CN109966999A - 一种光热催化降解废弃制冷剂的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,涉及废弃制冷剂处理技术领域,包括:槽式聚光器和管式反应器;槽式聚光器用于固定设置于工作台上,用于为管式反应器收集太阳光的光能和热能,管式反应器固定设置于槽式聚光器内部,管式反应器包括反应管和催化床,反应管的一端为进气口,用于与通入废弃制冷剂混合气体,反应管的另一端为出气口,用于排出反应后的气体,反应管内部固定设置有多层催化床,催化床用于填充催化剂,克服了现有的液体喷射焚烧法降解废弃制冷剂能耗高,以及现有的光催化方法无法快速高效处理大流量、高浓度的废弃制冷剂的缺陷,能够高效快速处理大流量、高浓度的废弃制冷剂,且处理过程所需的能耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及废弃制冷剂处理技术领域,特别是涉及一种光热催化降解废弃制冷剂的设备。
背景技术
随着人们对臭氧层破坏问题和温室效应问题等环境问题的日益重视,则与之密切相关的处理废弃制冷剂的环保要求也日益提高。
目前对于废弃制冷剂的处理技术主要包括液体喷射焚烧法、转炉焚烧法、等离子分解法及超临界水分解法等,这些处理技术的反应温度基本都高于1000℃,均属于高耗能工艺,处理成本普遍较高。光催化方法也是目前处理制冷剂常用的技术之一,利用光催化剂降低反应能量壁垒,使用太阳光或者人工光源实现有机废弃制冷剂的低温降解。但是,对于流量大、浓度高的废弃制冷剂的处理,低温条件下的光催化方法很难实现快速高效的处理,上述高耗能工艺所需能耗较高,处理成本较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,以解决上述现有技术存在的问题,能够高效快速处理大流量、高浓度的废弃制冷剂,且能耗低、成本低。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供了一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,包括槽式聚光器和管式反应器;所述槽式聚光器用于固定设置于工作台上,用于为所述管式反应器收集太阳光的光能和热能,所述管式反应器固定设置于所述槽式聚光器内部,所述管式反应器包括反应管和催化床,所述反应管的一端为进气口,用于与通入废弃制冷剂混合气体,所述反应管的另一端为出气口,用于排出反应后的气体,所述反应管内部固定设置有多层所述催化床,所述催化床用于填充催化剂,所述催化剂用于催化所述废弃制冷剂发生光热催化降解反应。
优选的,所述反应管内壁设置有防腐蚀涂层,所述防腐蚀涂层用于防止所述反应管被反应产物腐蚀。
优选的,所述光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括石英管,所述石英管固定套设在所述反应管外部,所述石英管的两端分别与所述反应管的两端密封连接,所述石英管的侧壁连接与有一真空发生器连接,所述真空发生器用于将所述石英管与所述反应管之间的环形空间抽真空。
优选的,所述光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括两个法兰接头,一个所述法兰接头固定连接于所述石英管靠近所述进气口的一端,一个所述法兰接头固定连接于所述石英管靠近所述出气口的一端,且两个所述法兰接头与所述石英管的两端均密封连接。
优选的,所述光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括光热传感器,所述光热传感器固定设置于所述石英管的外侧壁上,用于实时监测所述石英管接收的光强度和温度。
优选的,所述光热传感器的数量为多个。
优选的,所述催化剂为表面覆有光热催化剂层的金属量子簇。
优选的,所述管式反应器还包括两根连杆,每根所述连杆的一端均与一个所述法兰接头固定连接,每根所述连杆的另一端均与所述槽式聚光器固定连接。
优选的,所述光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括支架,所述支架的一端固定连接于所述槽式聚光器的底部,所述支架的另一端用于放置于地面。
优选的,所述支架的数量为两个,两个所述支架的一端分别固定连接于所述槽式聚光器底部的两端。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明提供了一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,通过设置槽式聚光器聚集太阳光的光能,为管式反应器提供给定聚光比条件下的光照,并在反应管内设置多层催化床,从而能够高效快速处理大流量、高浓度的废弃制冷剂,且能耗低、成本低。
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他的附图。
图1为本发明提供的光热催化降解废弃制冷剂的设备整体结构示意图;
图2为本发明提供的光热催化降解废弃制冷剂的设备的管式反应器剖视结构图。
其中:1-支架;2-槽式聚光器;3-管式反应器;4-法兰接头;5-太阳光;6-连杆;7-进气口;8-真空发生器;9-环形空间;10-反应管;11-光热传感器;12-石英管;13-选择性涂层;14-防腐蚀涂层;15-催化床;16-出气口。
