CN114870618A - 一种光电催化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光电催化技术领域，具体为一种光电催化反应器，包括反应罐，所述反应罐的下端侧表面固定连接有进气管，且进气管的一端延伸至反应罐的内部；及催化反应机构；所述催化反应机构固定连接于反应罐的上端，并呈3组安装，所述催化反应机构用于加快对有机废气的催化反应，所述反应罐的上端外表面固定连接有连接管。本发明需要操作者从进气管处通入有机废气，有机废气会经过第一半球壳与第二半球壳电离并分解有机废气，另外UV灯照射反应球的内部，反应球作为催化剂也会催化有机废气的分离，UV灯发射的光线会被反应球的内表面反射回来，提高紫外线对有机废气的照射，减少光能量的损耗，提高对有机废气的分解。

Description

一种光电催化反应器
技术领域
本发明涉及光电催化技术领域，具体为一种光电催化反应器。
背景技术
光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化 污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下，光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光 为能量，将有机物降解为二氧化碳和水。因为光提供的能量少，催化效率低，利用电能电离有机物再结合光能来提高催化效率，另外光催化剂的种类有很多，包括二氧化钛，氧化锌，氧化锡，二氧化锆，硫化镉等多种氧化物硫化物半导体，另外还有部分银盐，21世纪 所知的最有应用价值的光催化材料，就是二氧化钛，其材料具有容易获得、价格低廉等优 点。
因为光催化反应中自然光提供的能量少，导致催化效率低，通过添加电能来电解有机 物气体再配合光催化从而提高对有机物的催化分解。
现有技术的光电催化反应器中直接采用UV灯或者是直接利用自然光来照射半导体催 化剂，在照射的过程中光线是向四周发散，有很多光线照射到别处，使得照射范围广但是 单位范围内的半导体催化剂受到的光能量小，导致光能浪费很大，从而使得光电催化的效 率低下。
为此，提出一种光电催化反应器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光电催化反应器，包括反应罐，所 述反应罐的下端侧表面固定连接有进气管，且进气管的一端延伸至反应罐的内部；及催化 反应机构；所述催化反应机构固定连接于反应罐的上端，并呈3组安装，所述催化反应机构用于加快对有机废气的催化反应。
优选的，所述反应罐的上端外表面固定连接有连接管，所述连接管的上端固定连接有 反应球，所述反应球的内表面通过喷涂技术均匀喷附有二氧化钛，且反应球的内表面打磨 呈镜面状，所述反应球的内表面靠近下端位置固定连接有两组支撑杆，一组所述支撑杆的 上端固定连接有第一半球壳，另一组所述支撑杆的上端固定连接有第二半球壳，所述第一 半球壳与第二半球壳两者之间固定连接有橡胶垫，所述第一半球壳与第二半球壳两者均采 用黄铜材料制作而成，所述第一半球壳与第二半球壳两者的一侧外面中心位置固定连接有 UV灯。
优选的，所述第一半球壳与第二半球壳两者的外表面均打磨呈镜面状。
优选的，所述反应球的左右两端中心位置均固定连接有导光管，所述导光管的一端固 定连接有玻璃罩，所述导光管的内壁固定连接有均匀分布的微型折射镜，所述导光管的内 壁一端固定连接有玻璃透镜，所述玻璃罩与玻璃透镜均采用能透紫外线玻璃的材料制作而 成。
优选的，所述UV灯的一端固定连接有镜面球。
优选的，所述反应球上端一组固定连接有排气管，所述排气管的内壁固定连接有单向 阀。
优选的，所述排气管的上端固定连接有均匀分的连接杆，所述连接杆的上端固定连接 有遮雨罩。
优选的，所述反应罐的侧表面上端固定连接有排液管，所述反应罐的侧表面位于下端 位置固定连接有输液管。
优选的，所述反应罐的内底部中心位置固定连接有固定管，所述固定管与进气管固定 连接，且两者连通，所述固定管的上端转动连接有排气盘，所述排气盘的上端外表面固定 连接有均匀分布的微型排气管，所述微型排气管在排气盘的上端外表面呈倾斜对立分布。
优选的，所述连接管的内壁固定连接有电热丝。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明需要操作者从进气管处通入有机废气，有机废气会经过第一半球壳与第二半球 壳电离并分解有机废气，另外UV灯照射反应球的内部，反应球作为催化剂也会催化有机 废气的分离，UV灯发射的光线会被反应球的内表面反射回来，提高紫外线对有机废气的照 射，减少光能量的损耗，提高对有机废气的分解；在太阳光照射玻璃罩时，光线会进入到导光管内，并进入到反应球内部，通过引入太阳光的能量来减少对电动的损耗。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体视图；
