化學(xué)反應(yīng)主要是通過加熱的方式活化反應(yīng)物,，為反應(yīng)體系提供跨越熱力學(xué)能壘的能量,，促使反應(yīng)物向產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化,。在反應(yīng)過程中,，引入合適的催化劑,，可以將反應(yīng)物分子吸附活化，改變化學(xué)反應(yīng)路徑,、從而降低反應(yīng)活化能使反應(yīng)容易進(jìn)行,。
在典型的催化反應(yīng)體系中，催化劑起到降低反應(yīng)活化能,，使反應(yīng)更容易發(fā)生的作用,。
從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度考慮，高溫可以活化反應(yīng)物,，使反應(yīng)速率提高,，但從熱力學(xué)平衡角度考慮，高溫不利于合成氨反應(yīng)等放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高會(huì)導(dǎo)致平衡向反應(yīng)物移動(dòng),，從而造成產(chǎn)率降低,，此外，過高的溫度也可能造成催化劑板結(jié),，進(jìn)而降低催化活性,，影響反應(yīng)速率。
高壓可以加快分子間的相互碰撞,，提高反應(yīng)速率，也可以使反應(yīng)平衡向氣體分子減少的方向移動(dòng),，還可以加速氣體的液化,，使得有液體產(chǎn)物生成的反應(yīng)產(chǎn)率更高。因此針對(duì)特定的反應(yīng),，尋找合適的催化劑,，通過改變反應(yīng)溫度和壓力，可以調(diào)控反應(yīng)的活性,、選擇性及產(chǎn)率,，為工業(yè)級(jí)合成提供理論指導(dǎo)，這也是催化技術(shù)領(lǐng)域的研究重心,。
泊菲萊科技推出PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置為系統(tǒng)研究催化反應(yīng)提供了平臺(tái),，精準(zhǔn)的溫度和壓力控制體系能保證每次反應(yīng)的重復(fù)性，實(shí)時(shí)的壓力和溫度監(jiān)控能更好的還原化工反應(yīng)過程,，滿足常規(guī)氣固相催化反應(yīng)的需求,。
▲特別適用 ●較為適用 ○可以使用
▲ 催化劑材料氣氛燒結(jié)
▲ 催化劑材料的活性評(píng)價(jià)
▲ 氣固相催化反應(yīng)
▲ 甲烷重整制氫
▲ 二氧化碳還原
▲ 甲烷/二氧化碳重整
▲ 甲烷偶聯(lián)
▲ 水煤氣合成
▲ 乙烷脫氫
▲ 費(fèi)托合成
▲ 合成氨
高精度的流量控制方式，保證氣體流速恒定
PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置設(shè)置了四路氣體流路,，三路反應(yīng)氣流路和一路清洗吹掃氣,。每一路氣體均可進(jìn)行精準(zhǔn)控制，相較于其它流量控制模式如浮子流量計(jì),、減壓閥等,，流量控制精度高達(dá)±1% F.S.，可有效保證每一次實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性和不同設(shè)備之間的可復(fù)制性,。
流量計(jì)量程有200/500/1000 mL三檔可供選擇,，滿足不同反應(yīng)體量的需求。
清洗吹掃氣可在每次實(shí)驗(yàn)開始前和結(jié)束后對(duì)整個(gè)反應(yīng)流路進(jìn)行吹掃,，輕松解決兩次實(shí)驗(yàn)間交叉污染問題,，提高反應(yīng)器和管路的使用壽命。
多級(jí)溫度管理系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)調(diào)控
PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置在核心反應(yīng)系統(tǒng)前后分別設(shè)立了氣體預(yù)熱系統(tǒng)及冷凝分離系統(tǒng),，保證反應(yīng)溫度的精準(zhǔn)調(diào)控的同時(shí)減少高溫對(duì)氣體測(cè)量準(zhǔn)確性的影響。
