CN206735847U - 一种光催化反应器 - Google Patents

Abstract

一种光催化反应器，包括：光电转换装置、LED灯管、光催化反应器本体、催化剂负载球；光电转换装置包括太阳能接收板(光发生器)和光发生器支架和电缆，该光电转换装置通过电缆与光催化反应器本体上的灯管相连；光催化反应器本体包括入水口、出水口、通风口、中心转轴，LED灯管，该光催化反应器本体是一个透明的圆柱形容器，中心轴处安装转轴装置，转轴装置上装有扇形折流板，该扇形折流板上设有大小相同的圆孔；入水口、出水口分别置于反应器本体两端，出水口高于转轴中心，入水口低于转轴中心，该出水口设有铜网，阻止光催化负载球在出水口流出；催化剂负载球为轻质材料制成，催化剂以涂料形式涂附于该负载球；催化剂负载球的直径大于出水口网孔和大于扇形折流板圆孔。光催化反应器本体顶部与进水液面间存在间隙，空气可大面积与液面接触。

Description

一种光催化反应器

技术领域

本实用新型涉及一种光催化反应器，具体涉及一种能回收催化剂和提高光催化效率的光催化反应器。

背景技术

近年来，随着经济的高速发展，染料废水的排放量也不断增加，废水的治理已成为我国环保领域的一个重要课题。染料废水中多含有偶氮性化合物，具有致癌、致畸、致毒的危害，难以生化处理，一般的化学氧化法也难除掉。

光催化氧化技术与传统的染料废水处理技术相比，能够对多种难降解有机污染物进行去除。光催化技术的原理是：当半导体催化剂接受一定能量的光照时，价带中的电子被激发到导带，价带产生空穴。电子和空穴分别具有还原性和氧化性，空穴的氧化性很强，可以与颗粒表面吸附的物质或者溶剂中的电子结合，生成氧化性更强的羟基自由基，自由基使难降解的有机大分子转换为小分子。光催化技术能耗低、操作简便、处理效率高且无二次污染，目前在染料废水降解处理方面得到了广泛的研究。

但是在实验室研究中发现，光催化剂对废水的降解效率受到局限，具体原因为：（1）粉末状催化剂在反应液中呈悬浮状态，难以回收和重复利用，造成二次污染和提高了光催化剂的应用成本。（2）在溶液中进行的反应，光需要穿透一定的液层厚度到达催化剂表面，导致入射光发生大量损耗，催化剂的光利用效率大大降低。

致力于为光催化技术提供一种更为合理的光催化反应装置，改变降低光催化效率的客观条件，研制一种实用型光催化反应器。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种以光电转换装置为全天候供电装置、以光催化负载球为催化剂回收部件、光催化效率高、结构简单、成本低廉的光催化反应器，这种光催化反应器可以用于生产规模的化学反应或染料废水降解处理，也可以小型化，用于实验室的实验研究。

本实用新型提供一种光催化反应器，包括：光电转换装置、LED灯管、光催化反应器本体、催化剂负载球；所述光电转换装置包括太阳能接收板 (光发生器)和光发生器支架和电缆，该光电转换装置通过电缆与光催化反应器本体上的灯管相连；所述光催化反应器本体包括入水口、出水口、通风口、中心转轴，LED灯管，该光催化反应器本体是一个透明的圆柱形容器，中心轴处安装转轴装置，转轴装置上装有扇形折流板，该扇形折流板上设有大小相同的圆孔；所述入水口、出水口分别置于所述反应器本体两端，出水口高于转轴中心，入水口低于转轴中心，该出水口设有铜网，阻止光催化负载球在出水口流出；所述催化剂负载球为轻质材料制成，催化剂以涂料形式涂附于该负载球；所述催化剂负载球的大小小于出水口网孔和小于扇形折流板圆孔；所述光催化反应器本体顶部与进水液面间存在间隙，使空气更大面积与液面接触。

