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气液固连续光反应装置:错流过滤实现液固分离,支撑非均相光催化连续运行

  • 时间:2026-11-05
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导读

非均相光催化从间歇迈向连续运行,普遍面临催化剂随出料流失、三相物料与光照匹配度低、长时运行可控性不足三大痛点。

泊菲莱气液固连续光反应装置是一套桌面式小试平台,总持液量近百毫升,集光反应、物料循环、连续补料、气液分布、液固分离与系统控制于一体,适配气液固、液固两类非均相体系,也适用于反应过程中有固体生成的反应体系,支撑连续化工艺筛选、催化剂评价与动力学研究。

气液固连续光反应装置 配图1

01 错流过滤:固体组分在线截留与液相连续出料同步

含固体组分的连续反应中,液相出料与固体截留需要同时考虑。固体组分既可能是反应中加入的催化剂,也可能是在反应过程中生成的固体。

该装置采用错流过滤模式实现液固在线分离,液相透过滤膜持续流出体系,固体组分被截留在循环回路中。对于催化剂体系,截留的催化剂可继续参与反应。

气液固连续光反应装置 配图2

02 三联环照 LED:功率按需配置,适配多元反应体系

非均相光催化对光源波长、光功率适配性要求高,单侧光源布局也易造成反应区受光不均。

该装置反应器外围布置三联环照式 LED 光源,光功率密度高,波长覆盖紫外至近红外,涵盖 255~940 nm 范围内的多个可选波长(可根据需要定制),光源总功率可根据反应管持液量及实验需求进行配置,输出功率支持调节,便于开展不同光照条件下的反应筛选,适配不同催化剂体系需求。

气液固连续光反应装置 配图3

03 循环补料 + 膜在线再生:协同维持催化剂有效浓度

连续过滤运行中,液相持续滤出会稀释体系浓度,滤膜长期运行也易发生孔道堵塞,干扰反应稳定性。

装置通过物料循环模块维持体系内循环状态,自动加料单元同步补充滤出液相;配套高压微脉冲反冲洗功能,可对滤膜进行在线清洁与再生。多环节协同保障催化剂均匀分散,浓度稳定维持在有效反应区间。

04 底部布气 + 液固循环:构建均匀气液固三相体系

气液固三相反应中,气体分布均匀性直接影响气液传质效果,传统曝气方式易出现气泡大、分布不均的问题。

泊菲莱气液固连续光反应装置气体从反应器底部布气结构进入,形成细密气泡向上流动,反应后尾气从顶部排出;结合液相循环与催化剂分散效果,共同构建均匀的三相光催化体系,也可灵活切换为纯液固反应模式。

气液固连续光反应装置 配图4

05 浓度在线监测 + 自动化控制:提升连续运行可控性

长时连续运行过程中,催化剂浓度变化、膜污染状态难以实时掌握,人工调控不仅操作繁琐,还易出现参数滞后。

该装置可实时展示催化剂浓度变化曲线与核心运行参数,对进料、过滤、膜清洗等关键环节实现自动化控制;所有运行参数均可按需设置调节,实验人员可直观掌握运行状态,及时调整实验方案。

应用领域

装置适用于化工、制药、材料等领域的小试级非均相光催化研究,主要应用于:

▪非均相光催化反应工艺筛选

▪光催化剂性能评价

▪光催化反应动力学研究

主要技术参数

项目参数
反应体系气液固、液固;适用于反应过程中有固体生成的体系
反应器玻璃管式,带温控夹套
光源类型三联环照 LED
光源波长波长覆盖紫外至近红外,涵盖 255~940 nm 范围内的多个可选波长;可根据需要定制
光源总功率根据反应管持液量及实验需求配置
反应温度常温–60 ℃
反应压力常压
催化剂浓度0.01–5 g/L
催化剂粒径微纳米级(如 20 nm、100 nm)
处理量2–80 mL/min

泊菲莱气液固连续光反应装置聚焦非均相连续光催化的核心痛点,从液固分离、光照适配、工况稳定与自动化控制多维度优化,可为连续化工艺开发提供稳定可控的硬件支撑。

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气液固连续光反应装置 配图5

气液固连续光反应装置 配图6

北京泊菲莱科技有限公司(Beijing Perfectlight)成立于2006年,是一家专注于催化与光化学领域科研装备及整体解决方案的高新技术企业,集研发、生产、销售与服务于一体。

公司围绕催化科学研究与工艺开发需求,构建了多场催化装备、高通量智能化系统和光化学全流程解决方案三大技术与产品体系,覆盖光源、催化反应装置、表征测试系统、产研装置及光合成设备等十余系列产品,为科研机构和企业用户提供从基础研究、小试验证、中试放大到产业化应用的全流程技术支撑。

在多场催化领域,公司通过光、电、热等多种外场耦合调控技术,支持复杂反应体系构建、催化性能评价及反应机理研究;高通量智能化系统融合自动化实验、智能控制与数据分析能力,实现催化剂制备、预处理、反应评价及结果分析等环节的智能化,提高科研筛选和优化效率;光化学全流程解决方案则覆盖光化学反应开发、条件优化、连续化验证及规模化放大,推动光化学技术从实验室研究走向实际应用。

公司产品已进入全球3000余家实验室,并远销近50个国家和地区,累计助力客户发表SCI论文10000余篇。公司先后获得国家级高新技术企业、中关村高新技术企业、北京市第一批“专精特新”企业等认证,通过ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001管理体系认证,售后服务符合GB/T 27922-2011五星级标准。

凭借持续的技术创新和工程化能力,公司参与多项国家及行业标准制定,承担国家重点研发计划相关任务,拥有多项核心知识产权及“北京市新技术新产品”认证,并已助力多个企业用户完成光化学生产线建设与产业化应用。

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