標(biāo)準(zhǔn)常壓光熱協(xié)同固定床反應(yīng)器PFD-5000

(1) 產(chǎn)品介紹

該光熱固定床反應(yīng)器是一套實用的用于光熱催化反應(yīng)的催化劑評價系統(tǒng)，其由光源和透明反應(yīng)器組成，光源獨立放置于透明反應(yīng)器外部，可實現(xiàn)光耦合氣固反應(yīng)過程，使用控溫儀精確控制反應(yīng)的溫度，在催化反應(yīng)過程，并通過六通閥/十通閥取樣，反應(yīng)產(chǎn)物進入選配的色譜儀或質(zhì)譜儀等分析儀器中進行在線分析，因此該裝置可以用來研究轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物選擇性以及催化劑壽命等光催化劑的反應(yīng)性能。

本裝置中光源可以為紫外、可見和紅外光源，光源位于反應(yīng)管的周圍，對反應(yīng)管內(nèi)樣品進行照射。裝置上提供多路物料進口，進樣方式可以是多路氣體、液體、氣體攜帶液體蒸汽或者液體進入后再進行氣化。反應(yīng)器后端可配備冷卻器、氣液分離器等，來對反應(yīng)的產(chǎn)物進行分離。也可以在保溫的狀態(tài)下進入后續(xù)的分析裝置中進行產(chǎn)物分析。

該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，具有流量、溫度控制精確，拆裝卸催化劑方便，以及可根據(jù)用戶的要求進行專一化設(shè)計等優(yōu)點。該裝置被廣泛應(yīng)用于科研院所相關(guān)實驗室科學(xué)研究中，例如用于催化劑光反應(yīng)性能的評價和對光催化劑構(gòu)效關(guān)系的研究。

(2) 特點

1. 該光熱固定床反應(yīng)器主要包括氣源部分、反應(yīng)器部分和控制部分，是一套適用于光熱催化反應(yīng)的催化劑評價系統(tǒng)；

2. 氣源部分由兩路到四路氣體組成，使用質(zhì)量流量計精確控制流量；

3. 反應(yīng)管可以為石英材質(zhì)，直接放入反應(yīng)爐中；反應(yīng)管放置于左右兩側(cè)開有光源窗口的反應(yīng)爐中（不需要光箱），窗口為四方結(jié)構(gòu)，尺寸為16 mm*16 mm；

4. 前后兩側(cè)開有光源窗口的反應(yīng)爐可實現(xiàn)光耦合氣固反應(yīng)過程，使用控溫儀精確控制反應(yīng)爐的溫度，樣品內(nèi)插有熱電偶準(zhǔn)確測定反應(yīng)的溫度，即通過控制反應(yīng)爐的溫度的控溫儀來間接控制反應(yīng)的溫度（反應(yīng)爐溫度和反應(yīng)溫度之間會有一定溫度的偏差），也可以直接用反應(yīng)管的熱電偶來進行溫度控制；

5. 反應(yīng)爐光源窗口為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層置石英窗片，以減小氣體流動，增加恒溫性能；外層置濾光片，方便濾光片的更換；

6. 標(biāo)配光源為管式氙燈光源或汞燈光源，功率為300 W，可以調(diào)節(jié)光源的功率來調(diào)節(jié)光強，也可以左右水平移動來改變光源與催化劑樣品間的距離，從而調(diào)節(jié)光強強弱；

7. 配10.5寸屏幕軟件控制系統(tǒng)，可在屏幕軟件中控制加熱、流量等參數(shù)，實時顯示反應(yīng)爐溫度、流量計流量、反應(yīng)溫度、加熱帶溫度、反應(yīng)壓力等信息，設(shè)置啟動/停止加熱，并設(shè)定多段程序控溫程序，實現(xiàn)自動程序控溫；

8. 可選配鼓泡器，配備四通閥，通過四通閥切換實現(xiàn)載氣進入或不進入鼓泡器中；另外選配鼓泡器加熱套，鼓泡器到反應(yīng)爐之前的管道均采用加熱帶保溫；

