CN210261206U - 一种基于太阳能聚光镜的光催化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能聚光镜的光催化装置，包括太阳聚光镜、角度调节机构、光催化反应池、循环系统、冷却系统、检测系统及底座，太阳聚光镜位于光催化反应池的上方，角度调节机构调节太阳聚光镜的角度；循环系统包括水泵、循环水管入口、循环水管出口及循环水管，循环水管入口和循环水管出口与光催化反应池连通，冷却系统包括冷却水管和水流控制器，循环水管嵌入冷却水管中，检测系统包括置于光催化反应池中的温度传感器、PH传感器和浊度传感器。本实用新型利用太阳能聚光镜聚集太阳光作为光源，实现数倍聚光增强了照射强度，提高了对太阳能的利用效率，采用太阳能光伏水冷系统对光催化反应体系进行水冷降温，提高了光催化效率。

Description

一种基于太阳能聚光镜的光催化装置

技术领域

本实用新型属于光催化技术领域，尤其涉及一种基于太阳能聚光镜的光催化装置。

背景技术

光催化反应是半导体光催化剂在光的驱动下进行氧化还原反应的过程，通过光催化可对难生化降解的污染物进行降解，目前在光催化研究中，由于太阳光是一种绿色无污染，且取之不尽、用之不竭的能源，因而光催化装置的光源多采用太阳光，但直接采用太阳光时，其强度有限，加之直射时间短等因素，导致光催化剂很难在太阳光的驱动下快速彻底地降解污染物，因此研究人员通过氙光灯来模拟太阳光，但氙光灯的工作电流很大，一般状态下为10A，耗能很大，无法达到节约能源的目的。另外，光催化反应池的温度控制是一项很难解决的问题，在测试光催化剂的催化效率时，随着光照的持续进行，反应池中的温度会逐渐升高，使得测量结果会出现较大偏差，因而必须为其配备冷却系统，但现有的光催化冷却系统主要是通过循环水冷却，反应体系的温度难以调控，直接影响测量结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于太阳能聚光镜的光催化装置，旨在解决上述背景技术中现有光催化反应中太阳光使用不充分、光降解效率低以及光催化过程中温度难以调控的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于太阳能聚光镜的光催化装置，包括太阳聚光镜、角度调节机构、光催化反应池、循环系统、冷却系统、检测系统及底座，所述太阳聚光镜位于光催化反应池的上方，所述光催化反应池置于底座上，所述光催化反应池上设置有进水管和出水管，所述太阳聚光镜的两侧通过固定杆支撑于底座上；所述角度调节机构包括角度控制器、转动把手及角度控制杆，所述转动把手安装于角度控制器上，所述角度控制器安装于太阳聚光镜一侧的固定杆上，所述角度控制器联动连接角度控制杆，所述角度控制杆的上端固定于太阳聚光镜边缘上；所述循环系统包括水泵、循环水管入口、循环水管出口及循环水管，所述水泵设置于循环水管上，所述循环水管的一端为循环水管入口，另一端为循环水管出口，所述循环水管入口和循环水管出口与所述光催化反应池连通，所述冷却系统包括冷却水管和水流控制器，所述冷却水管的进水口处设置水流控制器，所述循环水管嵌入所述冷却水管中，所述检测系统包括置于光催化反应池中的温度传感器、PH传感器和浊度传感器，所述温度传感器分别与水泵、水流控制器电连接。

优选地，所述水泵、水流控制器、温度传感器、PH传感器和浊度传感器均与蓄电池连接，所述蓄电池与光伏板连接。

优选地，所述进水管和出水管上分别设有进水管过滤器和出水管过滤器。

优选地，所述PH传感器和浊度传感器均与出水管过滤器的闸门电连接。

优选地，所述角度控制器中设置有齿轮，所述齿轮安装于固定杆上，所述齿轮的转动面为竖直面，所述转动把手安装于齿轮转轴上，所述角度控制杆的下部为竖直设置的齿条，所述齿轮与齿条相啮合。

