小試實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯抗に嚵鞒毯凸に嚄l件，并解決工業(yè)化中無(wú)法單純通過(guò)計(jì)算解決的工程問(wèn)題。換言之，小試設(shè)備是為幫助工藝設(shè)計(jì)放大，而不是用來(lái)幫助設(shè)計(jì)反應(yīng)機(jī)理。

將實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的反應(yīng)器在中試設(shè)備上進(jìn)行驗(yàn)證，需考慮如下問(wèn)題：

1.反應(yīng)器材質(zhì)

在實(shí)驗(yàn)室里，反應(yīng)器通常在玻璃儀器中進(jìn)行。而在放大過(guò)程中，工藝可能在其他材質(zhì)的系統(tǒng)中進(jìn)行，這可能帶來(lái)催化或抑制反應(yīng)效果的問(wèn)題。

2.熱量的影響

實(shí)驗(yàn)室所用的玻璃反應(yīng)器可通過(guò)冷卻系統(tǒng)，如循環(huán)水、冰浴等方式及時(shí)帶走反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，對(duì)反應(yīng)影響較小。當(dāng)反應(yīng)體系被放大后，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量會(huì)因反應(yīng)器自身結(jié)構(gòu)的原因，而無(wú)法及時(shí)散熱，局部高溫會(huì)影響反應(yīng)進(jìn)行的方向，產(chǎn)生副產(chǎn)物或逆反應(yīng)。

3.反應(yīng)效率

反應(yīng)器的變化會(huì)帶來(lái)傳質(zhì)效率的變化，從而影響反應(yīng)效率及產(chǎn)量。

4.負(fù)載工藝

中試實(shí)驗(yàn)為反應(yīng)工藝的經(jīng)濟(jì)性、操作參數(shù)和安全因素提供關(guān)鍵信息。對(duì)于中試設(shè)備而言，將催化劑負(fù)載在基板上，可減少催化劑與反應(yīng)液分離帶來(lái)的不便，從而提高反應(yīng)效率。同時(shí)不同催化劑在不同基板上的負(fù)載方式，也需不斷優(yōu)化，以達(dá)到操作簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)效益高的目標(biāo)。

泊菲萊科技推出的PLR-SPRF小試級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置用于戶外小試型光催化分解水反應(yīng)，幫助工藝設(shè)計(jì)放大，實(shí)現(xiàn)最終的規(guī)模化量產(chǎn)。

圖1 清華大學(xué)0.5 m² &北方民族大學(xué)1 m²

PLR-SPRF小試級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置主要由反應(yīng)模塊、液體驅(qū)動(dòng)模塊、氣-液分離模塊和檢測(cè)控制模塊組成，各模塊均可定制化設(shè)計(jì)加工，通過(guò)多個(gè)模塊的配合滿足平米級(jí)反應(yīng)在小試階段的要求。

功能特點(diǎn)

1.單個(gè)平板反應(yīng)器最大受光面積約0.5 m² (80×70 cm²)，規(guī)格可選40×40，60×60 cm²，還可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口的單體平板反應(yīng)器，達(dá)到1 m²反應(yīng)面積的需求。

2.可通過(guò)更換支撐塊設(shè)計(jì)，使用無(wú)紡布、碳紙、碳布、高硼硅玻璃、有機(jī)玻璃等多種材質(zhì)基板的固定，滿足不同催化劑的負(fù)載要求。

3.反應(yīng)裝置自帶手動(dòng)進(jìn)樣閥，可直接與氣相色譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的在線檢測(cè)，也可通過(guò)氣袋或其它氣體收集裝置收集氣體。

4.反應(yīng)體系中液體流動(dòng)能使反應(yīng)溶液與催化劑充分接觸，同時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物也可隨流動(dòng)的液體從反應(yīng)體系中帶出。反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入氣體分離裝置，實(shí)現(xiàn)氣-液分離，分離出的氣體可單獨(dú)收集，并計(jì)量出氣體產(chǎn)物的產(chǎn)量。

5.反應(yīng)裝置采用PLC一體機(jī)控制，通過(guò)點(diǎn)擊觸控屏幕即可實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)過(guò)程量的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，可監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)參數(shù)包括反應(yīng)體系溶液狀態(tài)監(jiān)測(cè)，如反應(yīng)流量、反應(yīng)壓力、溶液pH、ORP（Oxidation-Reduction Potential）等。同時(shí)，兼具反應(yīng)條件控制量監(jiān)測(cè)，如反應(yīng)液體總流量、反應(yīng)單元流量、壓力等。

性能參數(shù)