一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统和方法

技术领域

本公开涉及二氧化碳捕获领域，具体地，涉及一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统和方法。

背景技术

化石燃料的广泛应用导致大量二氧化碳气体排放，温室效应加剧，严重影响全球气候，因此，如何有效降低二氧化碳浓度成为人们关注的焦点。现有技术常采用光催化还原的方法将收集起来的二氧化碳和可再生能源发电驱动的电解水制备的氢气转化为能源化合物。

然而，现有技术中的CN206730862U公开了一种光催化还原二氧化碳反应器，该反应器的螺旋状反应管为二氧化碳和氢气的反应的主体，并且在螺旋状反应管的内壁附上光催化剂，能够使二氧化碳和氢气转化为能源化合物，但是该反应器在进行加氢反应时，加氢反应物料仅在螺旋状反应管内流动并与附着在内壁的光催化剂接触进行反应，加氢反应的路径通道单一且加氢反应区域较小，一方面，光源产生的光在反应器中照射时被阻挡，导致光能利用率低，另一方面，反应物料与催化剂接触的总表面积较小，因此，光催化反应的效率和质量较低。

发明内容

本公开的目的是提供一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统和方法，以解决现有技术中存在的反应路径通道单一、光利用率低、加氢反应物料与催化剂的总表面积小以及反应条件不灵活的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统，该系统包括气体掺混器、光催化反应器组、风机、液体收集器和气体收集器；所述光催化反应器组包括多个并联设置的光催化反应器；所述光催化反应器包括整体呈圆筒结构的壳体、温度调节层、漫反射层、催化剂弧形薄板组和可调波长光源；所述壳体内部自上而下依次设有进料室、反应室和出料室；所述温度调节层包覆于所述反应室的外侧；所述漫反射层、所述催化剂弧形薄板组和所述可调波长光源由外至内依次设置在所述反应室内部；所述进料室和所述出料室分别设有进料口和出料口；所述进料口与所述气体掺混器的出口连通，所述出料口与所述风机的入口连通；所述反应室的顶面和底面分别设有通孔，以使所述进料室和所述出料室与所述反应室分别通过所述通孔连通；所述催化剂弧形薄板组包括多个催化剂弧形薄板，所述催化剂弧形薄板的侧壁附有光催化剂；所述催化剂弧形薄板的上下两端分别延伸至所述进料室和所述出料室，所述弧形薄板的凹面朝向所述壳体的轴线。

可选地，所述漫反射层设置在所述温度调节层的内壁上；所述可调波长光源沿所述壳体的轴向设置在所述反应室的内部，优选与所述反应室同轴设置；所述可调波长光源包括氙灯光源、QTH可调石英卤素灯光源、氘灯光源和卤钨灯光源中的一种或几种。

可选地，所述催化剂弧形薄板的板面沿壳体的轴向延伸，所述催化剂弧形薄板为等厚的弧形薄板，且上下等宽；所述弧形薄板的弧度α为20～30rad，厚度为1～10mm；多个所述催化剂弧形薄板平行设置，多个所述催化剂弧形薄板在垂直于轴向的平面上沿同一圆周间隔布置。

可选地，所述反应室与所述壳体的高度的比值为(0.5～0.7)：1；所述通孔的孔径为5～10mm。

可选地，所述光催化反应器组中光催化反应器的个数为3个及3个以上。

可选地，该系统还包括控制单元以及设置于所述光催化反应器组的入口处的二氧化碳浓度检测器；所述控制单元分别与所述二氧化碳浓度检测器、每个所述光催化反应器中的可调波长光源和每个所述光催化反应器中的温度调节层电连接，用于接受二氧化碳浓度检测器的信号，并根据该信号调节每个所述光催化反应器中的可调波长光源和/或所述温度调节层的输入功率。

本公开第二方面采用第一方面所述的系统进行二氧化碳催化还原加氢反应的方法，该方法包括：使二氧化碳和氢气进入气体掺混器混合后，得到加氢反应物料；使所述加氢反应物料分别进入各个光催化反应器内部，并与所述催化剂弧形薄板组附着的光催化剂接触进行加氢反应，得到加氢反应产物；使每个所述光催化反应器中的加氢反应产物依次经风机和液体收集器进入气体收集器。

