本發(fā)明涉及廢氣和空氣凈化領域，具體涉及一種蜂巢狀層流-推流式光催化反應器。

背景技術：

光催化技術是一種很有前景的工業(yè)廢氣或空氣凈化技術。對于光催化的實際應用來說，光催化反應器結構的合理與否直接影響光催化凈化的效果。目前市面上常見的工業(yè)級光催化反應器多采用箱式結構，將若干涂覆有催化劑的濾網(wǎng)與氣流方向垂直放置，紫外燈管置于相鄰的兩張濾網(wǎng)之間。這種結構中紫外燈發(fā)射的大多數(shù)光子不是垂直照射到催化劑濾網(wǎng)上的，并且有一部分紫外光照射在相鄰兩塊催化劑濾網(wǎng)之間的區(qū)域，導致光源和催化劑的利用率都不高。

在小試實驗中應用較多的圓環(huán)形反應器，由于光源位于圓環(huán)的中軸線，反應器內(nèi)壁各部受光均勻，涂覆與內(nèi)壁上的催化劑利用率高。但是為了保證催化及表面足夠的輻照強度，反應器的直徑不宜過大，故單個圓環(huán)形反應器處理氣量受限。關鍵是，圓形反應器若并聯(lián)使用，圓環(huán)與圓環(huán)之間必然存在縫隙，導致布氣難度加大，廢氣容易從縫隙處不經(jīng)凈化直接排放，且反應器空間利用效率低，結構復雜，成本高等問題，限制了其工業(yè)化實際應用。

本發(fā)明將單個反應基板設計成正六邊形反應通道，催化劑涂覆于通道內(nèi)壁，線光源置于通道中軸線，類似于圓環(huán)形反應器，反應器內(nèi)壁各部受光均勻，光催化劑和光源利用率高。六邊形的結構非常適合相互拼接，可根據(jù)處理氣量的大小增減反應模塊，形成一套蜂巢結構的反應基板，解決了限制傳統(tǒng)圓環(huán)形反應器不利于實際應用的問題。同時，蜂巢狀通道為模塊化和可拆卸化設計，便于催化劑的涂覆和安裝檢修。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能同時提高光催化劑和光源的利用效率的蜂巢狀光催化反應器。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種模塊化，便于根據(jù)實際需要增加或減少反應模塊單元，拆裝方便的光催化反應器。

本發(fā)明又一目的在于提供一種應用上述反應器的廢氣或空氣凈化裝置。

本發(fā)明的目的至少通過如下技術方案之一實現(xiàn)。

一種蜂巢狀層流-推流式光催化反應器，包括箱體、進氣口、排氣口和蜂巢狀光催化反應模塊；所述進氣口、排氣口設置于箱體上，所述蜂巢狀光催化反應模塊位于箱體的內(nèi)部；

所述蜂巢狀光催化反應模塊包括反應通道，線光源，燈座，燈座支架、卡(凸起狀)和槽；所述反應通道由蜂巢狀反應基板通過折疊形成，且所述反應通道截面為正六邊形；所述反應通道的內(nèi)壁涂覆有光催化劑；所述燈座支架固定于反應通道的兩端，所述燈座支架中心設置有燈座，所述線光源固定于燈座上，且線光源貫穿于反應通道的中軸線；一個涂有催化劑的反應通道與光源及其他附件構成一個反應模塊，反應模塊之間通過卡和槽連接，可按現(xiàn)場需要增減通道個數(shù)；所述線光源作為光能的提供者，位于每個反應模塊的中軸線位置，其形式可包括燈管、光纖、LED陣列等；所述的燈座和燈座支架，用于固定線光源。受污染的氣體沿反應通道以層流方式向前推進，污染物逐步降解，濃度由高至低，通過調(diào)節(jié)反應器的長度，高效節(jié)能降解，實現(xiàn)達標排放。

進一步地，所述蜂巢狀反應基板由若干個截面為正六邊形的反應通道組成，光催化劑涂覆于反應通道的內(nèi)壁，一個涂有催化劑的反應通道與光源及其他附件共同構成構成一個反應模塊，模塊與模塊之間通過卡和槽連接（若后期無需拆裝，也可直接焊接），可按現(xiàn)場需要增減模塊個數(shù)。

進一步地，所述的蜂巢狀反應基板為金屬或陶瓷；蜂巢狀反應基板的形式為泡沫網(wǎng)、沖孔板、無孔平板；所述泡沫網(wǎng)包括泡沫鎳、泡沫鋁。

進一步地，所述正六邊形的外接圓直徑根據(jù)光源強度及污染物進行調(diào)整，變動范圍為10mm~800mm。通過減小通道直徑提高光源的利用率并增大通過的廢氣與基板上的光催化劑的接觸幾率；通過增大孔徑來減小廢氣的過流阻力；通過合理設定孔徑實現(xiàn)對廢氣的導流布氣。綜上，通過合理調(diào)節(jié)反應通道的孔徑以實現(xiàn)光源、催化劑利用率，風阻大小和導流布氣功能的平衡。

