Фотокаталитический реактор, содержащий несколько фотокаталитических элементов - RU2020102123A
Код документа: RU2020102123A
Формула
1. Реакторная установка, содержащая корпус реакторной установки; и, по меньшей мере, один элемент реактора, расположенный внутри корпуса реакторной установки, при этом, по меньшей мере, один элемент реактора содержит корпус и плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри, по меньшей мере, одного корпуса элемента, причем корпус элемента реактора является оптически прозрачным и содержит, по меньшей мере, одно устройство ввода для подачи реактанта в, по меньшей мере, один элемент реактора и, по меньшей мере, одно устройства вывода для извлечения продукта каталитического превращения из, по меньшей мере, одного элемента реактора; и, по меньшей мере, один источник света, причем при применении, по меньшей мере, одного источника света элемент реактора выполнен с возможностью превращения реактанта в продукт каталитического превращения.
2. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, один источник света выполнен удлиненным и расположенным соосно вдоль центральной продольной оси корпуса реакторной установки.
3. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, один источник света расположен соосно внутри корпуса реакторной установки, а, по меньшей мере, один элемент реактора содержит несколько элементов реактора, расположенных вокруг, по меньшей мере, одного источника света.
4. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, один источник света включает, по меньшей мере, один источник света, выбранный из группы, состоящей из светодиода, металлогалогенной лампы, натриевой лампы высокого давления, ксеноновой лампы, лампы накаливания, люминесцентной лампы, галогенной лампы, газоразрядной лампы высокой интенсивности, лазер или их комбинация.
5. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что каждый из нескольких элементов реактора содержит корпус, имеющий внешнюю полость и центральную полость, расположенную соосно с внешней полостью, причем внешняя полость каждого элемента реактора содержит плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, а центральная полость выполнена с возможностью размещения в ней, по меньшей мере, одного источника света или средства терморегулирования.
6. Реакторная установка по п. 5, характеризующаяся тем, что средство терморегулирования является, по меньшей мере, одним металлическим стержнем, металлическими проводами или системой терморегулирования с жидким теплоносителем, а система терморегулирования с жидким теплоносителем включает (а) средство ввода жидкости, соединенное с первый концом центральной полости каждого элемента реактора и (b) средство вывода жидкости, соединенное со вторым концом центральной полости каждого элемента реактора, при этом обеспечивается возможность протекания подаваемой жидкости через каждый из нескольких элементов реактора для изменения температуры реакторной установки.
7. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит реакторный распределитель жидкости, соединенный, по меньшей мере, с одним устройством ввода каждого элемента реактора; и коллектор жидкости, соединенный с, по меньшей мере, одним устройством вывода каждого элемента реактора.
8. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит один или несколько фитингов, соединяющих, по меньшей мере, один элемент реактора с, по меньшей мере, одним каналом подачи для поступления, по меньшей мере, одного реактанта или, по меньшей мере, одного продукта каталитического превращения из корпуса, по меньшей мере, одного элемента реактора.
9. Реакторная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, один реактант находится в жидкой форме.
10. Реакторная установка, содержащая: концентратор солнечного излучения; и элемент фотокаталитического реактора, расположенный относительно концентратора солнечного излучения для увеличения попадания электромагнитного излучения на фотокаталитический элемент реактора.
11. Реакторная установка по п. 10, характеризующаяся тем, что концентратор солнечного излучения содержит отражатель или преломитель.
12. Реакторная установка по п. 10, характеризующаяся тем, что концентратор солнечного излучения содержит линзу Френеля, а фотокаталитический элемент реактора расположен в фокальной точке линзы Френеля.
13. Реакторная установка по п. 10, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит несколько концентраторов солнечного излучения и несколько фотокаталитических элементов реактора, расположенных относительно нескольких концентраторов солнечного излучения для увеличения попадания электромагнитного излучения на каждый из фотокаталитических элементов реактора.
14. Способ превращения, по меньшей мере, одного рактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения, включающий: распределение, по меньшей мере, одного реактанта в несколько элементов реактора, расположенных внутри корпуса реакторной установки, в котором каждый элемент реактора содержит оптически прозрачный корпус и плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри оптически прозрачного корпуса; освещают, по меньшей мере, одним источником света внутреннюю часть корпуса реакторной установки, чтобы инициировать превращение несколькими элементами реактора, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращение; и собирают, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения из нескольких элементов реактора.
15. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что корпус реакторной установки содержит светоотражающую внутреннюю поверхность, при этом способ дополнительно обеспечивает отражение света, по меньшей мере, от одного источника света от светоотражающей внутренней поверхности корпуса реакторной установки на несколько элементов реактора.
16. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус каждого элемента реактора содержит внешнюю полость и центральную полость, расположенную соосно с внешней полостью, причем внешняя полость каждого элемента реактора содержит плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, а центральная полость каждого элемента реактора содержат источник света, при этом освещение обеспечивают источником света, расположенным в центральной полости каждого из нескольких элементов реактора.
17. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус каждого из нескольких элементов реактора содержит внешнюю полость и центральную полость, расположенную соосно с внешней полостью, причем внешняя полость каждого элемента реактора включает плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, а центральная полость каждого элемента реактора имеет средство терморегулирования, при этом способ дополнительно включает нагревание посредством средства терморегулирования в каждом из нескольких элементов реактора для способствования превращению, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения.
18. Способ по п. 17, характеризующийся тем, что средство терморегулирования каждого из нескольких элементов реактора обеспечивает подачу жидкого теплоносителя через устройство ввода жидкости, соединенного с первым концом центральной полости каждого из нескольких элементов реактора, к устройству вывода жидкости, соединенного со вторым концом центральной полости каждого из нескольких элементов реактора, при этом жидкий теплоноситель нагревает каждый из нескольких элементов реактора.
19. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что дополнительно включает нагревание нескольких элементов реактора посредством, по меньшей мере, одного реактанта, реагирующего с плазмонным фотокатализатором в каждом из нескольких элементов реактора.
20. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один источник света включает в себя источник света, внешний по отношению к корпусу реакторной установки, при этом корпус реакторной установки является, по меньшей мере, частично оптически прозрачным, при этом освещение внутренней части корпуса реакторной установки включает в себя направление электромагнитного излучения от источника света через корпус реакторной установки на несколько фотокаталитических элементов реактора.
21. Реакторная установка, содержащая: корпус реакторной установки; несколько элементов реактора, расположенных внутри корпуса реакторной установки, причем каждый элемент реактора включает: корпус, имеющий светоотражающую внутреннюю поверхность; устройство ввода, устройство вывода и источник света; и, по меньшей мере, один плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса элемента реактора, причем плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом; распределитель для ввода, по меньшей мере, одного реактанта в несколько элементов реактора через устройство ввода каждого элемента реактора; и коллектор для сбора, по меньшей мере, одного продукта каталитического превращения из нескольких элементов реактора через устройство вывода каждого элемента реактора.
22. Реакторная установка, содержащая: корпус реакторной установки; и, по меньшей мере, один элемент реактора, расположенный внутри корпуса реакторной установки, причем, по меньшей мере, один элемент реактора включает корпус и плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри, по меньшей мере, одного корпуса элемента реактора, причем корпус элемента реактора является оптически прозрачным и содержит, по меньшей мере, одно устройство ввода для подачи реактанта в, по меньшей мере, в один элемент реактора и, по меньшей мере, одно устройство вывода для извлечения продукта каталитического превращения из, по меньшей мере, одного элемента реактора; при этом элемент реактора выполнен с учетом применения, по меньшей мере, одного источника света для превращения реактанта в продукт каталитического превращения.
