[發(fā)明專利]一種氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111175515.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN113828151A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳江;許偉;劉倩雁;王冠奇;王云飛;馬昕霞;李芳芹;高映超;孫寧超;高云飛;朱鳳林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

1.一種氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：包括，

反應(yīng)器(100)，包括基座(101)、電加熱器(102)和反應(yīng)器主體(103)，所述反應(yīng)器主體(103)為立式塔形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔自下而上可分為水蒸氣發(fā)生區(qū)(103a)、氣體混合區(qū)(103b)和光催化反應(yīng)區(qū)(103c)；

水蒸氣發(fā)生組件(200)，包括有液位傳感器(201)和第一溫度傳感器(202)，設(shè)置于所述水蒸氣發(fā)生區(qū)(103a)內(nèi)，并與所述反應(yīng)器主體(103)內(nèi)壁配合連接；

氣體混合組件(300)，設(shè)置于所述氣體混合區(qū)(103b)內(nèi)，包括有懸掛架(301)和氣體攪拌器(302)，所述懸掛架(301)與所述反應(yīng)器主體(103)內(nèi)壁固定連接；以及，

光催化反應(yīng)組件(400)，包括有兩組催化床(401)，設(shè)置于所述光催化反應(yīng)區(qū)(103c)內(nèi)，兩組所述催化床(401)間隔一定距離，所述催化床(401)包括有薄膜固定床(401a)和外密封圈(401b)，所述催化床(401)將所述氣體混合區(qū)(103b)和光催化反應(yīng)區(qū)(103c)分隔開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述電加熱器(102)設(shè)置于所述基座(101)上方，并與所述基座(101)配合連接，所述反應(yīng)器主體(103)設(shè)置于所述電加熱器(102)上方。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)器主體(103)一側(cè)外壁自下而上依次開設(shè)有液態(tài)水進(jìn)口管道(103d)和二氧化碳?xì)怏w進(jìn)口管道(103e)；

所述液態(tài)水進(jìn)口管道(103d)與所述水蒸氣發(fā)生區(qū)(103a)相連通，所述二氧化碳?xì)怏w管道(103e)與所述氣體混合區(qū)(103b)相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述液態(tài)水進(jìn)口管道(103d)上設(shè)置有液態(tài)水進(jìn)口閥門(103d-1)，所述二氧化碳?xì)怏w進(jìn)口管道(103e)上設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w進(jìn)口閥門(103e-1)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述懸掛架(301)中部下方依次連接有第一壓力傳感器(303)、第二溫度傳感器(304)、二氧化碳濃度傳感器(305)和所述氣體攪拌器(302)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述氣體混合區(qū)(103b)外側(cè)包裹有保溫層(306)，所述保溫層(306)上開設(shè)有恒溫循環(huán)水進(jìn)口(306a)和恒溫循環(huán)水出口(306b)，所述恒溫循環(huán)水進(jìn)口(306a)上設(shè)置有恒溫循環(huán)水進(jìn)口閥門(306a-1)，所述恒溫循環(huán)水出口(306b)上設(shè)置有恒溫循環(huán)水出口閥門(306b-1)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述薄膜固定床(401a)包括有兩組固定件(401a-1)，兩組所述固定件(401a-1)之間夾持有催化劑薄膜(401a-2)，兩組固定件(401a-2)通過(guò)卡扣(401a-3)相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述薄膜固定床(401a)外側(cè)套設(shè)有所述外密封圈(401b)，所述外密封圈(401b)的周向外側(cè)與所述反應(yīng)器主體(103)內(nèi)壁緊密貼合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～4和6～8任一所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述光催化反應(yīng)區(qū)(103c)外側(cè)罩有模擬太陽(yáng)燈組件(402)，所述模擬太陽(yáng)燈組件(402)為半球形，末端略長(zhǎng)于所述催化床(401)，所述兩組催化床(401)之間設(shè)置有第三溫度傳感器(403)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣-固兩相光催化還原二氧化碳反應(yīng)器，其特征在于：所述反應(yīng)器主體(103)上端中部開設(shè)有出口管道(103f)，所述出口管道(103f)為收縮噴口型，所述出口管道(103f)內(nèi)壁設(shè)置有產(chǎn)物濃度傳感器(103f-1)和第二壓力傳感器(103f-2)；所述出口管道(103f)與所述反應(yīng)器主體(103)上端傾斜部分的材質(zhì)為玻璃或石英等透光材料。