CN216863697U - 一种平板式光催化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种平板式光催化反应器，涉及光催化反应器技术领域。它包括平板、分布器和密封组件，平板包括上盖板和下盖板，下盖板上开设有第一容纳槽，第一容纳槽的对立侧与两个分布器相连接并且被两个分布器分隔形成进液槽、反应槽和出液槽，进液槽处开设有进液口，反应槽内可拆卸连接有载体和/或垫块，出液槽处开设有出液口，上盖板放置在下盖板的顶部，上盖板靠近出液口的一端开设有出气口，催化材质附着在载体上或者涂覆在上盖板的内表面上或者涂覆在下盖板的内表面上，密封组件分别与上盖板和下盖板相连接以使上盖板与下盖板之间挤压形成密封，平板式光催化反应器的整体结构更加简单，反应效率高，能够长期稳定运行，生产成本更低。

Description

一种平板式光催化反应器

技术领域

本实用新型涉及光催化反应器技术领域，尤其是涉及一种平板式光催化反应器。

背景技术

目前光催化反应器是光催化降解水与污水处理***的核心部分组成，光催化反应器的研究与新型光反应器的研制对该技术的推广应用具有非常关键作用。而在光化学领域中，光反应器按照接受辐射光源的不同，可分为紫外灯型和太阳光型。目前通常使用汞灯、黑灯、氙灯等发射紫外光，由于紫外灯使用寿命有限，且要消耗高品位的电能，因此该类型只适用实验级别研究所用。太阳光型又分为聚光型与非聚光型，由于聚光型的光反应器所需的装置和相应的设施通常需要特殊的材质和设备，造价昂贵且不利于日常维护，相比较非聚光型具有结构简单，无需跟踪装置与材料的特殊性，易于放大与工业推广，具有很好的应用前景。现有的非聚光型光反应器大多为箱体式和浅太阳池式等结构型反应器，但是这些反应器结构复杂，生产成本较高，不具备大规模商业应用的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平板式光催化反应器，以解决现有技术中存在的光催化反应器结构复杂，成本较高的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种平板式光催化反应器，包括平板、分布器和密封组件，所述平板包括上盖板和下盖板，所述下盖板上开设有第一容纳槽，所述第一容纳槽的对立侧与两个所述分布器相连接并且被两个所述分布器分隔形成进液槽、反应槽和出液槽，所述进液槽处开设有进液口，所述反应槽内可拆卸连接有载体和/或垫块，所述出液槽处开设有出液口，所述上盖板放置在所述下盖板的顶部，所述上盖板靠近所述出液口的一端开设有出气口，催化材质附着在所述载体上或者涂覆在所述上盖板的内表面上或者涂覆在所述下盖板的内表面上，所述密封组件分别与所述上盖板和所述下盖板相连接以使所述上盖板与所述下盖板之间挤压形成密封。

优选地，还包括加强结构和密封结构，所述加强结构将所述上盖板、所述载体和/或所述垫块以及所述下盖板顺次连接在一起并且通过所述密封结构进行密封。

优选地，还包括限位结构，所述反应槽内设置有所述载体时，所述限位结构能够与所述载体相接触；

或者，所述反应槽内设置有所述垫块时，所述限位结构能够与所述垫块相接触；

或者，所述反应槽内设置有所述载体和所述垫块时，所述限位结构能够与所述载体和/或所述垫块相接触。

优选地，所述限位结构包括限位块，若干个所述限位块设置在所述上盖板的内表面上和/或所述下盖板的内表面上。

优选地，所述密封组件包括平板夹持结构，所述平板夹持结构分别与所述上盖板和所述下盖板相连接。

优选地，所述密封组件包括密封圈，所述下盖板上开设有第二容纳槽，所述密封圈设置在所述第二容纳槽内。

优选地，所述平板水平设置或倾斜设置，所述平板倾斜设置时所述进液口的高度低于所述出液口的高度。

本实用新型的有益效果为：平板式光催化反应器在使用时，在外部循环泵的作用下反应溶液通过外部管道从下盖板上的进液口注入，通过靠近进液口的分布器流入反应槽内并且均匀分布，在催化材质与光源的充分作用下，反应槽内部会形成气液状态的流体，然后此流体流经靠近出液口的分布器后汇入下盖板上的出液口中，液体从出液口处流出并收集，在反应过程中产生的气体通过上盖板上的出气口排放或收集，完成催化反应作业；

平板式光催化反应器的整体结构更加简单、反应效率更高，能够长期稳定运行，生产成本更低，适用于室内与室外实验级别以及工业应用级别的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中下盖板、分布器、密封圈和载体的组合结构图；

图2是本实用新型中下盖板的结构图；

图3是本实用新型中上盖板的仰视结构图；

图4是本实用新型的结构图；

图5是本实用新型中带有垫块的剖视结构图；

图中1、上盖板；11、出气口；12、限位块；

2、下盖板；21、第一容纳槽；211、进液槽；212、反应槽；213、出液槽；22、进液口；23、出液口；24、第二容纳槽；

3、分布器；

4、密封组件；41、平板夹持结构；42、密封圈；

5、载体；

6、加强结构；

7、垫块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1到图5，本实施例提到了一种平板式光催化反应器，包括平板、分布器3和密封组件4，平板是反应器的主要组成部分，既是反应部位又是受辐射部位，平板具体包括上盖板1和下盖板2，上盖板1和下盖板2均优选采用当收到紫外辐射和反应溶液呈酸碱性强时不发生腐蚀并且能够很好的接受光源辐射的材质制成；