可选地，所述光催化剂包括二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒和氧化锡颗粒中的一种或几种。

可选地，所述加氢反应的条件包括：反应温度为50～100℃，反应物停留时间为5～10s，可调波长光源的光辐照强度为20～200W/m

可选地，该方法还包括，控制单元根据所述加氢反应物料中的二氧化碳的浓度和所述光催化反应器组中光催化反应器的个数，调节每个所述光催化反应器中的可调波长光源和/或所述温度调节层的输入功率。

通过上述技术方案，光催化反应器的温度调节层与壳体的顶部之间形成进料室、与所述壳体的底部之间形成出料室以及温度调节层的内部腔室形成反应室，并且，使反应室与进料室和出料室之间通过多个通孔连通，能够使加氢反应物料经进料室缓冲后由通孔进入反应室内与光催化剂接触进行加氢反应，加氢反应物料在进入反应室后扩散至整个反应室内，能够提升加氢反应物料在光催化剂反应器中的停留时间，进而能够提升二氧化碳的加氢反应效果。并且，在反应室内设置多个侧壁附着有光催化剂的催化剂弧形薄板，使加氢反应物料在催化剂弧形薄板的侧壁上进行反应，能够提升加氢反应物料与催化剂接触的总表面积，进而提升二氧化碳的加氢反应效率和效果。同时，在光催化剂反应器中设置漫反射层，能够让光线在一个相对较小的封闭空间内不断反射，可以显著提高光的利用率，相应的提高光催化反应的效率和效果。并且，光催化反应器组中设置多个并联设置的光催化反应器，以使加氢反应物料分别进入各个光催化反应器中进行加氢反应，能够在保证加氢反应的效果的同时，提升加氢反应单位时间的处理量。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种光催化反应器的截面的示意图。

图2是本公开另一种光催化反应器的俯视图。

图3是本公开一种光催化反应器使用的催化剂弧形薄板的示意图。

图4是本公开一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统的示意图。

图5是本公开对比例1中使用的光催化反应器的示意图。

附图标记说明

1、气体掺混器；2、光催化反应器组；2-1、一级光催化反应器；2-2、二级光催化反应器；2-3、三级光催化反应器；2-4、四级光催化反应器；2-5、五级光催化反应器；2-6、六级光催化反应器；3、风机；4、液体收集器；5、气体收集器；9、控制单元；20、壳体；21、温度调节层；22、漫反射层；23、催化剂弧形薄板；24、可调波长光源；25、进料室；26、出料室；27、通孔；29、加热层；30、反光层；31、反应管；32、光源。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，例如参考图1的图面方向，“内、外”是指相对于装置轮廓而言的。此外，术语“第一、第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一、第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本公开第一方面提供一种多级并联二氧化碳催化还原加氢反应的系统，该系统包括气体掺混器1、光催化反应器组2、风机3、液体收集器4和气体收集器5；所述光催化反应器组2包括多个并联设置的光催化反应器；所述光催化反应器包括整体呈圆筒结构的壳体20、温度调节层21、漫反射层22、催化剂弧形薄板组和可调波长光源24；所述壳体20内部自上而下依次设有进料室25、反应室和出料室26；所述温度调节层21包覆于所述反应室的外侧；所述漫反射层22、所述催化剂弧形薄板组和所述可调波长光源24由外至内依次设置在所述反应室内部；所述进料室25和所述出料室26分别设有进料口和出料口；所述进料口与所述气体掺混器1的出口连通，所述出料口与所述风机3的入口连通；所述反应室的顶面和底面分别设有通孔27，以使所述进料室25和所述出料室26与所述反应室分别通过所述通孔27连通；所述催化剂弧形薄板组包括多个催化剂弧形薄板23，所述催化剂弧形薄板23的侧壁附有光催化剂；所述催化剂弧形薄板23的上下两端分别延伸至所述进料室25和所述出料室26，所述弧形薄板的凹面朝向所述壳体20的轴线。