9. 可選配濕度傳感器，可對反應(yīng)氣體濕度進行實時監(jiān)控；

10. 可選配液體注射泵，來實現(xiàn)液體定量打入反應(yīng)器中，適合于液體反應(yīng)物料的進樣；

11. 可選配汽化器，對液體反應(yīng)物進行氣化，同時對反應(yīng)氣體進行混合；

12. 可選配氣液分離器，以對產(chǎn)物進行氣液分離；還可以在反應(yīng)爐尾端配備有三通閥，通過三通閥閥柄的操作可控制反應(yīng)氣進入氣液分離器中或在保溫的狀態(tài)下（管線全程保溫）直接進入與反應(yīng)器尾端相連的分析儀器中進行檢測；

13. 本裝置中反應(yīng)管的進出口均采用不銹鋼管、橡膠卡套軟密封的連接方式，保證了反應(yīng)管的易拆卸和不易破碎；

14. 采用鋁型材支架和鋁合金面板，美觀大氣。

(3) 技術(shù)指標(biāo)

1.  反應(yīng)壓力：1 atm（石英反應(yīng)管）；

2. 光熱反應(yīng)爐溫度：RT~1000 oC（長期溫度900 oC，采用纖維燒結(jié)爐膛），溫度控制精密度<±1 oC，恒溫區(qū)：20 mm；

3. 采用扁平式結(jié)構(gòu)的石英反應(yīng)管，光照正對著石英反應(yīng)管平面，以提高照射光的利用率，石英反應(yīng)管總長度300 mm，中間扁平部分位于石英管中心，尺寸為8~16 mm（長）*8~16 mm（寬）*1~5 mm（高），兩端圓管尺寸為外徑8 mm，內(nèi)徑6 mm；

4. 催化劑裝填量與石英反應(yīng)管尺寸相關(guān)，填充量范圍為0.05~1.2 ml；

5. 配備2~4路氣體，標(biāo)配氣體流量計的流量100 ml/min，氮氣標(biāo)定，準(zhǔn)確度±1% F.S，線性偏差±1% F.S，精度±0.2% F.S；

6. 選配鼓泡器體積可根據(jù)客戶要求定制，例如鼓泡器體積為100 ml，按照30 ml/min的鼓泡速率，10%水蒸氣含量（鼓泡這一路），計算出24 h內(nèi)帶入水的體積為30 ml/min*10%/1000*24*60 min=4.3 ml，也即100 ml水能保證使用4天[100 ml*1/6/(4.3ml/天)=4天]（裝水體積從2/3降低至1/2）；鼓泡器加熱套溫度RT~200 ^oC，溫度控制精度<±1 ^oC；

7. 混合器可根據(jù)客戶要求定制，例如混合器體積為40 ml，氣體總流量為100 ml，混合氣體在氣體混合器中混合的時間達到20 s，以保證氣體充分均勻混合；

8. 選配濕度傳感器，配套濕度計罐，測量濕度范圍為10~95%RH；

9. 選配高精密液體注射泵，液體流量1 ul-20 ml/min，流量準(zhǔn)確度誤差±0.5%，出口壓力3 atm；

10. 選配汽化爐，標(biāo)定汽化爐尺寸~200 mm（長）*200 mm（寬）*200 mm（高），溫度RT~600 ^oC，保溫加熱帶溫度RT~180 ^oC，溫度控制精度<±1 ^oC；

11. 選配氣液分離器為雙層結(jié)構(gòu)，夾層通入冷凝液進行降溫，標(biāo)準(zhǔn)氣液分離器外體積約為120 ml，內(nèi)收集罐體積50 ml；

12. 配備平行式照射氙燈光源，功率300 W，發(fā)光總輸出功率50 W，光譜范圍300nm~2500nm（無臭氧）。

(4) 幾個典型屏幕軟件界面

光熱協(xié)同固定床反應(yīng)器（兩路氣帶鼓泡器）屏幕控制界面

光熱協(xié)同固定床反應(yīng)器（三路氣）屏幕控制界面

光熱協(xié)同固定床反應(yīng)器（四路氣帶鼓泡器）屏幕控制界面