CN209752876U - 一种光催化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光催化反应器，包括壳体，壳体内设有外挡板和内挡板，所述的外挡板和内挡板上均嵌入光源；内档板内部、内档板与外档板之间以及外档板与壳体之间均填充催化剂；所述内挡板上部设有溢流孔，所述外档板下部与反应器底部留有空隙。本实用新型提供的光催化反应器，结构简单，光源布置合理，有效增加了催化剂对紫外光的接触面积，提高了光催化效率，且光源更换以及催化剂填充简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及光催化领域，具体涉及一种光催化反应器。
背景技术
由水污染引起的水资源短缺是世界各国目前急需解决的问题之一。微污染水体中污染物成分复杂，且含量较低，且部分污染毒性较强，是水处理领域的一个挑战，引起社会的广泛关注。
光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有氧化还原能力而净化污染物，特别适用于其他传统水处理技术难以解决的微污染水体治理，因此被认为是一种极具前途的水处理新型技术。
二氧化钛(TiO2)是一种常用的光催化剂，可以在日光或灯光中的紫外线的作用下激活并生成具有高催化活性的游离基，产生强光氧化还原能力，可催化、光解多种污染物。
目前现有的光催化装置的光源通常采用汞灯、氘灯等，体积相对较大，一般布置在反应器顶部，导致光催化剂对紫外光的接触面积较小，且光强分布不均匀，使得光催化反应的效率大大降低。
公开号为CN 203754462U的专利说明书公开了一种多层填充式光催化反应器，包括一端敞口的外筒体，外筒体的敞口端设有盖板，外筒体内设有敞口端与盖板连接的内筒体，内筒体内设有与盖板连接的管体，管体内设有发光源，盖板上设有与管体内部连通的电源线穿设口以及分别与内筒体和外筒体连通的水样进口和水样出口，内筒体上部设有溢流孔。外筒体和内筒体内填充的光反应催化剂采用光催化剂和玻璃纤维等载体材料的混合物。该实用新型的反应器将光源和光催化剂布置在反应器内，提高了光催化剂对紫外光的接触面积。然而，该实用新型的反应器对光的利用效率仍有提升空间。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本实用新型提供了一种光催化反应器，有效增加了催化剂对紫外光的接触面积，提高了光催化效率，且光源更换以及催化剂填充简便。
一种光催化反应器，包括壳体，壳体内设有外挡板和内挡板，所述的外挡板和内挡板上均嵌入光源；内档板内部、内档板与外档板之间以及外档板与壳体之间均填充催化剂；所述内挡板上部设有溢流孔，所述外档板下部与反应器底部留有空隙。
所述的内挡板内部为内层反应区。
所述的内档板与外档板之间为中间反应区。
所述的外档板与壳体之间为外层反应区。
所述的光源为紫外光源。紫外光源具有最佳的光催化效果。
所述的壳体、外挡板和内挡板均为圆柱状。圆柱体内液体流动时器壁压力均匀，不存在流动死角，利于污染物充分降解。
所述的外挡板和内挡板均为石英玻璃材质，透光性能良好，耐腐蚀。
所述的外挡板和内挡板均为双层挡板，为光源嵌入提供足够的空间，实现光源的合理布置，增加催化剂和光的接触面积，有效提高光利用率。
所述的双层挡板的侧边及底部密封，顶端敞口，便于光源的检修和更换。
所述的双层挡板内安装LED紫外灯珠条带。LED紫外灯珠条带高效节能，可降低处理成本。
所述的LED紫外灯珠条带至少2层，以保证光源能朝向两侧，且每一侧有足够的光强。
所述的LED紫外灯珠条带对称安装，光源分别朝向两侧的催化剂，以便充分利用光源，增大催化剂和光的接触面积，提高光催化效率。
所述的催化剂负载有纳米TiO2。纳米TiO2是一种高效廉价的光催化剂，稳定性好，获取容易。
所述的反应器顶部由可拆卸的盖子密封，便于光源和催化剂的更换，反应器清洗。
所述的反应器的壳体底部中心处设有进液口，壳体上部设有出液口，延长液体在反应器中的停留时间，使液体与催化剂充分接触，提高污染物净化效果。
所述的进液口和出液口分别设有旋钮开关阀，可根据实际处理情况调控进出液的流速，实现最佳的污染物净化效果。
所述内挡板上部的溢流孔的数量为4～12个，溢流孔直径与反应器高度之比为1：(15～30)。
所述的外挡板下部与反应器底部之间留有的空隙高度与反应器高度之比为1：(10～15)。
光催化反应器的工作流程如下：含有污染物的待处理液体首先通过进液口进入内层反应区，然后通过内挡板上的溢流孔进入中间反应区，接着通过外挡板下部和反应器底部之间的空隙进入外层反应区，最后通过出液口流出反应器。在嵌在内外挡板内的光源照射下，内层反应区、中间反应区和外层反应区内的液体中的污染物在填充的催化剂表面进行光催化降解，实现污染物净化的目的。
本实用新型与现有技术相比，主要优点包括：
(1)结构简单，光源布置合理，有效提高了光利用率，提高光催化活性。
(2)LED紫外灯珠条带高效节能，降低了成本。
(3)光源与催化剂的更换简便快捷，反应器易于拆卸清洗。
附图说明
图1为实施例1的光催化反应器的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为实施例1的光催化反应器的内层双层挡板的结构示意图；
