標準常壓光熱協同固定床反應器PFD-5000

(1) 產品介紹

該光熱固定床反應器是一套實用的用于光熱催化反應的催化劑評價系統，其由光源和透明反應器組成，光源獨立放置于透明反應器外部，可實現光耦合氣固反應過程，使用控溫儀精確控制反應的溫度，在催化反應過程，并通過六通閥/十通閥取樣，反應產物進入選配的色譜儀或質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化率、產物選擇性以及催化劑壽命等光催化劑的反應性能。

本裝置中光源可以為紫外、可見和紅外光源，光源位于反應管的周圍，對反應管內樣品進行照射。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。反應器后端可配備冷卻器、氣液分離器等，來對反應的產物進行分離。也可以在保溫的狀態下進入后續的分析裝置中進行產物分析。

該裝置結構緊湊，體積小，具有流量、溫度控制精確，拆裝卸催化劑方便，以及可根據用戶的要求進行專一化設計等優點。該裝置被廣泛應用于科研院所相關實驗室科學研究中，例如用于催化劑光反應性能的評價和對光催化劑構效關系的研究。

(2) 特點

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

2. 氣源部分由兩路到四路氣體組成，使用質量流量計精確控制流量；

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

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

5. 反應爐光源窗口為雙層結構，內層置石英窗片，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. 標配光源為管式氙燈光源或汞燈光源，功率為300 W，可以調節光源的功率來調節光強，也可以左右水平移動來改變光源與催化劑樣品間的距離，從而調節光強強弱；

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

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，可對反應氣體濕度進行實時監控；

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

11. 可選配汽化器，對液體反應物進行氣化，同時對反應氣體進行混合；

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

13. 本裝置中反應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) 技術指標

1.  反應壓力：1 atm（石英反應管）；

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

3. 采用扁平式結構的石英反應管，光照正對著石英反應管平面，以提高照射光的利用率，石英反應管總長度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，內徑6 mm；

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

5. 配備2~4路氣體，標配氣體流量計的流量100 ml/min，氮氣標定，準確度±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，流量準確度誤差±0.5%，出口壓力3 atm；

10. 選配汽化爐，標定汽化爐尺寸~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構，夾層通入冷凝液進行降溫，標準氣液分離器外體積約為120 ml，內收集罐體積50 ml；

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

(4) 幾個典型屏幕軟件界面

光熱協同固定床反應器（兩路氣帶鼓泡器）屏幕控制界面

光熱協同固定床反應器（三路氣）屏幕控制界面

光熱協同固定床反應器（四路氣帶鼓泡器）屏幕控制界面