PLR-CTPR 流动相光催化反应系统

流动相光催化甲烷转化反应装置旨在高效实现甲烷的流动相光催化转化，具备广泛的应用潜力。原料气体CH₄、O₂及Ar气以精确的流速混合后，经过雾化室将水雾引入反应器中，与催化剂充分接触并发生反应。反应后产物通过催化剂床层进入气液分离器，其中甲醇和水通过冷却以液体形式分离流出，而气态产物（CH₄、O₂、反应气体及Ar气）则进入气相色谱检测系统。

装置的核心创新在于采用雾化技术，大幅提升了液态水与反应物的接触面积，使得装置在理论上适用于所有有水参与的气固相反应。这不仅适用于甲烷的光催化氧化反应，还可应用于二氧化碳光催化还原反应、氮氧化物光催化氧化反应等多种流动相反应，具有一定的通用性。

装置概况

项目产品由控制单元、气路单元、雾化单元、反应单元、冷凝器与气液分离器等部分组成。控制单元主要控制MFC流速及雾化器雾量，雾化量可调节，全部操作均在电容屏幕上进行；屏幕可灵活旋转，操作简便。内置甲烷传感器，气体泄漏时及时报警和切断气路，确保使用安全；气路单元分用于控制三路（CH₄、O₂、Ar）气体流速与流量；雾化单元采用多头超声雾化方式，确保液滴粒径足够小，雾化量足够大。雾化室预留补水口，可通过蠕动泵持续供水或针筒补水，雾化头为消耗品；反应单元中反应器采用分体式结构，上腔室和下腔室中间将催化剂膜层（载体为石英纤维滤膜）夹紧，以保证气体及水雾完全通过催化剂床层。气液分离器用于产物分离与收集。

应用场景

此装置通过雾化方式，增加液态水接触面积， 诱发界面反应，理论上适用于有水参与所有气固反 应 / 流动相反应，具有一定通用性

光催化甲烷氧化反应

光催化CO₂反应

光催化氮氧化物氧化反应

装置功能特点

• 采用超声雾化的方式使液态液体变成小液滴，增加三相接触界面，增加液体与固体催化剂的接触几率，提高反应传质效率;

• 雾化室外层有水冷控温层，可降低因超声导致的水温上升，避免水气化;

• 雾化后的小液滴随着气流同时到达催化剂表面进行三相界面反应;

• 反应器采用穿透式反应模式，保证气体-雾-催化剂接触充分，提高传质效率。

性能指标参数