图2为本发明的剖面视图；
图3为本发明催化反应机构的剖面视图；
图4为本发明图2中A处的放大视图；
图5为本发明排气盘与微型排气管的立体视图。
图中：1、反应罐；2、进气管；3、催化反应机构；31、连接管；32、反应球；33、 UV灯；34、第一半球壳；35、橡胶垫；36、第二半球壳；37、支撑杆；4、玻璃罩；5、导 光管；6、微型折射镜；7、玻璃透镜；8、镜面球；9、排气管；10、单向阀；11、连接杆； 12、遮雨罩；13、排液管；14、输液管；15、排气盘；16、微型排气管；17、固定管；18、 电热丝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例通过提供一种，解决了现有技术的光电催化反应器中直接采用UV灯或 者是直接利用自然光来照射半导体催化剂，在照射的过程中光线是向四周发散，有很多光 线照射到别处，使得照射范围广但是单位范围内的半导体催化剂受到的光能量小，导致光 能浪费很大，从而使得光电催化的效率低下的技术问题；
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：向进气管2内通入 有机废气，有机废气会经过第一半球壳34与第二半球壳36电离并分解有机废气，另外UV灯33照射反应球32的内部，反应球32作为催化剂也会催化有机废气的分离，UV灯33发 射的光线会被反应球32的内表面反射回来，提高紫外线对有机废气的照射，减少光能量 的损耗，提高对有机废气的分解；在太阳光照射玻璃罩4时，光线会进入到导光管5内， 并进入到反应球32内部，通过引入太阳光的能量来减少对电动的损耗。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技 术方案进行详细的说明。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
一种光电催化反应器，如图1所示，包括反应罐1，所述反应罐1的下端侧表面固定连接有进气管2，且进气管2的一端延伸至反应罐1的内部；及催化反应机构3；所述催 化反应机构3固定连接于反应罐1的上端，并呈3组安装，所述催化反应机构3用于加快 对有机废气的催化反应。
现有技术的光电催化反应器中直接采用UV灯或者是直接利用自然光来照射半导体催 化剂，在照射的过程中光线是向四周发散，有很多光线照射到别处，使得照射范围广但是 单位范围内的半导体催化剂受到的光能量小，导致光能浪费很大，从而使得光电催化的效 率低下；本发明需要操作者从进气管2处通入有机废气，有机废气在反应罐1内上升，最 后进入到催化反应机构3内，有机废气在催化反应机构3内分解成二氧化碳和水，设置3组催化反应机构3是为了层层分解有机废气，目的是为了把有机废气分解的更加彻底。
作为本发明的一种实施方式，如图2、图3所示，所述反应罐1的上端外表面固定连接有连接管31，所述连接管31的上端固定连接有反应球32，所述反应球32的内表面通 过喷涂技术均匀喷附有二氧化钛，且反应球32的内表面打磨呈镜面状，所述反应球32的 内表面靠近下端位置固定连接有两组支撑杆37，一组所述支撑杆37的上端固定连接有第 一半球壳34，另一组所述支撑杆37的上端固定连接有第二半球壳36，所述第一半球壳34 与第二半球壳36两者之间固定连接有橡胶垫35，所述第一半球壳34与第二半球壳36两 者均采用黄铜材料制作而成，所述第一半球壳34与第二半球壳36两者的一侧外面中心位 置固定连接有UV灯33。
催化反应机构3在工作时，本发明反应罐1中的有机废气会上升进入到连接管31内， 顺着连接管31进入到反应球32内并继续往上移动，此时第一半球壳34与第二半球壳36接通电源，电离经过的有机废气加快有机废气的分解，另外UV灯33也是处于开启的状态，UV灯33照射反应球32的内部，反应球32作为催化剂也会催化有机废气的分离，另外反 应球32的内表面呈镜面状，UV灯33发射的光线会被反射回来，提高紫外线对有机废气的 照射，减少光能量的损耗，提高对有机废气的分解，另外的安装的支撑杆37为了对第一 半球壳34与第二半球壳36的支撑，安装的橡胶垫35是为了避免两电极的接触。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述第一半球壳34与第二半球壳36两者的外表面均打磨呈镜面状。
