光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)，熱催化是在光催化的基礎(chǔ)上同時(shí)加熱,或在熱催化的基礎(chǔ)上同時(shí)進(jìn)行光照以達(dá)到共同催化目的的一種新型催化手段,是當(dāng)前催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光熱協(xié)同催化在能源合成領(lǐng)域的應(yīng)用,包括光熱催化CO加直、光熱催化CO還原、光熱分解水制氫等。光催化與熱催化耦合確實(shí)能夠高效驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)行,明顯改善了單一光催化或單一熱催化的不足。在催化CO加氫方面,引入光照能明顯提高CO的轉(zhuǎn)化效率,同時(shí)能夠調(diào)控經(jīng)類產(chǎn)物分布;在催化 CO,還原方面,通過調(diào)變合適的光熱反應(yīng)條件,能夠?qū)崿F(xiàn)高效地、選擇性地將CO,還原為CO、CH或其他烴類產(chǎn)物;在催化H0分解制氨方面,在溫和條件下提高了產(chǎn)氨效率。分析了部分體系的光熱協(xié)同作用機(jī)制，光熱催化的發(fā)展前言|以期對(duì)于光熱協(xié)同驅(qū)動(dòng)體系的研究起到積極的促進(jìn)作用。 光熱催化液體燃料評(píng)價(jià)裝置適用于光熱協(xié)同催化、光催化催化劑的評(píng)價(jià)及篩選，可做光催化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)歷程等方面的研究。主要應(yīng)用到高溫光熱催化反應(yīng)，光熱協(xié)同催化，具體可用于半導(dǎo)體材料的合成燒結(jié)、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評(píng)價(jià)、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛氣體的光催化降解、VOCs、NOx、SOx、固氮等領(lǐng)域。
光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)共包含6個(gè)單元：氣體進(jìn)料單元，液體進(jìn)料單元，反應(yīng)單元，檢測(cè)單元，產(chǎn)物單元，控制單元。全套裝置采用高壓鋼瓶提供氣源，液體原料經(jīng)輸送泵計(jì)量后，進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，氣體原料經(jīng)氣體減壓后，通過質(zhì)量流量計(jì)控制流量后進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)混合進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行光催化反應(yīng)，產(chǎn)物通過高熱分離器后，氣相產(chǎn)物通過冷凝器產(chǎn)生，液體通過下球閥排除，氣體通過背壓閥控制壓力后放出。反應(yīng)生成氣體通入氣相色譜儀，能夠?qū)崿F(xiàn)費(fèi)托合成氣相反應(yīng)物與產(chǎn)物N2、CO、CH4、CO2、C2H6、C2H4和C2H2以及甲醇等實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，分析時(shí)間小于20分鐘。
1.光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)氣體進(jìn)料單元
光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)配置五條氣體管路，介質(zhì)為Ar，H2，CO，CO2，CH4。Ar由鋼瓶提供，經(jīng)過HV-201球閥和F-201過濾器，脫除 7μm 以下塵粒后，進(jìn)入壓力表測(cè)出其壓力值，經(jīng)減壓閥控制壓力后，由MFC-201質(zhì)量流量計(jì)控制氣體進(jìn)料流量，進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)。H2由鋼瓶提供，經(jīng)過HV-301球閥和F-301過濾器，脫除 7μm 以下塵粒后，進(jìn)入壓力表測(cè)出其壓力值，經(jīng)減壓閥控制壓力后，由MFC-301控制氣體進(jìn)料流量，進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)。CO由鋼瓶提供，經(jīng)過HV-401球閥和F-401過濾器，脫除 7μm 以下塵粒后，進(jìn)入壓力表測(cè)出其壓力值，經(jīng)減壓閥控制壓力后，進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)。CO2由鋼瓶提供，經(jīng)過HV-501球閥和F-501過濾器，脫除 7μm 以下塵粒后，進(jìn)入壓力表測(cè)出其壓力值，經(jīng)減壓閥控制壓力后，進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)。CH4由鋼瓶提供，經(jīng)過HV-601球閥和F-601過濾器，脫除 7μm 以下塵粒后，進(jìn)入壓力表測(cè)出其壓力值，經(jīng)減壓閥控制壓力后，進(jìn)入到靜態(tài)混合器內(nèi)。
2.光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)液體進(jìn)料單元
原料罐液體通過過濾器F-701，經(jīng)P-701液體輸送計(jì)量泵進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，此處設(shè)計(jì)有單向閥，防止液體回流至原料罐中。