通过上述技术方案，光催化反应器的温度调节层与壳体的顶部之间形成进料室、与所述壳体的底部之间形成出料室以及温度调节层的内部腔室形成反应室，并且，使反应室与进料室和出料室之间通过多个通孔连通，能够使加氢反应物料经进料室缓冲后由通孔进入反应室内与光催化剂接触进行加氢反应，加氢反应物料在进入反应室后扩散至整个反应室内，能够提升加氢反应物料在光催化剂反应器中的停留时间，进而能够提升二氧化碳的加氢反应效果。并且，在反应室内设置多个侧壁附着有光催化剂的催化剂弧形薄板，使加氢反应物料在催化剂弧形薄板的侧壁上进行反应，能够提升加氢反应物料与催化剂接触的总表面积，进而提升二氧化碳的加氢反应效率和效果。同时，在光催化剂反应器中设置漫反射层，能够让光线在一个相对较小的封闭空间内不断反射，可以显著提高光的利用率，相应的提高光催化反应的效率和效果。并且，光催化反应器组中设置多个并联设置的光催化反应器，以使加氢反应物料分别进入各个光催化反应器中进行加氢反应，能够在保证加氢反应的效果的同时，提升加氢反应单位时间的处理量。

本公开所使用的气体掺混器为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，例如，气体掺混器整体呈圆柱形筒体，在圆柱形筒体的顶面上开设有氢气进口和二氧化碳进口，在圆柱形筒体的底面上开设有混合原料气出口；并且，在圆柱形筒体的内部交错设有多个扰流片，以使氢气和二氧化碳在扰流片的作用下混合均匀。

一种实施方式中，在所述气体掺混器1的出口管线上还设有第一阀门6，以控制加氢反应物料是否进入光催化反应器组2。

本公开所使用的风机为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，只要能够将光催化反应器中的加氢反应产物输送到液体收集器4中即可。

本公开所使用的液体收集器4和气体收集器均为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，例如，液体收集器4可以选自气液分离塔和/或气液分离罐。在该实施方式中，液体收集器4包括加氢反应产物入口、液相产物出口和分离气相出口，所述液体收集器4的加氢反应产物入口与所述风机3的出口连通，以使加氢反应产物能够进入液体收集器4；所述液体收集器4的液相产物出口用于与液相产物使用装置连通；所述液体收集器4的分离气相出口与所述气体收集器的入口连通，以使分离出的气相能够被气体收集器收集。

一种实施方式中，所述光催化反应器组2中光催化反应器的个数为3个及3个以上；例如，所述光催化反应器组2中光催化反应器的个数为3个、4个、5个或6个。

一种具体的实施方式中，本公开的光催化反应器组2中光催化反应器的个数为6个，分别为一级光催化反应器2-1、二级光催化反应器2-2、三级光催化反应器2-3、四级光催化反应器2-4、五级光催化反应器2-5和六级光催化反应器2-6；所述一级光催化反应器2-1的入口、二级光催化反应器2-2的入口、三级光催化反应器2-3的入口、四级光催化反应器2-4的入口、五级光催化反应器2-5的入口和六级光催化反应器2-6的入口分别与所述气体掺混器1的出口连通；所述一级光催化反应器2-1的出口、二级光催化反应器2-2的出口、三级光催化反应器2-3的出口、四级光催化反应器2-4的出口、五级光催化反应器2-5的出口和六级光催化反应器2-6的出口分别与所述风机3的入口连通。

一种实施方式中，为了能够对任意一个光催化反应器进检修或停用，可以在每个光催化反应器的入口管线上设有阀门。

如图1和图2所示，光催化反应器中的温度调节层21整体呈圆筒结构，该圆筒结构设置在所述壳体20的内部，其中，温度调节层21的侧壁与所述壳体20的内壁紧密结合且温度调节层21的内部空腔形成反应室；温度调节层21的顶面与所述壳体20的顶部之间留有间隙以形成进料室25、温度调节层21的底面与所述壳体20的底部之间留有间隙以形成出料室26。

一种实施方式中，为了进一步提升反应物料在反应室的停留时间，一方面，将所述反应室的顶面和底面均匀的设有多个通孔27且该通孔27的孔径为5～10mm，优选为7～8mm；另一方面，使所述反应室的顶面上开设的通孔27与所述反应室的底面开设的通孔27交错设置。

