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光催化工程示范装置engineering demonstration device

PLR-SPRG量产级平板式光化学反应装置

PLR-SPRG Mass Production Flat Plate Photochemical Reaction Device

产品中心:光催化工程示范装置品牌:泊菲莱浏览量:165
PLR-SPRG量产级平板式光化学反应装置主要通过受光面积为0.5 m² 的最小反应单元的串联或者并联来实现大面积大批量的光催化规模化生产。
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PLR-SPRG量产级平板式光化学反应装置主要通过受光面积为0.5 m2的最小反应单元的串联或者并联来实现大面积大批量的光催化规模化生产。

 中科院大连化物所5 m2 &中国石油勘探院10 m2量产级平板式光化学反应装置 

图1. 中科院大连化物所5 m2 &中国石油勘探院10 m2

 

由于化学实验存在放大效应,平米级反应装置并不是单纯的将反应器做大即可,而是要综合考虑如催化剂的负载方式、气-液分离和液体流动等诸多反应条件和工艺细节。

PLR-SPRG量产级平板式光化学反应装置主要由反应模块、液体驱动模块、气-液分离模块和检测控制模块组成。各模块均可定制化设计加工,通过多个模块的配合满足平米级反应在小试、中试不同阶段的要求。

功能特点

1.最小单元的单个平板反应器受光面积为0.5 m2,可通过连接多个具有标准接口的单体平板反应器,实现大面积反应面积需求,目前已安装使用的最大阵列面积为10 m2,在建的阵列面积预计高达100 m2

2.可通过更换支撑块设计,使用无纺布、碳纸、碳布、高硼硅玻璃、有机玻璃等多种材质基板的固定,满足不同催化剂的负载要求。

3.反应装置自带手动进样阀,可直接与气相色谱联用实现产物的在线检测;也可通过气袋或其它气体收集装置收集气体。

4.反应体系中液体流动能使反应溶液与催化剂充分接触,同时,反应过程中产生的气体产物也可随流动的液体从反应体系中带出。反应中产生的气体进入气体分离装置,实现气-液分离,分离出的气体可单独收集,并计量出气体产物的产量。

5.PLR-SPR系列平板式光化学反应装置采用PLC一体机控制,通过点击触控屏幕即可实现对反应过程量的监测和调节,可监测和调节参数包括反应体系溶液状态监测,如反应流量、反应压力、溶液pH、ORP(Oxidation-Reduction Potential)等。同时,兼具反应条件控制量监测,如反应液体总流量、反应单元流量、压力等。

量产级平板式光化学反应装置控制软件界面示意图

图2. 控制软件界面示意图

性能参数

PLR-SPRF量产级平板式光化学反应装置规格参数
有效光照面积 0.5 m2,可选5 m2、10 m2
液层厚度 1~5 mm
反应液接触材料 PA66、PMMA、PP、氟橡胶等
反应器角度调节 0~90°
连续流反应
液体流速范围 0~200 mL/min
载气流速范围 4~100 mL/min
反应温度 常温~60℃
反应压力 常压
密闭反应
气体循环泵流量 10~50 L/min
反应温度 常温~60℃
反应压力 ≤50 kPa

 

放大效应:利用小型设备进行化工过程实验得出的研究结果,在相同的操作条件下与大型生产装置得出的结果往往有很大差别。

  • [1] Zhao Yue, Li Rengui*, Li Can*, et. al. A Hydrogen Farm Strategy for Scalable Solar Hydrogen Production with Particulate Photocatalysts[J]. Angew, 2020, 132(24), 9740. 
  • [2] Nishiyama, Hiroshi, Yamada, Taro, Kazunari Domen*, et. al. Photocatalytic Solar Hydrogen Production from Water on a 100 m2-scale[J]. Nature, 2021, 598, 304.
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