歡迎進入北京鑫視科科技有限公司網站!
在全球 “雙碳" 目標的戰略導向下,催化高溫反應儀作為化工、能源、環保等領域的核心裝備,其低碳化設計已成為行業發展的關鍵命題。傳統高溫反應儀因高能耗、長流程和材料損耗導致碳排放居高不下,而新一代低碳設計理念則從設備能效提升、余熱回收利用、低碳材料應用及全生命周期管理等多維度進行突破,實現 “減碳" 與 “增效" 的協同發展。
一、高效能反應系統設計:從熱力學優化到動態調控
1.1 多相流強化與傳熱優化
低碳催化高溫反應儀通過微通道結構與多孔介質的創新設計,顯著提升反應效率。微通道反應器將傳統設備的特征尺寸從厘米級縮小至數百微米,大幅增加氣 - 固 - 液三相的接觸面積(可達 5000 m2/m3),強化傳質傳熱效率,使反應溫度降低 30-50℃。例如,在 VOCs 催化燃燒領域,采用蜂窩狀堇青石載體嵌入貴金屬催化劑的微通道反應器,在 280℃即可實現 98% 的污染物去除率,較傳統固定床反應器能耗降低 25%。
1.2 智能溫控與動態調節
引入 AI 算法與物聯網技術,實現反應溫度的精準調控。通過分布在反應器內的紅外測溫傳感器與壓力傳感器,實時采集數據并輸入機器學習模型,動態優化加熱功率與氣體流量。在氨分解制氫反應中,該系統可將溫度波動范圍控制在 ±2℃,避免因局部過熱導致的催化劑燒結,使設備運行壽命延長 40%,同時減少因頻繁升溫降溫產生的額外能耗。
二、余熱資源深度回收:構建循環利用體系
2.1 多級余熱回收系統
設計 “高溫 - 中溫 - 低溫" 三級余熱回收結構。高溫段(>800℃)采用熱交換器產生高壓蒸汽驅動渦輪發電,中溫段(400-600℃)用于預熱原料氣或其他工藝流體,低溫段(<300℃)則通過有機朗肯循環(ORC)發電。以煤制合成氣反應為例,集成該系統后,余熱利用率從 35% 提升至 72%,每年可減少二氧化碳排放約 1.2 萬噸。
2.2 蓄熱式催化燃燒(RTO)技術
在廢氣處理領域,RTO 裝置通過蜂窩陶瓷蓄熱體實現熱量循環利用。當廢氣通過蓄熱體時,熱量被儲存并用于預熱后續進氣,使反應溫度維持在 760-820℃,熱回收效率高達 95%,能耗僅為傳統直燃爐的 1/3,有效降低設備運行階段的碳排放。
三、低碳材料革新:從耐溫性能到環境友好
3.1 低能耗制備的耐高溫材料
采用 3D 打印技術制備碳化硅(SiC)陶瓷反應器,相較于傳統粉末冶金工藝,可減少 60% 的成型能耗與 30% 的原料浪費。新型納米復合涂層材料(如 ZrB?-SiC-Y?O?)在 1600℃高溫下仍保持優異抗氧化性能,降低設備更換頻率,減少生產階段碳排放。
3.2 可循環催化劑體系
開發基于鈣鈦礦結構的 La?.?Sr?.?MnO?催化劑,通過摻雜 Ce 元素提升氧空位濃度,在 CO?甲烷化反應中實現 1000 小時以上的穩定運行,且失活后可通過簡單還原處理再生,避免傳統貴金屬催化劑廢棄產生的資源浪費與污染。
四、全生命周期碳排放優化:從搖籃到再生
4.1 設計階段的碳足跡評估
運用生命周期評價(LCA)工具,對反應儀從原材料開采、制造、運輸、運行到報廢的全過程進行碳排放核算。通過優化結構設計減少材料用量,選擇低碳運輸方式,使設備初始碳足跡降低 20%。
4.2 模塊化設計與回收再利用
采用模塊化結構設計,使關鍵部件(如催化床層、熱交換器)可快速拆卸更換。設備報廢后,陶瓷載體可通過酸堿浸出法回收貴金屬,金屬外殼經熔煉再生,整體材料回收率超過 85%,顯著降低末端處置階段的環境負荷。
低碳催化高溫反應儀的設計理念突破了傳統設備 “重功能、輕環境" 的局限,通過多學科交叉與全鏈條優化,實現了能源效率與碳排放的雙重突破。未來,隨著材料科學、人工智能與綠色技術的深度融合,高溫反應設備將朝著更高效、更低碳、更可持續的方向發展,為全球碳中和目標提供關鍵技術支撐。
產品展示
SSC-CTR900 催化高溫反應儀適用于常規高溫高壓催化反應、光熱協同化、催化劑的評價及篩選、可做光催化的反應動力學、反應歷程等方面的研究。主要應用到高溫高壓光熱催化反應,光熱協同催化,具體可用于半導體材料的合成燒結、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評價、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛乙醛氣體的光催化降解、苯系物的降解分析、VOCs、NOx、SOx、固氮等領域。實現氣固液多相體系催化反應,氣固高溫高壓的催化反應,滿足大多數催化劑的評價需求。
產品優勢:
SSC-CTR900催化高溫反應儀的優勢特點
1)高溫高壓催化反應儀可實現催化高溫<900℃C高壓<10MPa反應實驗
2)紫外、可見、紅外等光源照射到催化劑材料的表面,實現光熱協同和光誘導催化;
3)光熱催化反應器采用高透光石英玻璃管,也可以采用高壓反應管,兼容≤30mm 反應管;
4)可以實現氣氛保護、抽取真空、PECVD、多種氣體流量控制等功能;
5)可以外接鼓泡配氣、背壓閥、氣液分離器、氣相色譜等,實現各種功能的擴展;
6) 采取模塊化設計,可以實現光源、高溫反應爐、高溫石英反應器、高真空、固定床反應、光熱反應等匹配使用;
7) 高溫高壓催化反應儀,小的占地面積,可多功能靈活,即買即用。