其中，所述反应室的顶面的通孔27开设在上层温度调节层21，所述反应室的底面的通孔27开设在下层温度调节层21。

一种实施方式中，所述温度调节层21使用的温度调节装置为本领域常规选择，本申请不做任何要求，例如，所述温度调节层21使用的温度调节装置为电加热器。

一种实施方式中，所述反应室的高度与所述壳体20的高度之比为(0.5～0.7)：1，优选为(0.55～0.65)：1。

一种实施方式中，反应室的内部腔室内部设有漫反射层22，所述漫反射层22置在所述温度调节层21的内壁上；所述漫反射层22整体结构可以为本领域常规选择，例如，漫反射层22整体结构可以为方形筒体结构、圆形筒体结构或者不规则筒体结构，优选为圆形筒体结构，进一步优选为不含有顶面和底面的圆形筒体结构。

其中，所述漫反射层22与所述温度调节层21的内壁可以紧密结合，也可以留有一定空隙，优选的，所述漫反射层22与所述温度调节层21的内壁之间紧密结合。

一种实施方式中，所述漫反射层22为反射光栅层，其中，每毫米刻线的反射光栅层上含有1000～1500条光学狭缝。所述反射光栅层的材质包括PET、PP、PVC和TPU等环保材质中的一种或几种。

一种实施方式中，所述可调波长光源24的形式为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，例如，本公开所使用的光源的形式为杆状光源的形式。所述可调波长光源24沿所述壳体20的轴向设置在所述反应室的内部，优选的，可调波长光源24与所述壳体20同轴设置。

一种实施方式中，所述可调波长光源24可以选自TLS系列可调波长光源或CP-L系列波长可调单色光源；优选的，可调波长光源24包括氙灯光源、QTH可调石英卤素灯光源、氘灯光源和卤钨灯光源中的一种或几种。在该实施方式中，所述可调波长光源24的波长为200nm-2500nm。

一种实施方式中，所述温度调节层21和可调波长光源24分别设有电输送装置，以使所述可调波长光源24可以根据输入功率调节光辐照强度。

一种实施方式中，所述催化剂弧形薄板组包括多个催化剂弧形薄板23，多个催化剂弧形薄板23均匀的设置在所述漫反射层22内侧和可调波长光源24外侧之间的区域中。

其中，所述催化剂弧形薄板23与所述可调波长光源24平行设置，即所述催化剂弧形薄板23的板面沿所述壳体20的轴向设置。

其中，多个所述催化剂弧形薄板23平行设置，多个所述催化剂弧形薄板23在垂直于轴向的平面上沿同一圆周间隔布置，另外，多个所述催化剂弧形薄板23贯穿所述反应室。

一种实施方式中，如图3所示，所述催化剂弧形薄板23为等厚的弧形薄板，且上下等宽；所述弧形薄板的高度与所述壳体20的高度之比为(0.7～0.95)：1，优选为(0.75～0.9)：1；所述等厚的弧形薄板的厚度为1～10mm，优选为5～10mm，进一步优选为7～8mm。所述弧形薄板的弧度α为20～30rad，优选为22～28rad。

一种实施方式中，弧形薄板的材质可以选自亚克力板、密度板、胶合板和细目工板中的一种或几种，为了进一步提升光的利用率，可以使所述催化剂弧形薄板23的材质设为透明的弧形薄板，例如，弧形薄板的材质可以为透明的亚克力板。

一种实施方式中，每个光催化反应器中可调波长光源24和/或所述温度调节层21的输入功率相同，具体的，该系统还包括控制单元9以及在所述光催化反应器组2的入口处设置二氧化碳浓度检测器；所述控制单元9分别与所述二氧化碳浓度检测器、每个所述光催化反应器中的可调波长光源24和每个所述光催化反应器中的温度调节层21电连接，用于接受二氧化碳浓度检测器的信号，并根据该信号调节每个所述光催化反应器中的可调波长光源24和/或所述温度调节层21的输入功率。