3.光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)反應(yīng)單元
經(jīng)過靜態(tài)混合器的氣相原料和液體輸送計(jì)量泵液相原料從反應(yīng)器上端進(jìn)入，經(jīng)過升溫光催反應(yīng)后，從反應(yīng)器下端排出。反應(yīng)器設(shè)置壓力傳感器、壓力表、卸荷閥，同時(shí)設(shè)置報(bào)警裝置。
反應(yīng)器加熱爐采用電加熱獨(dú)立控溫，反應(yīng)器和加熱爐設(shè)置超溫保護(hù)獨(dú)立邏輯控制TSS,防止在觸屏軟件控制失效時(shí)加熱超溫。反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)熱偶套管，可測(cè)量反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)的溫度。
4. 光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)產(chǎn)物單元
產(chǎn)物經(jīng)高熱分離器進(jìn)行分離，氣相從分離罐頂部進(jìn)入冷凝器，剩余氣液可從高熱分離器底部球閥排出，進(jìn)入冷凝器的氣體冷凝后通過頂部氣路排出，剩余產(chǎn)物可通過底部球閥排出。
5. 光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)檢測(cè)單元
檢測(cè)單元分為兩部分，分別為氣相色譜儀與航空燃料辛烷值測(cè)定儀，其中辛烷值測(cè)定儀用于動(dòng)力汽油的辛烷值現(xiàn)場(chǎng)分析，與馬達(dá)法和研究法（RON和MON）相對(duì)應(yīng)，可分析出產(chǎn)物品質(zhì)；氣相色譜儀在線分離經(jīng)過高溫模擬蒸餾軟件分析得費(fèi)托氣液相產(chǎn)物碳數(shù)分布占比。
6.光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)控制系統(tǒng)
光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)裝置數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)采用組態(tài)軟件進(jìn)行過程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和聯(lián)鎖保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)等。上位機(jī)提供的標(biāo)準(zhǔn)畫面和擴(kuò)充功能實(shí)現(xiàn)工藝流程圖顯示、報(bào)警/事件記錄查看﹑實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖、歷史趨勢(shì)查看、報(bào)警值設(shè)置、控制參數(shù)整定、設(shè)備啟停、自動(dòng)投入/切除、程序升溫、報(bào)表產(chǎn)生等系統(tǒng)操作。具有系統(tǒng)異常工作狀態(tài)報(bào)警以及自動(dòng)排險(xiǎn)功能。為保證實(shí)驗(yàn)的安全運(yùn)行，裝置具有超溫，超壓聲、光報(bào)警，可燃?xì)庑孤﹫?bào)警，并能自動(dòng)切斷設(shè)備供電和停止相關(guān)電路。控制柜放置于裝置上，操作站放置于非防爆區(qū)。
光熱耦合制液態(tài)航空燃料系統(tǒng)控制軟件界面：
（1）數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理
對(duì)裝置監(jiān)控能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)，可顯示帶實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)的工藝流程圖及實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖、歷史趨勢(shì)圖。
（2）安全控制
控制系統(tǒng)設(shè)立高低限報(bào)警、高高限緊急處理及脫機(jī)高高限緊急處理等三級(jí)報(bào)警處理功能。當(dāng)試驗(yàn)過程參數(shù)（如溫度、壓力）相對(duì)于設(shè)置值產(chǎn)生較小偏差時(shí)，向操作人員發(fā)出警示需檢查系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)顯示報(bào)警；當(dāng)過程參數(shù)繼續(xù)偏離設(shè)定值并觸發(fā)高高限緊急處理報(bào)警，系統(tǒng)關(guān)閉所有動(dòng)設(shè)備、停止氣體和液體原料輸送以保護(hù)系統(tǒng)并記錄報(bào)警；如發(fā)生計(jì)算機(jī)死機(jī)等脫機(jī)狀態(tài)，過程參數(shù)在觸發(fā)脫機(jī)高高限后，系統(tǒng)也會(huì)同時(shí)關(guān)閉所有動(dòng)設(shè)備、停止氣體和液體原料輸送以保護(hù)系統(tǒng)。
（3）數(shù)據(jù)查詢（含歷史數(shù)據(jù)）及導(dǎo)出
對(duì)質(zhì)量、溫度、壓力、流量、等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并自動(dòng)存儲(chǔ)至觸屏控制系統(tǒng)，可以設(shè)置時(shí)間間隔、采集參數(shù)等信息自動(dòng)形成數(shù)據(jù)報(bào)表，報(bào)表文件可以EXCEL，CSV形式輸出，名稱按預(yù)先設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)生成。可以提供事后數(shù)據(jù)查詢、分類、整理、統(tǒng)計(jì)等功能。