PLR-SPRG量產級平板式光化學反應裝置主要通過受光面積為0.5 m2的最小反應單元的串聯或者并聯來實現大面積大批量的光催化規模化生產。
圖1. 中科院大連化物所5 m2 &中國石油勘探院10 m2
由于化學實驗存在放大效應①，平米級反應裝置并不是單純的將反應器做大即可，而是要綜合考慮如催化劑的負載方式、氣-液分離和液體流動等諸多反應條件和工藝細節。
PLR-SPRG量產級平板式光化學反應裝置主要由反應模塊、液體驅動模塊、氣-液分離模塊和檢測控制模塊組成。各模塊均可定制化設計加工，通過多個模塊的配合滿足平米級反應在小試、中試不同階段的要求。
功能特點
1.最小單元的單個平板反應器受光面積為0.5 m2，可通過連接多個具有標準接口的單體平板反應器，實現大面積反應面積需求，目前已安裝使用的陣列面積為10 m2，在建的陣列面積預計高達100 m2。
2.可通過更換支撐塊設計，使用無紡布、碳紙、碳布、高硼硅玻璃、有機玻璃等多種材質基板的固定，滿足不同催化劑的負載要求。
3.反應裝置自帶手動進樣閥，可直接與氣相色譜聯用實現產物的在線檢測；也可通過氣袋或其它氣體收集裝置收集氣體。
4.反應體系中液體流動能使反應溶液與催化劑充分接觸，同時，反應過程中產生的氣體產物也可隨流動的液體從反應體系中帶出。反應中產生的氣體進入氣體分離裝置，實現氣-液分離，分離出的氣體可單獨收集，并計量出氣體產物的產量。
5.PLR-SPR系列平板式光化學反應裝置采用PLC一體機控制，通過點擊觸控屏幕即可實現對反應過程量的監測和調節，可監測和調節參數包括反應體系溶液狀態監測，如反應流量、反應壓力、溶液pH、ORP（Oxidation-Reduction Potential）等。同時，兼具反應條件控制量監測，如反應液體總流量、反應單元流量、壓力等。
圖2. 控制軟件界面示意圖
性能參數
| PLR-SPRF量產級平板式光化學反應裝置規格參數 | |
| 有效光照面積 | 0.5 m2，可選5 m2、10 m2 |
| 液層厚度 | 1~5 mm |
| 反應液接觸材料 | PA66、PMMA、PP、氟橡膠等 |
| 反應器角度調節 | 0~90° |
| 連續流反應 | |
| 液體流速范圍 | 0~200 mL/min |
| 載氣流速范圍 | 4~100 mL/min |
| 反應溫度 | 常溫~60℃ |
| 反應壓力 | 常壓 |
| 密閉反應 | |
| 氣體循環泵流量 | 10~50 L/min |
| 反應溫度 | 常溫~60℃ |
| 反應壓力 | ≤50 kPa |
①放大效應：利用小型設備進行化工過程實驗得出的研究結果，在相同的操作條件下與大型生產裝置得出的結果往往有很大差別。
- [1] Zhao Yue, Li Rengui*, Li Can*, et. al. A Hydrogen Farm Strategy for Scalable Solar Hydrogen Production with Particulate Photocatalysts[J]. Angew, 2020, 132(24), 9740.
- [2] Nishiyama, Hiroshi, Yamada, Taro, Kazunari Domen*, et. al. Photocatalytic Solar Hydrogen Production from Water on a 100 m2-scale[J]. Nature, 2021, 598, 304.