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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,以解决现有技术存在的问题,能够高效快速处理大流量、高浓度的废弃制冷剂,且处理过程所需的能耗较液体喷射焚烧法、转炉焚烧法、等离子分解法及超临界水分解法所需的能耗低。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1~2所示:本实施例提供了一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,包括槽式聚光器2和管式反应器3;槽式聚光器2用于固定设置于工作台上,用于为管式反应器3收集太阳光5的光能和热能,为管式反应器3内的进行的光热催化反应提供适宜的温度和光照环境,仅利用全光谱太阳能而不额外消耗化石能源的条件下,利用光热催化剂催化废弃制冷剂降解,不仅能够降低能耗,而且能够节约降解废弃制冷剂所需的成本,管式反应器3固定设置于槽式聚光器2内部,管式反应器3包括反应管10和催化床15,反应管10的一端为进气口7,用于与通入废弃制冷剂混合气体,反应管10的另一端为出气口16,用于排出反应后的气体,反应管10内部固定设置有多层催化床15,有利于提高废弃制冷剂进行光热催化反应的效率,催化床15内部用于填充光热催化剂,光热催化剂用于催化废弃制冷剂发生光热催化降解反应。
反应管10内壁设置有防腐蚀涂层14,防腐蚀涂层14用于防止反应管10被光热催化反应的反应产物腐蚀。
光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括石英管12,石英管12固定套设在反应管10外部,石英管12的两端分别与反应管10的两端密封连接,石英管12的侧壁连接与有一真空发生器8连接,真空发生器8用于将石英管12与反应管10之间的环形空间9抽真空,以阻断反应管10与外界环境进行热交换,进而保证光热催化反应的温度环境,石英管12外表面设置有选择性涂层13,选择性涂层13优选为陶瓷涂层,它具有高吸收率和低发射率,从而能够减少对外进行热辐射。
光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括两个法兰接头4,一个法兰接头4固定连接于石英管12靠近进气口7的一端,一个法兰接头4固定连接于石英管12靠近出气口16的一端,且两个法兰接头4与石英管12的两端均密封连接。
光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括光热传感器11,光热传感器11固定设置于石英管12的外侧壁上,用于实时监测石英管12接收的光强度和温度。
光热传感器11的数量为多个。
催化剂为表面覆有光热催化剂层的金属量子簇,金属量子簇填充在催化床15内。
管式反应器3还包括两根连杆6,每根连杆6的一端均与一个法兰接头4固定连接,每根连杆6的另一端均与槽式聚光器2固定连接,以支撑管式换热器。
光热催化降解废弃制冷剂的设备还包括支架1,支架1的一端固定连接于槽式聚光器2的底部,支架1的另一端用于放置于地面。
支架1的数量为两个,两个支架1的一端分别固定连接于槽式聚光器2底部的两端。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:包括槽式聚光器和管式反应器;所述槽式聚光器用于固定设置于工作台上,用于为所述管式反应器收集太阳光的光能和热能,所述管式反应器固定设置于所述槽式聚光器内部,所述管式反应器包括反应管和催化床,所述反应管的一端为进气口,用于与通入废弃制冷剂混合气体,所述反应管的另一端为出气口,用于排出反应后的气体,所述反应管内部固定设置有多层所述催化床,所述催化床用于填充催化剂,所述催化剂用于催化所述废弃制冷剂发生光热催化降解反应。
2.根据权利要求1所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:所述反应管内壁设置有防腐蚀涂层,所述防腐蚀涂层用于防止所述反应管被反应产物腐蚀。
3.根据权利要求1所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:还包括石英管,所述石英管固定套设在所述反应管外部,所述石英管的两端分别与所述反应管的两端密封连接,所述石英管的侧壁连接有一真空发生器,所述真空发生器用于将所述石英管与所述反应管之间的环形空间抽真空。
4.根据权利要求3所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:还包括两个法兰接头,一个所述法兰接头固定连接于所述石英管靠近所述进气口的一端,一个所述法兰接头固定连接于所述石英管靠近所述出气口的一端,且两个所述法兰接头与所述石英管的两端均密封连接。
5.根据权利要求3所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:还包括光热传感器,所述光热传感器固定设置于所述石英管的外侧壁上,用于实时监测所述石英管接收的光强度和温度。
6.根据权利要求5所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:所述光热传感器的数量为多个。
7.根据权利要求1所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:所述催化剂为表面覆有光热催化剂层的金属量子簇。
8.根据权利要求4所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:所述管式反应器还包括两根连杆,每根所述连杆的一端均与一个所述法兰接头固定连接,每根所述连杆的另一端均与所述槽式聚光器固定连接。
9.根据权利要求1所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:还包括支架,所述支架的一端固定连接于所述槽式聚光器的底部,所述支架的另一端用于放置于地面。
10.根据权利要求9所述的光热催化降解废弃制冷剂的设备,其特征在于:所述支架的数量为两个,两个所述支架的一端分别固定连接于所述槽式聚光器底部的两端。
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