[发明专利]一种涡旋进样光催化分解水制氢装置及涡轮式进样方法

权利要求书

1.一种涡旋进样光催化分解水制氢装置，它包括：聚光组件(1)、聚光组件支架(3)、光催化反应器(5)，其特征是，它还包括：光催化剂进样器(4)，所述的光催化剂进样器(4)包括：外壁太阳能电池板(34)、进样口(35)、涡旋轨道(36)、太阳能驱动转子(37)、进样阀门(43)、出样口(44)，所述的涡旋轨道(36)为封闭涡旋装置，在所述的涡旋轨道(36)内部设有太阳能驱动转子(37)，在所述的涡旋轨道(36)顶部设有进样口(35)，在所述的涡旋轨道(36)底部设有出样口(44)，所述涡旋轨道(36)的出样口(44)与光催化反应器(5)的进样口密闭连接，在所述的出样口(44)上设置进样阀门(43)，在所述的涡旋轨道(36)外部设置外壁太阳能电池板(34)，所述的外壁太阳能电池板(34)与太阳能驱动转子(37)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种涡旋进样光催化分解水制氢装置，其特征是，所述的光催化反应器(5)包括：密闭器皿(22)、透射皿顶板(21)和反应器内胆(27)，在所述的密闭器皿(22)内设置转动搅拌浮板(38)、搅拌叶片(39)、转动轴(40)、电机(41)，所述转动轴(40)的轴线与密闭器皿(22)的中心线重合，所述转动轴(40)与转动搅拌浮板(38)固连，在所述的转动轴(40)上固连一组搅拌叶片(39)，所述的电机(41)与转动轴(40)固定连接，所述的电机(41)与密闭器皿(22)固连。

3.一种涡轮式进样方法，采用如权利要求1或2所述的一种涡旋进样光催化分解水制氢装置，其特征是：以下步骤顺次进行

1)光催化剂进样器(4)的进样阀门(43)保持关闭状态，通过光催化剂进样器(4)的进样口(35)，向光催化剂进样器(4)中投加光催化剂溶液，在太阳光照射下，外壁太阳能电池板(34)带动太阳能驱动转子(37)转动，太阳能驱动转子(37)转速为200～300r/min，光催化剂溶液注入光催化剂进样器(4)的速率0.1～0.2mL/s，在所述光催化剂溶液中，光催化剂与水的质量比为1:100～1:150，光催化剂溶液体积与光催化剂进样器(4)体积比为1:10～1:15；

2)在光催化剂进样器(4)中，涡旋轨道(36)采用涡旋转动方式均匀分散光催化剂，水力停留时间2～4h，随着太阳能驱动转子(37)均匀转动，保证光催化剂在涡旋轨道(36)内壁上下翻动10～12次，在涡旋轨道(36)内壁粘附的光催化剂质量与光催化剂质量比小于0.5～1％；

3)打开光催化剂进样器(4)的进样阀门(43)，所述的光催化剂溶液进入光催化反应器(5)内，密闭器皿(22)内部电机(41)转动，带动搅拌浮板(38)转动，转速50～80r/min，光催化剂溶液匀速搅拌并开始光催化反应。

4.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤1)中，所述的太阳能驱动转子(37)转速为240r/min。

5.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤1)中，光催化剂溶液注入光催化剂进样器(4)速率为0.1mL/s。

6.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤1)中，光催化剂溶液中光催化剂与水的质量比为1:120。

7.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤2)中，水力停留时间3h。

8.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤2)中，涡旋轨道内壁粘附的光催化剂质量与光催化剂质量比1％。

9.根据权利要求3所述的一种涡轮式进样方法，其特征是，在步骤3)中，在密闭器皿(22)内部，搅拌浮板转动转速为60r/min。