增加烟气与催化剂的接触几率和接触时间，同时有效冲刷掉接触面上的残留物。

本发明实施例还具有以下有益效果：通过将光触媒反应器704设置于光触媒反应塔7内，在反应器内同时进行气固液三相反应，经光触媒反应器704催化后产生的三氧化硫和二氧化氮等在脱硫塔内即可被氨水补集而被出去，可有效缩短烟气净化时间，有效提高脱硫脱硝效率。而且附着于光触媒反应器704上的光催化产物也可与氨水接触而被除去，因此脱硫脱硝效果明显得到提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光触媒反应器，其特征在于：包括由内至外依次同轴设置的支撑柱、环形隔板和壳体，所述环形隔板将所述支撑柱与所述壳体之间的空间分隔成内环空间和外环空间；所述壳体一端设有第一烟气入口，另一端设有第一烟气出口；所述内环空间和所述外环空间内沿烟气流通方向均设有多层反应层，每层所述反应层由环形布置的多个光触媒反应单元组成，各所述光触媒反应单元均垂直于烟气流通方向设置；

所述内环空间或所述外环空间内，沿烟气流通方向，各所述反应层的光触媒反应单元的数量依次减少；

所述内环空间内的所述反应层为第一反应层，所述外环空间内的所述反应层为第二反应层，所述第一反应层与所述第二反应层的数量相同且一一对应设置，每个所述第一反应层与对应的所述第二反应层位于同一平面内。

2.根据权利要求1所述的光触媒反应器，其特征在于：所述内环空间或所述外环空间内，相邻两层所述反应层中，其中一层所述反应层的各所述光触媒反应单元在另一层所述反应层所在平面上的投影分别位于另一层所述反应层的其中相邻两个所述光触媒反应单元之间。

3.根据权利要求1所述的光触媒反应器，其特征在于：每层所述第一反应层的所述光触媒反应单元少于对应的所述第二反应层的所述光触媒反应单元。

4.根据权利要求1所述的光触媒反应器，其特征在于：每层所述第一反应层的所述光触媒反应单元与对应的所述第二反应层的所述光触媒反应单元数量相同且一一对应连接。

5.根据权利要求1所述的光触媒反应器，其特征在于：所述光触媒反应单元包括紫外线光源管和涂布于所述紫外线光源管表面的光触媒层，所述紫外线光源管连接有电源，所述紫外线光源管垂直于烟气流通方向，其一端固定于所述环形隔板上，另一端固定于所述壳体上或所述支撑柱上。

6.根据权利要求5所述的光触媒反应器，其特征在于：每层所述反应层的各所述光触媒反应单元通过同一供电单元供电，各所述供电单元分别通过供电线路与所述电源连接，各所述供电线路上均设有控制开关。

7.一种光触媒反应塔，其特征在于：包括塔体，所述塔体内自上而下依次布置有除雾器、氨水喷淋机构、光触媒反应器和收集池，所述光触媒反应器为如权利要求1至6中任一项所述的光触媒反应器，所述第一烟气入口设于所述光触媒反应器的底部，所述第一烟气出口设于所述光触媒反应器的顶部，所述塔体上开设有第二烟气入口，所述第二烟气入口位于所述第一烟气入口与所述收集池之间，所述塔体顶部设有第二烟气出口。

8.一种烟气净化系统，其特征在于：包括通过烟气管路依次连通的除尘器、引风机、光触媒反应塔和烟囱，所述光触媒反应塔为如权利要求7所述的光触媒反应塔。