为了进一步的减少光能的损耗；本法发明在从反应球32内壁反射出的光线会有一部 分反射到第一半球壳34与第二半球壳36的表面上，第一半球壳34与第二半球壳36会再次把光线反射回去，从而进一步的减少光能的损耗。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述反应球32的左右两端中心位置均固定连接有导光管5，所述导光管5的一端固定连接有玻璃罩4，所述导光管5的内壁固定 连接有均匀分布的微型折射镜6，所述导光管5的内壁一端固定连接有玻璃透镜7，所述 玻璃罩4与玻璃透镜7均采用能透紫外线玻璃的材料制作而成。
为了提高本发明的光能，本发明在太阳光照射玻璃罩4时，光线会进入到导光管5内， 光线经过导光管5内部的微型折射镜6的来回折射，最后进入到反应球32内部，通过引入太阳光的能量来减少对电动的损耗，安装的玻璃透镜7是为了避免有机废气进入到导光管5内出现部分有机废气无法被分解的问题。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述UV灯33的一端固定连接有镜面球8。
为了进一步的提高对太阳能的利用率；本发明在太阳光照射到镜面球8上时会经过镜 面球8的反射，镜面球8把太阳光反射到反应球32的内表面，从而进一步的提高了对太阳光的利用率。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述反应球32上端一组固定连接有排气管9，所述排气管9的内壁固定连接有单向阀10。
在反应罐1外部有风时，会导致有空气通过排气管9进入到催化反应机构3内，影响对有机废气的分解；本发明安装的单向阀10会避免反应罐1外部的空气进入到催化反应 机构3内。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述排气管9的上端固定连接有均匀分的 连接杆11，所述连接杆11的上端固定连接有遮雨罩12。
在出现雨水天气时，会有一部分的雨水积累在排气管9内，在单向阀10打开排气时， 积累的雨水会进入到催化反应机构3内，导致内部的电极出现短路的问题；本发明的安装 的遮雨罩12可以避免雨水进入到排气管9内，安装的连接杆11为遮雨罩12起到支撑的作用。
作为本发明的一种实施方式，如图2所示，所述反应罐1的侧表面上端固定连接有排 液管13，所述反应罐1的侧表面位于下端位置固定连接有输液管14。
在处理有机废气时一般需要去除有机废气中的酸性体气，酸性气体无法进行催化分 解；本发明通过往输液管14内注入碱性液体，碱性液体最后再从排液管13处流出，此时反应罐1内注满碱性液体，有机废气经过进气管2进入到反应罐1内部后会在碱性液体内 形成气泡上升，其有机废气中的酸性气体会与碱性液体发生中和反应并去除酸性气体。
作为本发明的一种实施方式，如图4、图5所示，所述反应罐1的内底部中心位置固定连接有固定管17，所述固定管17与进气管2固定连接，且两者连通，所述固定管17的 上端转动连接有排气盘15，所述排气盘15的上端外表面固定连接有均匀分布的微型排气 管16，所述微型排气管16在排气盘15的上端外表面呈倾斜对立分布。
为了提高有机废气与碱性液体的接触，来提高对酸性气体的去除效果；本发明在有机 废气从微型排气管16处排出时，因为微型排气管16在排气盘15上呈倾斜对立分布，所以在喷出的气体反作用力会推动排气盘15旋转起来，从而带动碱性液体在反应罐1内旋转，使得排出的气泡能与碱性液体充分接触，提高对去除酸性气体的效果，另外安装的固定管17起到支撑排气盘15的作用。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述连接管31的内壁固定连接有电热丝18。
在有水汽的有机废气进入到反应球32内部时，水汽中的小水分会对照射的光起到折 射的作用，影响光能对有机废气的照射；本发明安装的电热丝18可以去除经过的有机废气中的水汽，起到干燥有机废气的作用。
使用方法：本发明需要操作者从进气管2处通入有机废气，反应罐1中的有机废气会 上升进入到连接管31内，顺着连接管31进入到反应球32内并继续往上移动，此时第一半球壳34与第二半球壳36接通电源电离经过的有机废气加快有机废气的分解，另外UV 灯33也是处于开启的状态，UV灯33照射反应球32的内部，反应球32作为催化剂也会催 化有机废气的分离，另外反应球32的内表面呈镜面状，UV灯33发射的光线会被反射回来， 提高紫外线对有机废气的照射，减少光能量的损耗，提高对有机废气的分解；在太阳光照 射玻璃罩4时，光线会进入到导光管5内，光线经过导光管5内部的微型折射镜6的来回 折射，最后进入到反应球32内部，通过引入太阳光的能量来减少对电动的损耗，安装的 玻璃透镜7是为了避免有机废气进入到导光管5内出现部分有机废气无法被分解的问题。