优选地，所述进水管设置于光催化反应池的上部，所述出水管设置于光催化反应池的下部。

优选地，所述循环水管入口设置于光催化反应池的下部，所述循环水管出口设置于光催化反应池的上部。

优选地，所述循环系统和冷却系统对应各设置多组。

优选地，所述太阳聚光镜的外周设有太阳聚光镜控制圈，所述固定杆和角度控制杆的上端均固定于太阳聚光镜控制圈上。

优选地，所述太阳聚光镜控制圈由橡胶制成。

相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型利用球面折射型太阳能聚光镜聚集太阳光作为光源照射于光催化反应池中，实现数倍聚光增强了照射强度，提高了对太阳能的利用效率。同时为了调控光催化反应体系的温度，采用了太阳能光伏水冷系统，利用太阳能对光催化反应体系进行水冷降温，节约能源。本实用新型提高了光催化效率，为光催化技术的推广提供了可参考的理论依据和实践经验。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种基于太阳能聚光镜的光催化装置的主视图。

图2是本实用新型实施例提供的一种基于太阳能聚光镜的光催化装置的后视图。

图3是本实用新型实施例提供的一种基于太阳能聚光镜的光催化装置的左视图。

图4是本实用新型实施例提供的一种基于太阳能聚光镜的光催化装置的右视图。

图5是本实用新型实施例提供的角度调节机构的结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的循环系统和冷却系统的结构示意图。

图中：1、太阳聚光镜控制圈；2、温度传感器；3、角度控制器；301、齿轮；302、齿条；4、转动把手；5、水泵；6、出水管；7、出水管过滤器；8、光催化反应池；9、底座；10、太阳聚光镜；11、PH传感器；12、浊度传感器；13、固定杆；14、角度控制杆；15、进水管过滤器；16、进水管；17、循环水管入口；18、循环水管出口；19、循环水管；20、冷却水管；21、水流控制器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照如1-图4，一种基于太阳能聚光镜的光催化装置，包括太阳聚光镜10、角度调节机构、光催化反应池8、循环系统、冷却系统、检测系统及底座9，太阳聚光镜10采用一面聚光性好的凸透镜，太阳聚光镜10的两侧通过固定杆13支撑于底座9上，将太阳聚光镜10置于光催化反应池8的上方，光催化反应池8置于底座9上，光催化反应池8上设置有进水管16和出水管6，进水管16用于向光催化反应池8中注入待降解液，出水管6用于将降解后的液体排除光催化反应池8，为了防止待降解液中的杂质通过进水管16进入光催化反应池8中，在进水管16上安装进水管过滤器15，为防止降解后的液体排除时光催化反应池8中的光催化剂也随之排除，在出水管6上安装出水管过滤器7；为了方便待降解液的注入和降解后液体的排除，将进水管16设置于光催化反应池8的上部，出水管6设置于光催化反应池8的下部。

角度调节机构包括角度控制器3、转动把手4及角度控制杆14，转动把手4安装于角度控制器3上，角度控制器3安装于太阳聚光镜10一侧的固定杆13上，角度控制器3联动连接角度控制杆14，角度控制杆14的上端固定于太阳聚光镜10边缘上，太阳聚光镜10与固定杆13、角度控制杆14的上端连接时可采用如下方式：在太阳聚光镜10的外周包裹由橡胶制成太阳聚光镜控制圈1，将固定杆13、角度控制杆14的上端固定于太阳聚光镜控制圈1上，固定杆13、角度控制杆14的上端与太阳聚光镜控制圈1之间可以活动，以确保调节角度控制杆14的高度时太阳聚光镜控制圈1能发生适当倾斜，通过调节太阳聚光镜控制圈1的角度来调节太阳聚光镜10的角度，使其充分吸收直射的太阳光。角度控制器3的结构可采用齿轮齿条结构，具体如下：在角度控制器3中设置齿轮301，使齿轮301的转动面为竖直面，转动把手4安装于齿轮301的转轴上，角度控制杆14的下端为竖直设置的齿条302，齿轮301与齿条302相啮合，通过转动把手4带动齿轮301转动，齿轮301联动齿条302上下运动，进而调节角度控制杆14的升降来控制太阳聚光镜10的方位角度；角度调节机构主要是用来控制太阳聚光镜10的方位，由于地球自转使得太阳光直射地球上某地的角度发生变化，为了尽可能的使得更多的太阳光直射太阳聚光镜10，使更多的光线进入光催化反应池8。

循环系统包括水泵5、循环水管入口17、循环水管出口18及循环水管19，水泵5设置于循环水管19上，循环水管19的一端为循环水管入口17，另一端为循环水管出口18，循环水管入口17与光催化反应池8的下部连通，循环水管出口18与光催化反应池8的上部连通。在进行光催化反应时，水泵5将光催化反应池8中的降解液抽出通过循环水管入口17进入循环水管19，再由循环水管出口18进入光催化反应池8中形成循环过程。

