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专利号: 2022105863365
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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。