该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控 器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依 据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合 本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据 其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所 属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解 在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变 型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光电催化反应器，包括：
反应罐(1)，所述反应罐(1)的下端侧表面固定连接有进气管(2)，且进气管(2)的一端延伸至反应罐(1)的内部；
及催化反应机构(3)；
其特征在于：所述催化反应机构(3)固定连接于反应罐(1)的上端，并呈3组安装，所述催化反应机构(3)用于加快对有机废气的催化反应。
2.根据权利要求1所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述反应罐(1)的上端外表面固定连接有连接管(31)，所述连接管(31)的上端固定连接有反应球(32)，所述反应球(32)的内表面通过喷涂技术均匀喷附有二氧化钛，且反应球(32)的内表面打磨呈镜面状，所述反应球(32)的内表面靠近下端位置固定连接有两组支撑杆(37)，一组所述支撑杆(37)的上端固定连接有第一半球壳(34)，另一组所述支撑杆(37)的上端固定连接有第二半球壳(36)，所述第一半球壳(34)与第二半球壳(36)两者之间固定连接有橡胶垫(35)，所述第一半球壳(34)与第二半球壳(36)两者均采用黄铜材料制作而成，所述第一半球壳(34)与第二半球壳(36)两者的一侧外面中心位置固定连接有UV灯(33)。
3.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述第一半球壳(34)与第二半球壳(36)两者的外表面均打磨呈镜面状。
4.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述反应球(32)的左右两端中心位置均固定连接有导光管(5)，所述导光管(5)的一端固定连接有玻璃罩(4)，所述导光管(5)的内壁固定连接有均匀分布的微型折射镜(6)，所述导光管(5)的内壁一端固定连接有玻璃透镜(7)，所述玻璃罩(4)与玻璃透镜(7)均采用能透紫外线玻璃的材料制作而成。
5.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述UV灯(33)的一端固定连接有镜面球(8)。
6.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述反应球(32)上端一组固定连接有排气管(9)，所述排气管(9)的内壁固定连接有单向阀(10)。
7.根据权利要求6所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述排气管(9)的上端固定连接有均匀分的连接杆(11)，所述连接杆(11)的上端固定连接有遮雨罩(12)。
8.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述反应罐(1)的侧表面上端固定连接有排液管(13)，所述反应罐(1)的侧表面位于下端位置固定连接有输液管(14)。
9.根据权利要求8所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述反应罐(1)的内底部中心位置固定连接有固定管(17)，所述固定管(17)与进气管(2)固定连接，且两者连通，所述固定管(17)的上端转动连接有排气盘(15)，所述排气盘(15)的上端外表面固定连接有均匀分布的微型排气管(16)，所述微型排气管(16)在排气盘(15)的上端外表面呈倾斜对立分布。
10.根据权利要求2所述的一种光电催化反应器，其特征在于：所述连接管(31)的内壁固定连接有电热丝(18)。
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