[发明专利]透明套管式光热反应器

说明书

本发明公开了一种透明套管式光热反应器，包括：箱体；设置于箱体内部的透明套管；位于透明套管两侧，且固定于箱体内壁上的灯管；透明套管包括外管和内管；其中外管具有顶部开口，以及设置于侧壁上的进气口；封堵外管顶部开口的封塞；设置于外管内部，并且与封塞底部螺纹连接的内管；封塞上设置有与内管相通的出气口；内管呈阶梯状，两端均具有开口；且内管底部管径小于顶部管径；位于内管内部的筛网，以及依次位于筛网顶端的石英棉层一、催化剂样品、石英棉层二。本发明充分考虑催化剂的更换问题，采用透明套管结构，密封性好，拆卸方便，并且便于清洗，而且应用范围广。

技术领域

本发明涉及催化剂反应性能测试技术领域，更具体的说是涉及一种透明套管式光热反应器。

背景技术

光热反应过程是将光和热两者结合起来，在一定的反应温度，在光的辅助作用下，催化剂的反应性能一般远高于单一的光催化和热催化活性。因此要达到相同的反应活性，在光的参与作用下，可明显地降低反应的温度，同时可提高反应的选择性。反过来说，热源的存在可以减低所需光源的能量，即在一定温度下，使得原本需要在很高能量的光源作用的反应可以在常用的白色光(390～780nm)和紫外光源(254nm)完成。现有技术中公开了在一定温度实现催化剂光反应过程的进行，而显然该反应过程为积分过程。固定床反应器作为一种微分反应装置，充分发挥了光和热的协同作用，在催化剂反应性能测试方面具有广泛的应用。

现有的固定床反应器尚存在诸多问题，如光源选择性少，密封效果差，无控温或控温精度低等，为了充分利用光源，反应器壁一般采用透明材料，如玻璃石英等，虽然考虑到了光照因素，但是易受外部自然光影响，而造成催化剂反应性能测试存在误差，失去光热反应测试的意义；或采用密封箱体遮盖，无法实时观察催化剂样品颜色变化。并且现有光热催化反应器结构单一，未考虑催化剂的分离与回收问题，使得催化剂的更换十分麻烦，不便于实验操作，大大地限制了其应用。

因此，如何提供一种便于更换内部催化剂，操作方便的透明套管结构的光热反应器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种透明套管式光热反应器，本发明充分考虑催化剂的更换问题，采用透明套管结构，密封性好，拆卸方便，并且便于清洗，而且应用范围广。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种透明套管式光热反应器，包括：箱体；设置于所述箱体内部的透明套管；位于所述透明套管两侧，且固定于所述箱体内壁上的灯管；

所述透明套管包括外管和内管；其中所述外管具有顶部开口；并且所述外管顶部开口封堵有封塞；设置于所述外管侧壁上的进气口；位于所述外管内部，并且与所述封塞底部螺纹连接的所述内管；所述封塞上设置有与所述内管相通的出气口；所述内管呈阶梯状，且底部具有开口；其中所述内管底部管径小于顶部管径；位于所述内管内部的筛网，以及依次位于所述筛网顶端的石英棉层一、催化剂样品、石英棉层二；依次穿过所述外管、所述内管，并插入所述催化剂样品中的热电偶；所述热电偶外部套设有热电偶套管；所述内管底部外侧设置有电热丝；固定于所述箱体内底面，且与所述外管底端密封连接的陶瓷接头；所述陶瓷接头与所述电热丝相连接；

所述透明套管式光热反应器通过所述电热丝对所述催化剂样品进行加热；待测试气体通过所述进气口进入所述外管；所述电热丝对待测气体进行预加热；预加热后的待测气体经所述内管底部开口进入所述内管内部；依次流经所述筛网、所述石英棉层一，并与所述催化剂样品反应；反应后的气体经过所述石英棉层二之后从位于所述内管顶部的所述出气口排出；反应完成后，首先将所述热电偶套管从所述外管外部抽出，然后通过向上拔出与所述内管螺纹连接的所述封塞将所述内管取出，并完成所述催化剂样品的更换。