氣體預(yù)熱系統(tǒng)將反應(yīng)原料氣在進(jìn)入反應(yīng)器前快速加熱到接近反應(yīng)條件所需的溫度，可有效縮短反應(yīng)準(zhǔn)備時(shí)間,。為減少氣體傳輸過程中的熱損失,，在氣體預(yù)熱系統(tǒng)傳出的反應(yīng)原料氣在傳輸至反應(yīng)器過程中，增設(shè)管道伴熱結(jié)構(gòu),，保證反應(yīng)原料氣進(jìn)入到反應(yīng)器的溫度,。氣體預(yù)熱系統(tǒng)使得反應(yīng)原料氣以較高的溫度進(jìn)入反應(yīng)室，保證反應(yīng)原料氣進(jìn)入反應(yīng)器和通過爐芯時(shí)能迅速達(dá)到設(shè)定反應(yīng)溫度,，減小反應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)也保證反應(yīng)溫度的準(zhǔn)確性,。
反應(yīng)系統(tǒng)最大加熱功率高達(dá)1.3 kW，可以在短時(shí)間內(nèi)快速將反應(yīng)原料氣加熱到反應(yīng)條件所需溫度,。爐身采用碳化硅高溫材料,，爐殼和爐膛之間填充保溫材料，減少反應(yīng)爐向外輻射的熱損失,，提高熱能利用效率,。
預(yù)熱系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置16段程序升溫控溫模式，實(shí)現(xiàn)一次實(shí)驗(yàn)即可確定反應(yīng)起始溫度,，并研究不同反應(yīng)溫度下的反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率,，讓每一份熱能都能用得恰到好處。
為避免反應(yīng)系統(tǒng)中輸出的高溫物質(zhì)對(duì)色譜或質(zhì)譜等末端檢測(cè)裝置造成損害,，同時(shí)降低高溫對(duì)氣體測(cè)量準(zhǔn)確性的影響,，PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置在反應(yīng)系統(tǒng)與末端檢測(cè)裝置之間增設(shè)冷凝分離系統(tǒng)。
冷凝分離系統(tǒng)可對(duì)從反應(yīng)系統(tǒng)中輸出的氣體進(jìn)行快速降溫,，并將液體反應(yīng)物或產(chǎn)物進(jìn)行冷凝分離,，有效減小高溫以及液體物質(zhì)對(duì)后續(xù)檢測(cè)裝置、背壓閥等元件的損害,，提高氣體檢測(cè)的準(zhǔn)確性,。
四個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)液體的定量反應(yīng)及分離
為了使液體反應(yīng)物也能參與反應(yīng),，PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置設(shè)計(jì)了液體輸送-汽化-管道伴熱-冷凝分離四個(gè)功能模塊,。
液體輸送系統(tǒng)采用高精度高壓液體柱塞泵，保證高壓下進(jìn)入預(yù)熱室的液體速率可以長時(shí)間維持在0.001-10 mL/min之間的任意值,。
液體預(yù)熱室采用特殊汽化器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，有效避免出現(xiàn)因汽化裝置體積龐大、汽化后氣體輸出不穩(wěn)定和無法實(shí)時(shí)汽化等問題,，保證輸出穩(wěn)定的液體汽化混合氣,。
管道伴熱結(jié)構(gòu)可有效避免液體在進(jìn)入反應(yīng)室前出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。
反應(yīng)后的冷凝分離系統(tǒng)能夠?qū)⑽捶磻?yīng)的液體原料和反應(yīng)生成的液體產(chǎn)物迅速冷凝至分離器中進(jìn)行收集,，用于后續(xù)反應(yīng)過程分析,。
配置靈活多樣,，體驗(yàn)定制級(jí)服務(wù)
PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置從反應(yīng)器、反應(yīng)溫度及反應(yīng)壓力條件等多個(gè)維度設(shè)置了不同的配置,，可滿足不同反應(yīng)速率和反應(yīng)條件的催化反應(yīng)的需求,。
反應(yīng)器可以選擇豎式爐和臥式爐兩種類型。
針對(duì)不同反應(yīng)溫度和壓力條件,，有多種規(guī)格：
高溫版：反應(yīng)爐內(nèi)最高溫度1050℃,，最高表壓3 MPa
標(biāo)準(zhǔn)版：850℃，6 MPa
高壓版：650℃,，10 MPa
定制版：650,、850、1050可選,，3,、6、10可選
如果上述配置仍不能滿足反應(yīng)需求,，泊菲萊科技也提供裝置的定制化服務(wù)，打造最合適的催化反應(yīng)裝置,。
二級(jí)報(bào)警功能,，為實(shí)驗(yàn)安全保駕護(hù)航
PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置在硬件程序控制和軟件上設(shè)計(jì)了對(duì)溫度和壓力實(shí)行過限的雙重保護(hù)機(jī)制，讓光熱反應(yīng)進(jìn)行得更安全放心,。
如在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)泄漏,、功能失控或壓力過限等安全問題時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)連鎖保護(hù),。
溫度為兩級(jí)報(bào)警,，溫度高于第一設(shè)定值時(shí)聲光報(bào)警，高于第二設(shè)定值時(shí)自動(dòng)停止加熱,。
壓力高于設(shè)定值時(shí)聲光報(bào)警并進(jìn)行停止進(jìn)料,。
取樣形式多樣，可在線分析氣體產(chǎn)物
PLR-RT系列催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置單獨(dú)設(shè)有氣相配氣口,，適用于氣體標(biāo)定使用,。
裝置設(shè)計(jì)多種取樣形式，如氣體在線進(jìn)/取樣,、氣體間歇取樣和液體取樣等,，可同時(shí)配套前級(jí)減壓裝置、后級(jí)檢測(cè)裝置（質(zhì)譜儀,、氣相色譜儀等）,，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程在線檢測(cè)及反應(yīng)產(chǎn)物的全檢測(cè)。
| 版本共性參數(shù) | ||||
| 催化劑填充體積 | 熱催化 | 5 ~ 25 mL | 體積空速 | 120 ~ 12000 h?¹ |
| 反應(yīng)器材質(zhì) | 金屬反應(yīng)器+石英反應(yīng)器 | |||
| 進(jìn)料參數(shù) | 氣相通道 | 標(biāo)配4路 | 液相通道 | 標(biāo)配1路 |
| 氣體流速 | 1000 mL/min | |||
| 控制范圍 | 4 ~ 100%,，精度 ± 1% F.S. | |||
| 液體流速 | 總流量0.001 ~ 10 mL/min,，控制精度 ± 1% F.S. | |||
| 尺寸參數(shù) | 110 × 85 × 120 cm³ | |||
| 版本差異參數(shù) | ||||||
| 高溫版（PLR RVTF-TL 催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置） | ||||||
| 裝置溫壓參數(shù) | 最高溫度 | 1050 ℃ | 最高壓力 | 3 MPa | ||
| 控溫精度 | ±1 ℃ | 壓力精度 | 0.2% | |||
| 反應(yīng)器 | 溫壓參數(shù) | 1050 ℃、3 MPa | ||||
| 預(yù)處理參數(shù) | 預(yù)熱室 | RT ~ 500 ℃ | 伴熱帶 | RT ~ 240 ℃ | 加熱套 | RT ~ 240 ℃ |
| 高壓版（PLR RVTF-TH 催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置） | ||||||
| 裝置溫壓參數(shù) | 最高溫度 | 650 ℃ | 最高壓力 | 10 MPa | ||
| 控溫精度 | ±1 ℃ | 壓力精度 | 0.2% | |||
| 反應(yīng)器 | 溫壓參數(shù) | 650 ℃、10 MPa | ||||
| 預(yù)處理參數(shù) | 預(yù)熱室 | RT ~ 500 ℃ | 伴熱帶 | RT ~ 320 ℃ | 加熱套 | RT ~ 320 ℃ |
| 標(biāo)準(zhǔn)版（PLR RVTF-TM 催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置） | ||||||
| 裝置溫壓參數(shù) | 最高溫度 | 850 ℃ | 最高壓力 | 6 MPa | ||
| 控溫精度 | ±1 ℃ | 壓力精度 | 0.2% | |||
| 反應(yīng)器 | 溫壓參數(shù) | 850 ℃,、6 MPa | ||||
| 預(yù)處理參數(shù) | 預(yù)熱室 | RT ~ 500 ℃ | 伴熱帶 | RT ~ 280 ℃ | 加熱套 | RT ~ 280 ℃ |
注：有關(guān)裝置物料流率及催化劑裝填量以具體反應(yīng)器適配為準(zhǔn),，詳細(xì)見反應(yīng)器規(guī)格選型表。