在该实施方式中，在进行加氢反应之前，将光催化反应的温度50～100℃、光辐照强度为20～200W/m

本公开第二方面采用第一方面所述的系统进行二氧化碳催化还原加氢反应的方法，该方法包括：使二氧化碳和氢气进入气体掺混器1混合后，得到加氢反应物料；使所述加氢反应物料分别进入各个光催化反应器内部，并与所述催化剂弧形薄板组附着的光催化剂接触进行加氢反应，得到加氢反应产物；使每个所述光催化反应器中的加氢反应产物依次经风机3和液体收集器4进入气体收集器5。

在该实施方式中，使所述加氢反应物料经多个光催化反应器并联设置的光催化反应器组2进行加氢反应，并使得到的加氢反应产物经过液体收集器4进行分离，使得到的液相产物出系统并收集得到的分离气相，能够在保证加氢反应的效果的同时，提升加氢反应单位时间的处理量。

一种实施方式中，每个光催化反应器中可调波长光源24和/或所述温度调节层21的输入功率相同，具体的，所述加氢反应的条件包括：反应温度为50～100℃，优选为60～80℃；反应物停留时间为5～10s，优选为7～8s；可调波长光源24的光辐照强度为20～200W/m

在该实施方式中，随着反应温度升高，加氢反应的速率会增加，因为反应的活化能会降低，分子运动速度会加快，反应物分子之间的碰撞频率也会增加。但当温度超过一个临界点时，反应速率会减慢，因为在高温下光催化剂会出现失活现象，所以加热层改进为可以调节温度，要根据不同的催化剂选择最佳的反应温度，使反应效率达到最大。反应系统吸收的光才能引起光化学反应，并且该系统对光的吸收具有选择性并具有合适的波长。

一种实施方式中，所述氢气的来源可以为通过太阳能、风能、生物质能等可再生能源发电驱动的电解水制备得到的，其中，所述氢气的浓度为90体积％以上。所述二氧化碳的来源可以为燃烧化石燃料、工业生产、农业活动和能源消耗中的一种或几种，其中，所述二氧化碳的浓度为90体积％以上。

在该实施方式中，由于氢气原料是通过电解水产生的，由于上述可再生能源产生的电能不稳定，会存在氢气浓度产生波动的情况，因此，经气体掺混器1混合得到的加氢反应物料中二氧化碳和氢气的比例不稳定，采用本公开的方法，能够根据上述比例，灵活的调节加氢反应的反应条件，能够避免因原料质量波动而产生的产品质量变差的问题。

一种实施方式中，进入所述气体掺混器1中的氢气和二氧化碳的进料量的摩尔比为(2～4)：1，优选为(2.5～3.5)：1。

一种实施方式中，所述光催化剂包括二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒和氧化锡颗粒中的一种或几种，优选为二氧化钛颗粒。优选的，所述光催化剂的平均粒径为10～50nm，优选为20～40nm。

在该实施方式中，当能量大于或等于能隙的光照射到光催化剂纳米粒子上时，其价带中的电子将被激发跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子—空穴对，使二氧化碳还原反应发生，因此，二氧化碳和氢气的加氢反应需要在光催化剂存在的条件下进行反应。

一种实施方式中，该方法还包括，使所述加氢反应产物在所述风机3的作用下进入液体收集器4进行气液分离，使得到的液相产物进入分馏装置进行分离处理，能够得到纯度较高的碳氢化合物，该碳氢化合物可直接作为燃料，也可以制成化学试剂；使所述液相产物出系统，使所述分离气相进入气体收集器5。

一种实施方式中，使气体收集器5收集的气相物料进入氢气提纯装置进行氢气提纯处理后返回气体掺混器继续使用。

一种实施方式中，液体收集器4中得到的液相产物主要由碳氢化合物和水组成。气体收集器5中得到的分离气相主要由碳氢化合物、氢气和二氧化碳组成。其中，碳氢化合物的成分主要包括甲烷、乙烯、乙烷和丙烯中的一种或几种。