图4为实施例1的光催化反应器的外层双层挡板的结构示意图；
图中：11-壳体；12-外层反应区；13-外层双层挡板；14-外层紫外光源；15-中间反应区；16-内层双层挡板；17-内层紫外光源；18-内层反应区；19-中心顶盖；20-中间环形顶盖；21-外层环形顶盖；22-溢流孔；23-进液口；24-出液口。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，本实用新型的实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
如图1～4所示的光催化反应器，包括圆柱状的壳体11，壳体内设有石英玻璃材质的圆柱状外层双层挡板13和内层双层挡板16。光催化反应器的内部空间被外层双层挡板13和内层双层挡板16分隔为由内向外的内层反应区18、中间反应区15和外层反应区12。内层反应区18、中间反应区15和外层反应区12均填充负载型纳米TiO2光催化剂。
光催化反应器顶部由可拆卸的顶盖密封，内层反应区18、中间反应区15和外层反应区12分别对应中心顶盖19、中间环形顶盖20和外层环形顶盖21，顶盖同时发挥固定挡板的作用。壳体11的底部中心处设有进液口23，壳体11的上部设有出液口24。
如图3所示，内层双层挡板16由两层圆柱状石英玻璃与环形底板密封组成形成中空夹层，上部设有4个溢流孔22，溢流孔22的直径与光催化反应器的高度之比为1:30。内层双层挡板16的顶端敞口，便于安装和拆卸内层紫外光源17。内层双层挡板16的底端与光催化反应器的内低之间垫有皮圈。
如图4所示，外层双层挡板13由两层圆筒状石英玻璃与环形底板密封组成形成中空夹层，高度低于光催化反应器的高度，下部与光催化反应器的底部留有空隙，空隙的高度与光催化反应器的高度之比为1:15。外层双层挡板13的顶端敞口，便于安装和拆卸外层紫外光源14。
内层双层挡板16与外层双层挡板13的夹层各嵌有内层紫外光源17和外层紫外光源14。内层紫外光源17和外层紫外光源14均为朝向两侧光催化剂的2层LED紫外灯珠条带。
该光催化反应器的工作流程如下：含有污染物的待处理液体首先通过进液口23进入内层反应区18，然后通过内层双层挡板16上的溢流孔22进入中间反应区15，接着通过外层双层挡板13下部和反应器底部之间的空隙进入外层反应区12，最后通过出液口24流出反应器。在嵌在内外层双层挡板内的LED紫外灯珠条带照射下，内层反应区18、中间反应区15和外层反应区12内的液体中的污染物在填充的负载型纳米TiO2光催化剂表面进行光催化降解，实现污染物净化的目的。
本实用新型提供的光催化反应器，结构简单，光源布置合理，有效增加了催化剂对紫外光的接触面积，提高了光催化效率，且光源更换以及催化剂填充简便。
此外应理解，在阅读了本实用新型的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种光催化反应器，包括壳体，壳体内设有外挡板和内挡板，其特征在于，所述的外挡板和内挡板上均嵌入光源；内档板内部、内档板与外档板之间以及外档板与壳体之间均填充催化剂；所述内挡板上部设有溢流孔，所述外档板下部与反应器底部留有空隙；
所述的外挡板和内挡板均为双层挡板，所述的双层挡板的侧边及底部密封，顶端敞口，所述的双层挡板内安装LED紫外灯珠条带，所述的LED紫外灯珠条带至少2层，对称安装，光源分别朝向两侧的催化剂。
2.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述的壳体、外挡板和内挡板均为圆柱状。
3.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述的外挡板和内挡板均为石英玻璃材质。
4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的光催化反应器，其特征在于，所述的催化剂负载有纳米TiO2。
Priority Applications (1)
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| CN201822011436.7U CN209752876U (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 一种光催化反应器 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112427002A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-03-02 | 贵州锦江生物能源科技有限公司 | 一种用于生物柴油塔式超细化接触反应装置 |
| CN114849618A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-05 | 曦赜生物科技(重庆)有限公司 | 一种光催化反应器 |
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