下盖板2上开设有第一容纳槽21，第一容纳槽21的对立侧与两个分布器3相连接并且被两个分布器3分隔形成进液槽211、反应槽212和出液槽213，进液槽211和出液槽213分布在两端并且面积较小，反应槽212位于中部并且面积最大，进液槽211处开设有进液口22，进液口22可通过管道与外部循环泵连通，反应槽212内可拆卸连接有载体5及垫块7，出液槽213处开设有出液口23；

分布器3为具有一定高度的条状结构，其与第一容纳槽21的连接优选为卡合连接，可通过其两端分别与第一容纳槽21进行卡合固定，实现可拆卸的连接方式，便于拆装，分布器3具有均匀引流的作用，能够使液体从进液槽211内流入反应槽212内，以及从反应槽212内流入出液槽213内，使液体能够均匀分布在反应槽212内接受光照；

上盖板1放置在下盖板2的顶部，上盖板1能够完整压住载体5，同时与下盖板2上的第一容纳槽21围合形成腔体结构，上盖板1靠近出液口23的一端开设有出气口11，供反应生成的气体排放与收集；

催化材质附着在载体5上或者涂覆在上盖板1的内表面上或者涂覆在下盖板2的内表面上，实际操作时，会优先采用借助载体5的形式进行，载体5为长方体形结构，可对照表面的孔位与第一容纳槽21内的孔位进行固定，但是催化材质的固定方式并不仅限于借助载体5的形式，也包括将催化材质直接涂覆在上盖板1的内表面上或者下盖板2的内表面上，同样也能够满足要求；

密封组件4分别与上盖板1和下盖板2相连接以使上盖板1与下盖板2之间挤压形成密封，密封组件4对上盖板1和下盖板2形成有效固定，同时能够保证反应器在受到内部压力变化过程中的正常使用；

平板式光催化反应器在使用时，在外部循环泵的作用下反应溶液通过外部管道从下盖板2上的进液口22注入，通过靠近进液口22的分布器3流入反应槽212内并且均匀分布，在催化材质与光源的充分作用下，反应槽212内部会形成气液状态的流体，然后此流体流经靠近出液口23的分布器3后汇入下盖板2上的出液口23中，液体从出液口23处流出并收集，在反应过程中产生的气体通过上盖板1上的出气口11排放或收集，完成催化反应作业；

平板式光催化反应器的整体结构更加简单、反应效率更高，能够长期稳定运行，生产成本更低，适用于室内与室外实验级别以及工业应用级别的应用。

作为可选地实施方式，当平板尺寸较大时，上盖板1与下盖板2之间可能会由于压力的变化产生鼓气现象，不够平整，因此平板式光催化反应器还包括加强结构6和密封结构，加强结构6将上盖板1、载体5和/或垫块7以及下盖板2顺次连接在一起并且通过密封结构密封，本实施例中，加强结构6可优选为点位加强结构，点位加强结构的具体数量和分布方式可根据反应器的外形尺寸与反应条件进行增加或减少，密封结构优选为O型密封圈，可以通过O型密封圈进行挤压密封，确保在点位加强结构处不产生内部压力变化。

作为可选地实施方式，还包括限位结构，反应槽212内设置有载体5时，限位结构能够与载体5相接触；

或者，反应槽212内设置有垫块7时，限位结构能够与垫块7相接触；

或者，反应槽212内设置有载体5和垫块7时，限位结构能够与载体5和/或垫块7相接触；

限位结构优选包括限位块12，若干个限位块12设置在上盖板1的内表面上和/或下盖板2的内表面上，当反应槽212内放置有载体5和/或垫块7时，上盖板1和/或下盖板2上的限位块12能够与载体5的顶面和/或垫块7的底面相接触，对载体5和/或垫块7起到挤压限位的作用，使上盖板1或者下盖板2能够完全平整的压住载体5和/或垫块7，同时也能够使载体5和/或垫块7平整的固定在反应槽212内，本实施例附图中，展示了若干个限位块12设置在上盖板1的内表面上的形式。

作为可选地实施方式，密封组件4包括平板夹持结构41，平板夹持结构41分别与上盖板1和下盖板2相连接，上盖板1和下盖板2的外沿均开设有若干个供平板夹持结构41固定的固定孔，可通过平板夹持结构41上的螺栓组件对上盖板1和下盖板2上的固定孔依次固定，在装配时可先将下盖板2与平板夹持结构41进行连接，然后再将上盖板1放置在下盖板2的顶部，通过平板夹持结构41将上盖板1和下盖板2固定牢固，使上盖板1和下盖板2之间形成较为密闭的腔体，从而保证反应器在受到内部压力变化过程中能够正常使用，值得注意的是，本实施例提到的平板夹持结构41可采用螺钉、螺母的组合结构进行替代，通过螺钉和螺母直接固定。

