PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置

傳統化學反應主要是通過加熱的方式活化反應物，為體系提供跨越熱力學能壘的能量，促使反應物向產物的轉化。在熱催化體系中，反應物分子在催化劑表面吸附活化，改變化學反應路徑、從而降低反應活化能使反應容易進行。而光催化則是利用光子的能量來催化反應，反應機理和路徑與熱催化截然不同，反應條件溫和，易操作。

近幾年來，伴隨著催化研究的逐漸深入，科學家們發現光熱協同催化既可以提高催化反應的效率，又能將低密度的太陽能轉變為高密度的化學能，兩者的有效結合可以超越單獨熱催化和光催化所能達到的效果，而且通過改變反應條件，可以調控反應的活性和選擇性，在能源和環境領域具有不可估量的價值，是當前新型催化技術的研究焦點。

泊菲萊科技推出PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置為系統研究光熱催化反應提供了平臺，創新的石英柱導光方式以及反應器設計，提高了光源的輻照效率以及催化劑的吸光面積，滿足光熱協同催化下氣固相反應的需求。

應用領域    ▲特別適用   ●較為適用  ○可以使用

▲ 催化劑材料氣氛燒結

▲ 催化劑材料的活性評價

▲ 氣固相光熱催化反應

▲ 氣體污染物的光熱催化降解

適用的反應類型

▲ 甲烷重整制氫

▲ 二氧化碳還原

▲ 甲烷/二氧化碳重整

▲ 甲烷偶聯

▲ 乙烷脫氫

▲ 費托合成

▲ VOCs光熱催化降解

▲ 大氣中NO_x以及SO₂的轉化機理研究

關鍵特征

全新的光照系統，提升光的利用效率

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置采用石英光柱結合系統，讓光源直達爐芯，減少光傳輸過程損失，更大程度上增加光照效率。靈活多變的光柱設計和石英反應器類型可充分配合催化劑的裝填方式，讓每一束光都能從外部以高效率照射到催化劑表面，大大提升了光熱系統中光源利用效率。

與斜照和側照模式相比，平照式催化劑受光面積更大，催化劑受光的均勻性更好，還能實現反應物穿透催化劑的反應模式，讓催化劑對光的吸收效率和底物的吸附效率同時達到。

為了進一步提高光熱催化轉化效率，PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置配備了的創新環照式反應器，將催化劑裝填在光源四周，有效地將催化劑受光面積由平面照射的0.3 cm²大幅提升至約20 cm²，催化劑與光能夠充分接觸。同時，在保證光有效穿透前提下，催化劑負載量從0.9 mL提升至9 mL，在有效提升光利用效率的同時，也能提高底物的吸附量及轉化率，為工業化光熱反應系統的實現提供新的思路。

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置采用便捷式光源定位裝置設計，提升光源定位效率，多向可調節孔位的支撐板方便前后左右調整光源的位置，配套泊菲萊科技自主開發的光源系統，可以保證每次實驗光源的穩定性，確保每一次實驗結果的準確性。

精心設計的溫控結構，提高熱能的利用效率

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置設置了四級溫度管理結構。包含氣體預熱系統、管道伴熱結構、反應系統和冷凝分離系統。并對其中的預熱室、管道伴熱帶、加熱套以及反應室進行反應過程中全程溫度和壓力的實時監測，更好地模擬光熱催化的化工反應過程。

氣體預熱系統負責將反應氣先加熱到一個設定溫度，管道伴熱結構可減少氣體從預熱系統傳輸到反應系統過程中的熱損失。兩級系統使得反應氣以較高的溫度進入反應系統，以保證反應氣通過爐芯時能迅速達到設定反應溫度，減小反應系統的負擔也保證反應溫度的準確性；冷凝分離系統可對反應氣進行快速降溫并對液體反應物或者產物進行冷凝分離，減小高溫以及液體物質對后續背壓閥等元件的損害。

預熱系統和反應系統均可設置16段程序升溫控溫模式，實現一次實驗即可確定反應起始溫度，并研究不同反應溫度下的反應速率及轉化率，讓每一份熱能都能用得恰到好處。

為了使液體反應物也能參與反應，PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置也設計了液體輸送-汽化-管道伴熱-冷凝分離四個功能模塊。

液體輸送系統保證進入預熱室的液體量保持恒定；

預熱室采用特殊汽化器結構設計，有效避免出現因汽化裝置體積龐大、汽化后氣體輸出不穩定和無法實時汽化等問題，保證輸出穩定的液體汽化混合氣；

管道伴熱結構可有效避免液體在進入反應室前出現冷凝現象；

反應后的冷凝分離系統能夠將未反應的液體原料和反應生成的液體產物迅速冷凝至分離器中進行收集，用于后續反應過程分析。

配置靈活多樣，體驗定制級服務

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置從反應室、光照方式以及反應溫度壓力條件等多個維度設置了不同的配置，盡量滿足不同反應速率和反應條件的光熱催化反應的需求。

反應室可以選擇豎式爐和臥式爐兩種類型；

光照方式可以選擇頂面平照式反應器和環照式反應器；

針對不同反應溫度和壓力條件，裝置有多種規格，常規型中溫低壓裝置（~650℃、~3 MPa）、標準型高溫中壓裝置（~850℃、~6 MPa）及高溫高壓的反應（~1150℃、~10 MPa）。

如果上述配置仍不能滿足反應需求，泊菲萊科技也提供裝置的定制化服務，打造最合適的光熱催化反應裝置。

二級報警功能，為實驗安全保駕護航

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置在硬件程序控制和軟件上設計了對溫度和壓力實行過限的雙重保護機制，讓光熱反應進行得更安全放心。

如在實驗過程中出現泄漏、功能失控或壓力過限等安全問題時，系統自動啟動連鎖保護。

溫度為兩級報警，溫度高于設定值時聲光報警，高于第二設定值時自動停止加熱。

壓力高于設定值時聲光報警并進行停止進料。

取樣形式多樣，可在線分析氣體產物

PLR-RP系列光熱催化反應評價裝置單獨設有氣相配氣口，適用于氣體標定使用；

裝置設計多種取樣形式，如氣體在線進/取樣、氣體間歇取樣和液體取樣等，可同時配套前級減壓裝置、后級檢測裝置（質譜儀、氣相色譜儀等），實現反應過程在線檢測及反應產物的全檢測。

管式氣固相反應評測系統 性能參數表

注：有關裝置物料流率及催化劑裝填量以具體反應器適配為準，詳細見反應器規格選型表。