[实用新型]一种返流式气固反应器

说明书

本实用新型涉及一种返流式气固反应器，其特征在于：包括釜体(15)和釜盖(14)，所述釜盖(14)上设有视镜(12)、进气口(11)和出气口(13)，所述釜体(15)内设有返流室(9)，所述返流室(9)上方设有烧结滤芯(2)；所述进气口(11)上设有导气管(10)，所述导气管(10)与烧结滤芯(2)连接，使气体通过导气管(10)进入返流室(9)内。本实用新型提供的一种返流式气固反应器，采用返流式设计；光照面积大、气阻小、气流均匀、温度梯度小、催化剂利用率高、产物气与原料气分离、耐高温、耐高压、耐腐蚀，易清洗、成型工艺好、机械强度高、使用寿命长。

技术领域

本实用新型涉及化学反应装置领域，特别是一种涉及用于光催化、气固相催化、二氧化碳还原、光热催化、光催化合成、光催化降解有机物、催化降解有害气体(VOCs、NOx、SOx、乙醛、甲醛等)、热催化、光化学等领域的釜式反应器。

背景技术

光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。

光催化氧化技术利用光激发氧化将O₂、H₂O₂等氧化剂与光辐射相结合。光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO₂、H₂O及其他的离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等。有机物的光降解可分为直接光降解、间接光降解。前者是指有机物分子吸收光能后进一步发生的化学反应。后者是周围环境存在的某些物质吸收光能成激发态，再诱导一系列有机污染的反应。间接光降解对环境中难生物降解的有机污染物更为重要。利用光化学反应降解污染物的途径，包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。前者多采用氧和过氧化氢作为氧化剂，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又称光催化氧化，一般可分为均相和非均相催化两种类型。均相光催化降解中较常见的是以Fe²⁺或Fe³⁺及H₂O₂为介质，通过photo-Fenton反应产生·OH使污染物得到降解，非均相光催化降解中较常见的是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，同时结合一定量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用，产生·OH等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等式污染物全部或接近全部矿化。

现在实验室常用的光化学釜式反应器，都是用于做气液反应的，实验时导气管将反应气通到混有催化剂的原料液面以下，通过鼓泡来实现气液接触，使用磁力搅拌来加强传质，适用于高温高压的光化学实验。如要用釜式反应器做气固反应，使用者常把催化剂放于釜底，从釜盖引出一根导气管，导气管的下口尽量接近催化剂的上表面。这样的结构存在几个缺陷：

1、原料气和催化剂接触不充分，只能和催化剂上表面接触，而且无法保证所有的气体和催化剂接触；

2、原料气和催化剂接触面积小，面积大小和导气管的内径相关；

3、催化剂表面接触原料气气流不均匀；

4、原料气无预热，存在温度梯度；

5、原料气与产物混合在一起，流动相实验数据难以评价催化剂性能；

6、由于催化剂放于釜底，实验结束后催化剂残留不易清洗。

由于以上原因实验者要做气固反应往往会再另外购进专门气固反应器，这样就造成了资源浪费。