進一步地，所述的線光源包括紫外光和可見光，所述的線光源包括燈管、光纖或LED陣列。

進一步地，還包括燈頭；所述燈頭以卡扣形式與固定在燈座支架上的燈座相連；線光源的發(fā)光部位通過在反應通道內(nèi)設置輔助支架來固定。所述蜂巢狀光催化反應模塊的大小和數(shù)量應根據(jù)污染氣體的濃度和氣量進行調(diào)整，模塊化設計可實現(xiàn)標準化生產(chǎn)、安裝和維護。

進一步地，所述的燈座支架由2個同心環(huán)內(nèi)環(huán)和外環(huán)組成，內(nèi)環(huán)用于固定燈座，外環(huán)為正六邊形，所述外環(huán)上有卡扣，與相鄰燈座支架連接；所述內(nèi)外兩環(huán)之間留有通風孔道。

進一步地，所述的反應通道之前通過卡槽連接，線光源借助燈座與燈管支架相連，而燈管支架之間以卡扣方式連接。該結構可以實現(xiàn)所有的反應通道與所有的燈管及其附屬部件既能作為2個整體彼此分離，又能作為若干個體單獨分離。

進一步地，還包括法蘭、檢修門、門把手、多塊擋板、筋條和輔件；所述法蘭作為預留接口設置于進氣口和排氣口上；所述檢修門設置于箱體上；所述門把手設置于檢修門上；所述箱體內(nèi)壁與蜂巢狀光催化反應模塊之間設置有多塊擋板；所述多塊擋板的形狀與蜂巢狀光催化反應模塊吻合；所述蜂巢狀反應基板上設置有筋條；所述輔件焊接在蜂巢狀反應基板的端口處。

進一步地，所述箱體的外形包括矩形和圓形管狀結構。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.將單個光催化反應模塊設計成正六邊形孔道結構，催化劑涂覆于反應通道內(nèi)壁，線光源置于通道中軸線，光線分布均勻，提高光源和催化劑利用率，降低能耗和催化劑用量。

2.可通過設定不同的空腔尺寸，實現(xiàn)污染氣體和催化劑的接觸機率與反應器風阻之間的平衡，并實現(xiàn)導流和布氣功能。

3.反應模塊之間通過卡扣連接，可根據(jù)處理氣量的大小增減反應模塊數(shù)量，并可根據(jù)現(xiàn)場條件組合成不同形狀，適應性強。燈座之間通過各自的支架以卡扣形式連接，既可實現(xiàn)對某根燈管的單獨檢修和跟換，又可以將所有燈管從反應器中整體分離，維護方便。同時，整個蜂巢狀反應基板也可以從反應器中整體分離，便于對失活催化劑的去除和新催化劑的整體涂覆。

附圖說明

圖1為實施例1的蜂巢狀光催化反應器的立體示意圖。

圖2為實施例1的蜂巢狀光催化反應器的分解示意圖。

圖3為實施例1的單個蜂巢狀光催化反應模塊的分解示意圖。

圖4為實施例1的多個蜂巢狀光催化反應模塊卡槽連接方式示意圖。

圖5為實施例2的蜂巢狀光催化反應器的立體示意圖。

圖6為實施例3的蜂巢狀光催化反應器的分解示意圖。

圖中各個部件如下：

箱體1、進氣口2、法蘭3、排氣口4、檢修門5、門把手6、多塊擋板7、蜂巢狀光催化反應模塊8、蜂巢狀反應基板9、筋條10、卡11、槽12、線光源13、燈頭14、輔件15、燈座16、燈座支架17。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步地具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術進行。

