CN108212028A - 一种新型的光催化还原co2装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的光催化还原CO2装置，包括氙灯、反光板、泄气阀、进气口、温度探头、温度传感器、催化剂支撑板、进水口、支脚、液体回收口、石英玻璃观察窗口、出气口、冷凝装置、气相色谱仪、压力控制器、压力表、出水口、安全阀、石英玻璃盖、炉体。与专利号201710916635.X和201620778801.5光催化还原CO2装置相比，环节较少，操作简单，且更适合投入工业中大面积生产，甲醇是极为重要的工业原料且需求量较大，因此将CO2转化为甲醇等可以降低工厂的工业成本，具有很大的收益。
Description
技术领域
本发明涉及一种新兴的光催化技术，更具体地说，尤其涉及一种光催化还原CO2制CO、甲醇、甲酸等有机物装置即一种新型的光催化还原CO2装置。
背景技术
一般而言，现在的工业生产过程中，制甲醇的方法是利用合成气聚合制取，合成的来源是煤、焦炭和天然气，煤、焦炭和天然气均是不可再生资源，这种工业制法与当今环保节能的理念不相符，而且它具有工艺复杂、耗能严重、产物不纯等缺点。
本发明就是在解决以上问题的基础上而设计出来的。利用新型光催化还原CO2制甲醇法制甲醇，和传统的工业制甲醇法相比，新型光催化还原CO2制甲醇法更符合现今的发展趋势。与专利号201710916635.X和201620778801.5光催化还原CO2装置相比，环节较少，操作简单，且更适合投入工业中大面积生产，甲醇是极为重要的工业原料且需求量较大，因此将CO2转化为甲醇等可以降低工厂的工业成本，具有很大的收益。
发明内容
本发明的目的在实现工业上用光催化还原CO2制甲醇代替传统的合成气聚合制取甲醇的方法，大大降低制取甲醇的成本，无环境污染，符合今日的环保节能理念，能大面积投入工业生产，增加很大的收益。
本发明的技术方案是这样实现的：一种新型的光催化还原CO2装置，包括氙灯、反光板、泄气阀、进气口、温度探头、温度传感器、催化剂支撑板、进水口、支脚、液体回收口、石英玻璃观察窗口、出气口、冷凝装置、气相色谱仪、压力控制器、压力表、出水口、安全阀、石英玻璃盖、炉体。所述氙灯在石英玻璃盖的上方，所需反光板在氙灯和石英玻璃盖的中间，所述石英玻璃盖边缘1/6处设置安全阀，对向边缘处设置泄气阀，下端设置支脚且连接紧密，所述支柱之间设有液体回收口，所述炉体外端面设置有温度传感器、压力表、压力控制器、石英玻璃观察窗口，所述压力表和压力控制器左右相邻，石英玻璃观察窗口位于压力表和压力控制器的下端，所述温度传感器位于炉体的一侧，两个温度探头一个在炉体内两一个在炉体的冷凝回流水中，所述催化剂支撑板分布在炉体内部，所述进气口和出气口分别设置在炉体右上端和左下端，所述进水口和出水口设置在炉体右下端和左上端，所述出气口接通冷凝装置，所述冷凝装置的进出气口处各有一气相色谱仪。
优选的，所述氙灯1000～2000W，距石英玻璃盖0.6～1m。
优选的，所述石英玻璃盖和石英玻璃观察窗口均由透明耐高温石英制成。
优选的，所述两个温度探头上所测量温度均显示在温度传感器上。
优选的，所述催化剂支撑板厚度为10mm，上下表面为圆形的部分，表面略粗糙，以便固定固体催化剂，且支撑板可拆卸，另支撑板略向下倾斜5°。
优选的，所述装置炉体的容积设置为4m3。
优选的，所述出气口冷凝装置配有两个气相色谱仪。
本发明采用上述结构后，这种新型的光催化还原CO2装置的氙灯为1000～2000W，以便提供足够的光源，应距石英玻璃盖0.6～1m，以便石英玻璃盖的旋转，所述石英玻璃盖和石英玻璃观察窗口均由透明耐高温石英制成，一则是透光二则是不受高温破坏，所述两个温度探头上所测量温度均显示在温度传感器上，可根据炉内温度和炉内冷凝水温度调节冷凝水的流速，所述催化剂支撑板厚度为10mm，上下表面为圆形的部分，表面略粗糙，以便固定固体催化剂，且支撑板可拆卸，另支撑板略向下倾斜5°，此种设计既可增大CO2与催化剂的接触面积，还可有利于CO2气体的流动，所述装置炉体的容积设置为4m3，所述出气口冷凝装置配有两个气相色谱仪，用以分析气体成分，即时控制反应压力和温度，以便得到目标产物，本发明使用寿命长，适合投入工业大面积使用。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明提出的一种新型的光催化还原CO2装置的结构示意图。
