在能源轉(zhuǎn)型與碳中和的背景下，費(fèi)托合成（FTS）技術(shù)已成為煤炭、天然氣及生物質(zhì)制清潔燃料的關(guān)鍵路徑。
催化劑在費(fèi)托合成中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠顯著提高反應(yīng)速率和降低反應(yīng)的活化能。然而，催化劑性能的優(yōu)化一直是行業(yè)的痛點(diǎn)：
傳統(tǒng)固定床催化劑篩選效率低下，單次實(shí)驗(yàn)耗時(shí)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天；
工藝條件難以精準(zhǔn)控制，溫度和壓力波動(dòng)容易導(dǎo)致產(chǎn)物選擇性偏離預(yù)期；
人工操作復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)操作不僅繁瑣，且長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)實(shí)驗(yàn)困難重重。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，歐世盛公司自主研發(fā)的智能固定床催化劑評(píng)價(jià)裝置（EMC系列）應(yīng)運(yùn)而生。以微反應(yīng)技術(shù)為核心，結(jié)合全自動(dòng)、模塊化設(shè)計(jì)，EMC系列固定床裝置改變了傳統(tǒng)研發(fā)模式，成為費(fèi)托合成催化劑高效篩選的利器。 高通量固定床提高研發(fā)效率。EMC系列的2通道/4通道/8通道/16通道氣固型固定床，采用多通道并行篩選技術(shù)，支持多個(gè)反應(yīng)通道同時(shí)且獨(dú)立進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，可以同步評(píng)價(jià)鐵基、鈷基等不同催化劑在相同條件下的性能差異，也可以同步評(píng)價(jià)相同催化劑在不同條件下的表現(xiàn)。多通道并行，每個(gè)通道實(shí)驗(yàn)條件可以做到一致，單次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)出量提升數(shù)倍，打破傳統(tǒng)單通道評(píng)價(jià)裝置的效率瓶頸，極大地縮短了研發(fā)周期。
自動(dòng)氣液分離器模塊，避免系統(tǒng)條件波動(dòng)，產(chǎn)品反映實(shí)時(shí)催化劑性能。費(fèi)托合成比如煤制油，合成蠟等產(chǎn)物粘性較大，全自動(dòng)氣液分離器通過保溫措施和穩(wěn)流閥的定制可以使液體產(chǎn)品持續(xù)穩(wěn)定流出，確保系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，避免取料時(shí)的壓力波動(dòng)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真。分離器體積最小可以做到3.5 ml，相比于傳統(tǒng)固定床的幾十毫升甚至幾百毫升的樣品收集器，產(chǎn)物停留時(shí)間短，累積物料少，液體產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果也能夠反映出催化劑的瞬時(shí)活性，加快了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。
智能化軟件，全流程控制。歐世盛公司自主開發(fā)的交互式智能化軟件，不但可以在進(jìn)料、反應(yīng)、分離、采集以及檢測(cè)模塊進(jìn)行全流程自動(dòng)化控制，而且可以將樣品檢測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)方案和條件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成條件參數(shù)和分析結(jié)果整合后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告，真正實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人值守實(shí)驗(yàn)，配合手機(jī)端遠(yuǎn)程監(jiān)控，讓科研效率突破了時(shí)空的限制。
應(yīng)用案例
某科研機(jī)構(gòu)引入了歐世盛（北京）科技有限公司的16通道氣固型全自動(dòng)催化劑評(píng)價(jià)裝置，用于合成氣轉(zhuǎn)化成油類產(chǎn)品。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，科研人員需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行單個(gè)實(shí)驗(yàn)條件的測(cè)試。且由于人工操作限制，夜間無法更改反應(yīng)條件，最多只能完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件。這一過程耗時(shí)費(fèi)力，效率低下，嚴(yán)重制約了科研進(jìn)展。
采用歐世盛16通道氣固型全自動(dòng)催化劑評(píng)價(jià)裝置后，只需在當(dāng)天裝好16個(gè)反應(yīng)器的催化劑，并設(shè)置好反應(yīng)參數(shù)，16通道的反應(yīng)即可同時(shí)進(jìn)行。此外，該裝置采用3.5 ml的氣液分離器替代了原來的20 ml液體收集罐，不僅避免了收料導(dǎo)致的壓力波動(dòng)，還將每個(gè)反應(yīng)條件的平衡等待時(shí)間從原來的8-16小時(shí)大幅縮短至1-2小時(shí)。
更令人欣喜的是，借助智能化軟件，科研人員可在實(shí)驗(yàn)開始前預(yù)設(shè)條件。設(shè)備能夠根據(jù)提前設(shè)置的條件自行更改流量、壓力和溫度等參數(shù)，待自動(dòng)取樣檢測(cè)后切換至下一個(gè)條件。科研人員無需夜以繼日地蹲守在實(shí)驗(yàn)室，第二天即可收到多條件的數(shù)據(jù)結(jié)果，為科研人員節(jié)省了大量時(shí)間和精力，使其能夠更專注于數(shù)據(jù)分析和研究創(chuàng)新，極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率。
結(jié)語(yǔ)
作為全流程自動(dòng)化控制的高通量催化評(píng)價(jià)設(shè)備，歐世盛智能固定床裝置憑借其多通道并行篩選和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析能力，將加速解決費(fèi)托合成在可持續(xù)燃料生產(chǎn)工業(yè)化中的催化劑性能優(yōu)化、效率提升以及能耗問題。創(chuàng)新的解決方案不僅顯著提升了研發(fā)的自動(dòng)化和智能化水平，還為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