冷却系统包括冷却水管20和水流控制器21，冷却水管20的进水口处设置水流控制器21，循环水管19嵌入冷却水管20中，参照图5，循环水管19中循环流动的降解液受到冷却水管20中的冷却水进行冷却降温。为了加快降解液的循环，提高其冷却效果，将循环系统和冷却系统对应各设置多组。

检测系统包括置于光催化反应池8中的温度传感器2、PH传感器11和浊度传感器12，温度传感器2分别与水泵5、水流控制器21电连接。温度传感器2采集光催化反应池8中液体的温度，根据预设的控温区间控制水泵5的启停及转速，进而控制待降解液的循环状态及调节循环水管19中降解液的流速，当光催化反应池8中的溶液温度升高到某一设定的值时，水泵5开始工作，通过循环系统使光催化反应池中的液体开始循环，同时，温度传感器2根据预设的控温区间控制水流控制器21，通过水流控制器21控制冷却水管20中冷却水的流速，将光催化反应池8中液体的热量带走，起到降温的作用；当温度较高时，循环水管19中降解液的流速和冷却水的流速均加快，实现快速降温，使降解液的温度控制在预设温度区间。PH传感器11用来检测光催化反应池8中液体的酸碱度，浊度传感器12用来检测光催化反应池8中液体的浊度，PH传感器11和浊度传感器12均与出水管过滤器7的闸门电连接，当PH传感器11和浊度传感器12检测到降解液的水质达标后，PH传感器11和浊度传感器12将信号传至出水管过滤器7的闸门，使该闸门打开，降解完全的水质通过出水管6排除，而催化剂通过出水管过滤器7过滤掉。本实用新型中水泵5、水流控制器21、温度传感器2、PH传感器11和浊度传感器12均与蓄电池连接，蓄电池与光伏板连接，本实用新型中所需要的电能均由光伏板以及配套的蓄电池提供。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，包括太阳聚光镜、角度调节机构、光催化反应池、循环系统、冷却系统、检测系统及底座，所述太阳聚光镜位于光催化反应池的上方，所述光催化反应池置于底座上，所述光催化反应池上设置有进水管和出水管，所述太阳聚光镜的两侧通过固定杆支撑于底座上；所述角度调节机构包括角度控制器、转动把手及角度控制杆，所述转动把手安装于角度控制器上，所述角度控制器安装于太阳聚光镜一侧的固定杆上，所述角度控制器联动连接角度控制杆，所述角度控制杆的上端固定于太阳聚光镜边缘上；所述循环系统包括水泵、循环水管入口、循环水管出口及循环水管，所述水泵设置于循环水管上，所述循环水管的一端为循环水管入口，另一端为循环水管出口，所述循环水管入口和循环水管出口与所述光催化反应池连通，所述冷却系统包括冷却水管和水流控制器，所述冷却水管的进水口处设置水流控制器，所述循环水管嵌入所述冷却水管中，所述检测系统包括置于光催化反应池中的温度传感器、PH传感器和浊度传感器，所述温度传感器分别与水泵、水流控制器电连接。

2.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述水泵、水流控制器、温度传感器、PH传感器和浊度传感器均与蓄电池连接，所述蓄电池与光伏板连接。

3.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述进水管和出水管上分别设有进水管过滤器和出水管过滤器。

4.如权利要求3所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述PH传感器和浊度传感器均与出水管过滤器的闸门电连接。

5.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述角度控制器中设置有齿轮，所述齿轮安装于固定杆上，所述齿轮的转动面为竖直面，所述转动把手安装于齿轮转轴上，所述角度控制杆的下部为竖直设置的齿条，所述齿轮与齿条相啮合。

6.如权利要求3所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述进水管设置于光催化反应池的上部，所述出水管设置于光催化反应池的下部。

7.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述循环水管入口设置于光催化反应池的下部，所述循环水管出口设置于光催化反应池的上部。

8.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述循环系统和冷却系统对应各设置多组。

9.如权利要求1所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述太阳聚光镜的外周设有太阳聚光镜控制圈，所述固定杆和角度控制杆的上端均固定于太阳聚光镜控制圈上。

10.如权利要求9所述的基于太阳能聚光镜的光催化装置，其特征在于，所述太阳聚光镜控制圈由橡胶制成。

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