[发明专利]光催化反应系统的防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，特别是涉及一种光催化反应系统的防护装置。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益加重，新型能源系统越来越多地受到各国的重视。采用光催化反应系统制氢是获取氢能的一种重要方法，对于光催化反应系统的研究越来越受到人们的重视。光催化反应系统一般包括气体循环单元、检测单元、分离单元、光源和反应器，其中气体循环单元、检测单元、分离单元构成了系统主体，且通过一个玻璃外壳安装为一体，在壳体外部设有用于控制系统主体的系统阀组。

现有的光催化反应系统一般是一种敞开式的系统，系统主体、反应器及系统管路都暴露在大气环境之下，而光催化反应是一种在负压状态下进行的反应，负压条件下，光催化反应系统的阀门及系统管路连接处不可避免地存在泄漏问题，环境中的气体可能会渗入光催化反应系统内部；直接影响反应测量结果，同时干扰光催化反应进程，从而影响整体实验的评价结果。

现有技术使用高精密度加工的金属阀以增加阀体气密性，解决负压条件下环境气体渗入的方法，但只能在一定程度上减少气体渗入，并不能完全杜绝环境气体渗入，并且在使用成本上大大增加。由于玻璃阀气密性要高于金属阀，一些反应系统将多通道金属取样阀更换为多通道玻璃取样阀以增加气密性。一般阀体通道越多，渗漏的机率越大，另有一些做法，将六通取样阀改为四通取样阀，以提高气密性和降低工艺难度。反应系统的反应器、阀组单元及管路一般由玻璃加工而成，存在不确定性的玻璃管路砂眼破裂以及阀门磨口的缺陷，通过玻璃磨口连接的非一体式连接方式均存在漏气缺陷。针对阀门接口和局部充氮保护已不能为系统提供良好的保护氛围，而需要更为全面的、与光催化反应特征相匹配的防护。现有技术使用真空手套箱(氮气保护箱)将反应系统密封，可以为系统提供保护氛围，但由于系统在结构及操作上的特殊性，一般的真空手套箱(氮气保护箱)与系统不能良好匹配以至于影响系统操作及影响反应过程及结果，如系统光源的放置、系统各种管路与外部设施的连接、操作过程中的特殊性等。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种光催化反应系统的防护装置，该防护装置可以为负压条件下进行的光催化反应系统提供稳定的反应及测试环境，减少环境对光催化反应及测试的影响。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光催化反应系统的防护装置，包括箱体和光源支架，所述箱体包括箱体本体、上前舱门、下前舱门和后舱门，所述箱体本体具有上部空间和下部空间；所述上部空间分为密封层和操作层；所述密封层通过后舱门密封，用于安装所述光催化反应系统的系统主体；所述操作层通过上前舱门密封，用于安装所述光催化反应系统的系统阀组；所述下部空间通过下前舱门密封，用于安装所述光催化反应系统的反应器；所述下前舱门设有光窗，所述光源支架安装在与所述光窗相对应的位置，用于安装所述光催化反应系统的光源；所述箱体上设有惰性气体充填机构，用于向所述密封层、操作层和下部空间充填惰性气体。

其中，所述惰性气体充填机构包括与所述密封层连通的密封层进气阀、密封层出气阀，与所述操作层连通的操作层进气阀、操作层出气阀，与所述下部空间连通的下部空间进气阀、下部空间出气阀。

其中，所述惰性气体充填机构还包括导气管和氧气传感器，所述导气管分别与所述密封层出气阀、操作层出气阀及下部空间出气阀连接；所述氧气传感器与所述导气管连接，用于检测气体中的氧气含量。

其中，所述惰性气体充填机构还包括总气体分配接头，所述总气体分配接头为四通接头，所述四通接头的一个接口与外部供气设备连接，其余三个接口分别与所述密封层进气阀、操作层进气阀及下部空间进气阀连接。

其中，所述箱体内设有压力检测机构，用于检测所述箱体的内部压力。

其中，所述箱体设有抽真空阀，用于连接外部真空泵。

其中，所述箱体上设有脱氧器，所述脱氧器与所述密封层连接。

其中，所述压力检测机构为箱体压力表，所述箱体压力表连接在下部空间进气阀上，用于检测箱体内部压力。

其中，所述光源支架为可升降支架。

其中，所述箱体设有载气进气阀和载气出气阀门，与所述的光催化反应系统配合，用于与色谱仪连接。

(三)有益效果