作为可选地实施方式，密封组件4包括密封圈42，下盖板2上开设有第二容纳槽24，第二容纳槽24环绕设置在第一容纳槽21的外侧，第二容纳槽24的形状和尺寸与密封圈42的形状和尺寸相匹配，密封圈42能够设置在第二容纳槽24内，上盖板1与下盖板2固定后，密封圈42能够对上盖板1与下盖板2之间形成的腔体进行密封，从而保证反应器在受到内部压力变化过程中能够正常使用。

作为可选地实施方式，上盖板1的内表面与第一容纳槽21的底面之间的距离等于分布器3的高度，从而使两个分布器3对第一容纳槽21进行有效分隔，使压力保持稳定。

作为可选地实施方式，平板可以在水平设置，也可以倾斜设置，两种状态下均可以进行正常的光催化反应，本实施例优选将平板进行倾斜设置，并使进液口22的高度低于出液口23的高度，倾斜设置的倾斜角度能够根据实际使用地区和实际使用时间的不同的太阳高度角进行调节。

作为可选地实施方式，载体5可选用多种具有吸附性的材料制成，对于催化材质有着非常良好的吸附效果，使得本实施例中进行光催化的催化材质能够有效附着在载体5上。

垫块7位于载体5与下盖板2之间，由于反应槽212的深度是初始制作时就已经确定好的，而日常使用的载体的规格众多，具有不同的厚度，在使用时，会存在载体厚度较小但是反应槽212的深度差距较大的情况，无法匹配，因此可通过在载体的底部加设垫块7，用垫块7提升载体的高度，从而保持载体的正常使用；

当反应槽212的深度与载体5的规格匹配时，无需设置垫块7，只需设置载体5即可实现上述效果；

当催化材质为流动状态，同时反应槽212的深度差距较大时，可不需要载体5，只需要设置垫块7即可实现上述效果；

若反应槽212的深度较小，同时催化材质附着在上盖板1的内表面上或者涂覆在下盖板2的内表面上时，载体5和垫块7均无需设置即可实现上述效果；

因此载体5与垫块7可通过上述四种不同组合的设置方式实现本实施例提到的技术效果，使用者可根据实际使用情况灵活调整具体的设置方式。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种平板式光催化反应器，其特征在于，包括平板、分布器(3)和密封组件(4)，其中：所述平板包括上盖板(1)和下盖板(2)，所述下盖板(2)上开设有第一容纳槽(21)，所述第一容纳槽(21)的对立侧与两个所述分布器(3)相连接并且被两个所述分布器(3)分隔形成进液槽(211)、反应槽(212)和出液槽(213)，所述进液槽(211)处开设有进液口(22)，所述反应槽(212)内可拆卸连接有载体(5)和/或垫块(7)，所述出液槽(213)处开设有出液口(23)，所述上盖板(1)放置在所述下盖板(2)的顶部，所述上盖板(1)靠近所述出液口(23)的一端开设有出气口(11)，催化材质附着在所述载体(5)上或者涂覆在所述上盖板(1)的内表面上或者涂覆在所述下盖板(2)的内表面上，所述密封组件(4)分别与所述上盖板(1)和所述下盖板(2)相连接以使所述上盖板(1)与所述下盖板(2)之间挤压形成密封。

2.根据权利要求1所述的平板式光催化反应器，其特征在于：还包括加强结构(6)和密封结构，所述加强结构(6)将所述上盖板(1)、所述载体(5)和/或所述垫块(7)以及所述下盖板(2)顺次连接在一起并且通过所述密封结构进行密封。

3.根据权利要求1所述的平板式光催化反应器，其特征在于：还包括限位结构，所述反应槽(212)内设置有所述载体(5)时，所述限位结构能够与所述载体(5)相接触；

或者，所述反应槽(212)内设置有所述垫块(7)时，所述限位结构能够与所述垫块(7)相接触；

或者，所述反应槽(212)内设置有所述载体(5)和所述垫块(7)时，所述限位结构能够与所述载体(5)和/或所述垫块(7)相接触。

4.根据权利要求3所述的平板式光催化反应器，其特征在于：所述限位结构包括限位块(12)，若干个所述限位块(12)设置在所述上盖板(1)的内表面上和/或所述下盖板(2)的内表面上。

5.根据权利要求1所述的平板式光催化反应器，其特征在于：所述密封组件(4)包括平板夹持结构(41)，所述平板夹持结构(41)分别与所述上盖板(1)和所述下盖板(2)相连接。

6.根据权利要求1所述的平板式光催化反应器，其特征在于：所述密封组件(4)包括密封圈(42)，所述下盖板(2)上开设有第二容纳槽(24)，所述密封圈(42)设置在所述第二容纳槽(24)内。

7.根据权利要求1所述的平板式光催化反应器，其特征在于：所述平板水平设置或倾斜设置，所述平板倾斜设置时所述进液口(22)的高度低于所述出液口(23)的高度。

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