本实用新型的有益效果体现在：所述光电转换装置白天存储自然光，晚上进行光电转换，为LED灯管供电发光，实现光催化反应器全天候反应，提高光催化反应效率。

本实用新型的有益效果体现在：所述扇形折流板随转轴装置同轴转动，液体呈现湍流状态，增加传质；折流板阻碍水流流速，延长水力停留时间。

本实用新型的有益效果体现在：所述光催化负载球漂浮于进水液面表面，充分接触太阳光照，避免因液膜厚度引起光催化效率的降低；在转轴的带动下可进入溶液反应，与反应溶液主体全面接触，增强光催化效率。

本实用新型的有益效果体现在：实验完成后对所述负载球进行回收或二次利用，实现对光催化剂的回收和重复利用，节约资源能源。

本实用新型的有益效果体现在：所述光催化负载球可依据降解效果不同，选择涂附不同的光催化剂。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明：

如图1所示光催化反应器，包括：光电转换装置（9），所述光电转换装置包括太阳能接收板 (光发生器)和光发生器支架和电缆（11），该光电转换装置通过电缆（11）与光催化反应器本体上的灯管（8）相连；所述光催化反应器本体（1）包括入水口（5）、出水口（4）、通风口（2）、中心转轴（3），LED灯管（8），该光催化反应器本体是一个透明的圆柱形容器，中心轴处安装转轴装置（3），转轴装置上装有扇形折流板（6），该扇形折流板上设有大小相同的圆孔；所述入水口（5）、出水口（4）分别置于所述反应器本体两端，出水口（4）高于转轴中心，入水口（5）低于转轴中心，该出水口设有铜网，阻止光催化负载球在出水口流出；所述催化剂负载球（7）为轻质材料制成，催化剂以涂料形式涂附于该负载球；所述催化剂负载球（7）的直径大于出水口网孔和大于扇形折流板圆孔；所述光催化反应器本体顶部与进水液面（10）间存在间隙，使空气更大面积与液面接触。

实验开始前在反应器本体（1）中加入催化剂负载球（7），先堵住出水口（4），当进水口（5）进水高度至中心转轴（3）时，打开转轴转动装置，继续进水至液面高度（10）在出水口（4）以上，光催化反应器本体（1）顶部以下时，打开出水口（4），液体以一定的流速流出；白天时，光催化反应器利用太阳光进行光催化反应，光电转换装置（9）储存太阳能；夜晚，通过LED灯管（8）发光提供可见光。实验完成后，停止转轴转动，旋转所述光催化反应器本体（1）圆筒，使液体全部流出。

凡在本说明书中未做特别说明的均为现有技术，且本实用新型中所述具体实施例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (10)

1.一种光催化反应器，其特征在于：包括反应器本体(1)，所述的反应器本体(1)包括通风口(2)和进水口(5)和出水口(4)，所述反应器本体(1)轴中心装有转轴装置(3)，转轴装置(3)上设置扇形折流板(6)，所述反应器本体(1)底部设置LED灯管(8)。

2.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的出水口(4)上设有网格大小合适的铜网。

3.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述扇形折流板(6)的扇面上分布间距和大小合适的圆孔。

4.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的进水液面(10)的高度高于出水口(4)，所述进水液面与反应器本体(1)顶部之间留有间隙。

5.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述LED灯管(8)通过电缆(11)与光电转换装置(9)连接。

6.根据权利要求1或4所述的光催化反应器，其特征在于：所述进水液面(10)中浮有催化剂载体球(7)，所述催化剂载体球(7)材料为普通塑料，催化剂以涂料涂抹方式固定于所述催化剂载体球(7)。

7.根据权利要求6所述的光催化反应器，其特征在于：所述催化剂载体球(7)直径大于出水口(4)网孔直径；所述催化剂载体球(7)直径大于扇形折流板(6)圆孔直径。

8.根据权利要求1所述光催化反应器，其特征在于：所述光催化反应器本体(1)为横向圆柱形，通风口(2)设于光催化反应器本体顶部。

9.根据根据权利要求1或3所述光催化反应器，其特征在于：所述扇形折流板(6)随转轴装置(3)同轴转动。

10.根据根据权利要求1所述光催化反应器，其特征在于：进水口(5)设于转轴装置(3)下方；出水口(4)设于转轴装置(3)上方。