图中：1-氙灯、2-反光板、3-泄气阀、4-进气口、5-温度探头、6-温度传感器、7-催化剂支撑板、8-进水口、9-支脚、10-液体回收口、11-石英玻璃观察窗口、12-出气口、13-冷凝装置、14-气相色谱仪、15-压力控制器、16-压力表、17-出水口、18-安全阀、19-石英玻璃盖、20-炉体。
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。
参照图1，一种新型的光催化还原CO2装置，包括氙灯1、反光板2、泄气阀3、进气口4、温度探头5、温度传感器6、催化剂支撑板7、进水口8、支脚9、液体回收口10、石英玻璃观察窗口11、出气口12、冷凝装置13、气相色谱仪14、压力控制器15、压力表16、出水口17、安全阀18、石英玻璃盖19、炉体20。所述氙灯在石英玻璃盖的上方，所需反光板在氙灯和石英玻璃盖的中间，所述石英玻璃盖18边缘1/6处设置安全阀18，对向边缘处设置泄气阀2，下端设置支脚9且连接紧密，所述支柱之间设有液体回收口10，所述炉体外端面设置有温度传感器6、压力表16、压力控制器15、石英玻璃观察窗口11，所述压力表16和压力控制器15左右相邻，石英玻璃观察窗口11位于压力表16和压力控制器15的下端，所述温度传感器6位于炉体的一侧，两个温度探头5一个在炉体内两一个在炉体的冷凝回流水中，所述催化剂支撑板7分布在炉体20内部，所述进气口4和出气口12分别设置在炉体右上端和左下端，所述进水口8和出水口17设置在炉体右下端和左上端，所述出气口12接通冷凝装置13，所述冷凝装置的进出气口处各有一气相色谱仪14。
作为本发明的技术方案：所述氙灯1为1000～2000W，距石英玻璃盖19为0.6～1m，所述石英玻璃盖19和石英玻璃观察窗口11均由透明耐高温石英制成，所述两个温度探头5上所测量温度均显示在温度传感器6上，所述催化剂支撑板7厚度为10mm，上下表面为圆形的部分，表面略粗糙，以便固定固体催化剂，且支撑板可拆卸，另支撑板略向下倾斜5°，所述装置炉体20的容积设置为4m3，所述出气口冷凝装置13配有两个气相色谱仪14。
操作过程：该装置在使用前需要检查气密性，在安全的情况下，通入一定浓度的CO2气体，在光照条件下CO2气体与催化剂支撑板上的催化剂发生反应，生成目标产物。反应过程中压力由压力控制器控制，温度可以通过调节冷凝水的流速来实现，出气口的气体经过冷凝装置时，气体经过气相色谱仪，用以分析气体成分，以便分析出冷凝的产物，调节好所有温度、压力后，就可以正式生产，收集目标产物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型的光催化还原CO2装置，包括氙灯(1)、反光板(2)、泄气阀(3)、进气口(4)、温度探头(5)、温度传感器(6)、催化剂支撑板(7)、进水口(8)、支脚(9)、液体回收口(10)、石英玻璃观察窗口(11)、出气口(12)、冷凝装置(13)、气相色谱仪(14)、压力控制器(15)、压力表(16)、出水口(17)、安全阀(18)、石英玻璃盖(19)、炉体(20)。
2.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：所述所述氙灯(1)为1000～2000W，距石英玻璃盖(19)为0.6～1m。
3.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：石英玻璃盖(19)和石英玻璃观察窗口(11)均由透明耐高温石英制成。
4.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：两个温度探头(5)上所测量温度均显示在温度传感器(6)上。
5.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：所述催化剂支撑板(7)厚度为10mm，上下表面为圆形的部分，表面略粗糙。
6.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：装置炉体(20)的容积设置为4m3。
7.根据权利要求1所述的一种新型的光催化还原CO2装置，其特征在于：出气口冷凝装置(13)配有两个气相色谱仪(14)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180629 |