本發(fā)明的機構如下：

一種蜂巢狀層流-推流式光催化反應器，包括箱體1、進氣口2、排氣口4和蜂巢狀光催化反應模塊8；所述進氣口2、排氣口4設置于箱體1上，所述蜂巢狀光催化反應模塊8位于箱體1的內(nèi)部；所述蜂巢狀光催化反應模塊8包括反應通道，線光源13，燈座16，燈座支架17、卡11和槽12；所述反應通道由蜂巢狀反應基板9通過折疊形成，且所述反應通道截面為正六邊形；所述反應通道的內(nèi)壁涂覆有光催化劑；所述燈座支架17固定于反應通道的兩端，所述燈座支架17中心設置有燈座16，所述線光源13固定于燈座16上，且線光源13貫穿于反應通道的中軸線；一個涂有催化劑的反應通道與光源及其他附件構成一個反應模塊，反應模塊之間通過卡11和槽12連接。所述的蜂巢狀反應基板9為金屬或陶瓷；蜂巢狀反應基板9的形式為泡沫網(wǎng)、沖孔板、無孔平板；所述泡沫網(wǎng)包括泡沫鎳、泡沫鋁。所述的六邊形反應通道直徑范圍為10mm~800mm。所述的線光源包括紫外光和可見光，所述的線光源包括燈管、光纖或LED陣列。還包括燈頭14；所述燈頭14以卡扣形式與固定在燈座支架上的燈座相連；線光源的發(fā)光部位通過在反應通道內(nèi)設置輔助支架來固定。所述的燈座支架由2個同心環(huán)內(nèi)環(huán)和外環(huán)組成，內(nèi)環(huán)用于固定燈座，外環(huán)為正六邊形，所述外環(huán)上有卡扣，與相鄰燈座支架連接；所述內(nèi)外兩環(huán)之間留有通風孔道。還包括法蘭3、檢修門5、門把手6、多塊擋板7、筋條10和輔件15；所述法蘭3作為預留接口設置于進氣口2和排氣口4上；所述檢修門5設置于箱體1上；所述門把手6設置于檢修門5上；所述箱體1內(nèi)壁與蜂巢狀光催化反應模塊8之間設置有多塊擋板7；所述多塊擋板7的形狀與蜂巢狀光催化反應模塊8吻合；所述蜂巢狀反應基板9上設置有筋條10；所述輔件15焊接在蜂巢狀反應基板9的端口處。所述箱體1的外形包括矩形和圓形管狀結構。

實施例1

附圖1-4給出了蜂巢狀光催化反應器的第一種實施方式。該實施例中的蜂巢狀光催化反應器由矩形箱體、檢修門、反應基板、燈管及其附件構成。

箱體1用于安置蜂巢狀光催化反應模塊8，箱體1的內(nèi)部設置多塊擋板7，其形狀與反應模塊吻合，用以固定反應模塊的位置，同時阻止廢氣從反應模塊周圍的縫隙中通過。廢氣從進氣口2進入箱體1，經(jīng)過進風口2的初效過濾裝置（如無紡布）過濾后，進入蜂巢狀光催化反應模塊8，經(jīng)過凈化后，由排氣口4排出。進氣口2和排氣口4上的法蘭3作為預留接口，分別用來與廢氣收集系統(tǒng)和廢氣排放系統(tǒng)的管路連接。

上述反應器的進氣端和出氣端均設有檢修門5，檢修門5的最大開合角度為120°，方便初效過濾器及反應模塊的更換和檢修。檢修門上設有門把手6，進氣口2和出氣口分為位于各自的檢修門中心位置。本實施例中檢修門為單邊開門方式，檢修門5與箱體1的連接處設有壓條，以保證氣密性。

蜂巢狀光催化反應模塊8是蜂巢狀光催化反應器的核心，主要由六邊形的蜂巢狀反應基板9、線光源13和燈管支架17組成。本實施例中反應基板9為金屬薄板，為增加其機械強度需在薄板上沖壓出筋條10。在蜂巢狀反應基板9的3個不相鄰側面上設有卡11，在另3個不相鄰側面上設有槽12。安裝時，如圖4，將下一個六邊形反應基板一側上的卡（槽）與上一個六邊形反應基板上的槽（卡）相連，直至安裝完所有模塊；蜂巢狀反應基板9的內(nèi)壁涂覆有TiO₂。

所述線光源13在此例中為紫外燈管，安裝于蜂巢狀光催化反應模塊8的中軸線位置。燈頭14以卡扣形式與燈座16相連。燈座支架17用于支撐燈座16，在燈座支架的側邊設有卡扣，可與相鄰燈座支架連接。輔件15焊接在蜂巢狀反應基板9的端口處，用以輔助燈座支架17與蜂巢狀反應基板9的連接。

實施例2

附圖5給出了蜂巢狀光催化反應器的第二種實施方式。該實施例中的蜂巢狀光催化反應器由矩形箱體、檢修門、反應基板、燈管及其附件構成。

本實施例中，唯一的檢修門5位于箱體1的頂部，檢修門5的最大開合角度為180°，檢修門5與箱體1的連接處設有壓條，以保證氣密性。為了方便從頂部直接吊裝，本例中蜂巢狀光催化反應模塊8之間以焊接方式連接。

其他部件及其連接關系與實施例1相同。

實施例3

附圖6給出了蜂巢狀光催化反應器的第三種實施方式。該實施例中的蜂巢狀光催化反應器由箱體、檢修門、反應基板、燈管及其附件構成。

本實施例中，箱體1為圓形管狀結構，其直徑與待處理氣體的收集風管管徑相同，其進氣口2和排氣口4上均設置有法蘭3。安裝方式為將反應器作為一截風管直接安裝到收集管路中，通過進出風口的法蘭3與風管連接。

本例中只設置一個蜂巢狀光催化反應模塊8置于箱體中，也可設置多個反應模塊，各反應間以焊接方式連接。

檢修時，將整個反應器從收集管路中卸下后，方可檢修。

其他部件及其連接關系與實施例1相同。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。