一种实施方式中，如图1、图2和图4所示，进行二氧化碳催化还原加氢反应的方法包括：

使二氧化碳和氢气经气体掺混器1混合后，得到加氢反应物料；其中，二氧化碳和氢气的摩尔比为(2～4)：1；

将光催化反应的温度50～100℃、光辐照强度为20～200W/m

使所述加氢反应物料进入光催化反应器组2中，并与每个所述光催化反应器内部的催化剂弧形薄板组附着的光催化剂接触进行加氢反应，得到加氢反应产物；

使所述加氢反应产物在所述风机3的作用下进入液体收集器4进行气液分离，使得到的液相产物进入分馏装置进行分离处理，能够得到纯度较高的碳氢化合物，该碳氢化合物可直接作为燃料，也可以制成化学试剂；使所述液相产物出系统，使所述分离气相进入气体收集器5，而后使气体收集器5收集的气相物料进入氢气提纯装置进行氢气提纯处理后返回气体掺混器继续使用。

下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。本公开所使用的氢气为风电机组产生的电能电解水产生的，纯度为98体积％；本公开所使用的二氧化碳为燃烧化石燃料得到的，纯度为98体积％。

实施例1

采用图4的系统进行二氧化碳催化还原加氢反应，其中，所使用的光催化反应器如图1和图2所示，光催化反应器组中有6个光催化反应器，该光催化反应器的壳体呈圆柱体结构，该圆柱体结构的高度为1.2m、横截面的直径为1m，反应室的高度为0.8m、横截面的直径为0.8m，所述通孔27的孔径为5mm；所述光催化反应器采用的催化剂弧形薄板如图3所示，催化剂涂层弧形薄板的弧度α为25rad，厚度为1mm，所述弧形薄板的高度为0.9m，内壁附着的光催化剂为粒径为30nm的二氧化钛颗粒。

二氧化碳催化还原加氢反应的方法包括：

使二氧化碳和氢气经气体掺混器1混合后，得到加氢反应物料；其中，氢气和二氧化碳的摩尔比为3：1；

将光催化反应的温度70℃、光辐照强度为50W/m

使所述加氢反应物料进入光催化反应器组2中，并与每个所述光催化反应器内部的催化剂弧形薄板组附着的光催化剂接触进行加氢反应，得到加氢反应产物；

使所述加氢反应产物在所述风机3的作用下进入液体收集器4进行气液分离，使得到的液相产物进入分馏装置进行分离处理，能够得到纯度较高的碳氢化合物，该碳氢化合物可直接作为燃料，也可以制成化学试剂；使所述液相产物出系统，使所述分离气相进入气体收集器5，而后使气体收集器5收集的气相物料进入氢气提纯装置进行氢气提纯处理后返回气体掺混器继续使用。

实施例2

采用图4的系统进行二氧化碳催化还原加氢反应，并且，进行二氧化碳催化还原加氢反应的方法同实施例1，区别在于，在系统的光催化反应器组的入口处不设置二氧化碳浓度检测器且不含控制单元，以使光催化反应器的反应条件不随加氢反应物料中二氧化碳的浓度变化而变化。

对比例1

采用图4的系统进行二氧化碳催化还原加氢反应，区别在于，采用图5中的光催化反应器替换实施例1中的光催化反应器进行加氢反应，其中，该反应器整体呈圆筒体结构，并且从外到内依次包括加热层29、反光层30、反应管31和光源32；所述加热层29呈空心圆柱体的形式，用于为整个反应器的内部提供及保持所需的温度；所述反光层30附在该加热层29的内壁上，并用于将所述光源32所发射的光执行多次反射；所述光源32呈杆状且与所述加热层29保持同轴地延伸设置，用于提供光照辐射来执行光催化反应；所述反应管31呈中空管件的形式，并围绕所述光源32呈螺旋状延伸穿过整个所述加热层；此外，该反应管31的首尾两端分别具有物料进口和物料出口，且其内壁附有光催化剂，由此用于将反应管的中空管件内部保持盘旋地输送及同步反应。

表1实施例和对比例中产物的性质

由表1中所示，根据实施例1～2和对比例1中的数据进行比较可知，采用本公开的方法，能够在保证加氢反应的效果的同时，提升加氢反应单位时间的处理量。具体的，根据实施例1和实施例2中的数据进行比较可知，根据光催化反应器组入口处的加氢反应物料的二氧化碳浓度，灵活的调节光催化反应器的加氢反应的条件，能够进一步提升二氧化碳的加氢反应效果；根据实施例1和对比例1中的数据进行比较可知，采用本公开的光催化反应器，能够进一步提升二氧化碳的加氢反应效果。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。