新型(xing)光(guang)(guang)熱(re)化(hua)學(xue)循環（Photo-Thermochemical Cycle, PTC）用(yong)于(yu)還原H2O和(he)CO2。將光(guang)(guang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)引入兩(liang)步熱(re)化(hua)學(xue)循環以實現太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)分(fen)級分(fen)質利(li)(li)用(yong)。在(zai)(zai)第一(yi)步光(guang)(guang)反(fan)應(ying)中(zhong)，金(jin)屬氧化(hua)物表面在(zai)(zai)紫外(wai)-可見（UV-Vis）光(guang)(guang)照射下形(xing)成(cheng)光(guang)(guang)致氧空位(wei)（VOs）；在(zai)(zai)第二個熱(re)化(hua)學(xue)步驟(zou)中(zhong)，H2O與CO2在(zai)(zai)一(yi)定溫度(du)下被光(guang)(guang)致VOs還原生(sheng)成(cheng)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)燃料(liao)。相比于(yu)傳統(tong)的太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)光(guang)(guang)催化(hua)與熱(re)催化(hua)，PTC在(zai)(zai)室溫下利(li)(li)用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)中(zhong)紫外(wai)可見部分(fen)克服VOs形(xing)成(cheng)的高能(neng)(neng)壘(lei)，然(ran)后利(li)(li)用(yong)可見紅外(wai)光(guang)(guang)為(wei)熱(re)反(fan)應(ying)提供所需的溫度(du)。通(tong)過利(li)(li)用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)中(zhong)不(bu)同(tong)(tong)品(pin)質的能(neng)(neng)量驅(qu)動不(bu)同(tong)(tong)反(fan)應(ying)，實現太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)分(fen)級、分(fen)質利(li)(li)用(yong)。同(tong)(tong)時(shi)(shi)，O2和(he)燃料(liao)可以單獨生(sheng)成(cheng)，這為(wei)產(chan)物分(fen)離的難(nan)題提供了另一(yi)種思路(lu)。然(ran)而(er)，普通(tong)半(ban)導體材(cai)料(liao)較差的光(guang)(guang)熱(re)響應(ying)特(te)性與產(chan)物選擇(ze)性影(ying)響了轉化(hua)效率，如(ru)何(he)設計兼具光(guang)(guang)熱(re)響應(ying)特(te)性的催化(hua)劑材(cai)料(liao)同(tong)(tong)時(shi)(shi)實現優良的產(chan)物選擇(ze)性并研究光(guang)(guang)與熱(re)的協同(tong)(tong)作(zuo)用(yong)機理顯得(de)尤為(wei)關鍵。

光熱耦合制(zhi)液態航空(kong)燃料系統(tong)結構有：

1.反應單元（森朗反應釜）；2.五路氣路進料（氬(ya)氣、氫氣、一氧化(hua)碳(tan)、二(er)氧化(hua)碳(tan)、甲烷(wan)）系統；3.控制單元4.氣相(xiang)色譜儀網絡化(hua)主機；5.航空燃料辛烷(wan)值(zhi)測定儀單元。

（1）反應(ying)釜容積： 100ml  316L材(cai)質 ，釜蓋上(shang)開視(shi)窗用于光照，可(ke)視(shi)直徑(jing)為40MM，視(shi)鏡材(cai)料，藍寶石片。有進氣(qi)閥，排(pai)氣(qi)閥，釜內部控制溫度。

（2）反應釜設(she)計(ji)溫度：250℃ 

（3）反應釜設計壓(ya)力：8Mpa 

（4）控(kong)制方式：觸屏計算機。

1光熱耦合制液態燃料(liao)系統流程(cheng)說明及(ji)描述

光熱耦合制液態燃料(liao)系統，主要(yao)由(you)光熱耦合催化(hua)反應系統，氣相色譜(pu)儀網絡化(hua)主機，航空燃料(liao)辛烷值測定儀。

(1)氣體進(jin)料系統

分別(bie)共有(you)五路氣(qi)體(ti)(ti)進(jin)入反應(ying)器中，參于(yu)反應(ying)，每一路氣(qi)體(ti)(ti)配置相同如下鋼(gang)瓶出來的(de)氣(qi)體(ti)(ti)自過(guo)濾(lv)器過(guo)濾(lv)，減壓(ya)閥(fa)減壓(ya)穩壓(ya)后進(jin)氣(qi)體(ti)(ti)質量流量計計量后進(jin)預熱器預熱。

(2)反應系統

經(jing)過計量(liang)后(hou)(hou)的氣相、液(ye)相物(wu)料經(jing)預熱(re)(re)罐混合加(jia)熱(re)(re)后(hou)(hou)經(jing)探底管(guan)(guan)進入反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)內反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)后(hou)(hou)的產物(wu)經(jing)排液(ye)閥(fa)進高溫(wen)分離(li)(li)器分離(li)(li)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)設計容積100ml，設計溫(wen)度(du)250℃，設計壓力是8Mpa，配備(bei)壓力表、壓力傳感器、安(an)全(quan)閥(fa)等用(yong)于(yu)壓力檢測和安(an)全(quan)保護，安(an)全(quan)閥(fa)接鋼管(guan)(guan)引到(dao)通風廚內，當(dang)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)內超(chao)過安(an)全(quan)壓力后(hou)(hou)安(an)全(quan)閥(fa)起爆泄壓，保護整個系統。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)采用(yong)加(jia)熱(re)(re)模塊加(jia)熱(re)(re)，內部配備(bei)溫(wen)度(du)檢測口，轉(zhuan)速(su)采用(yong)閉環控制(zhi)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)設有(you)插底管(guan)(guan)，直插釜(fu)(fu)底，用(yong)于(yu)進樣，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)釜(fu)(fu)內配有(you)冷卻盤管(guan)(guan)，用(yong)于(yu)放熱(re)(re)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)移熱(re)(re)

(3)冷凝分離(li)系統(tong)

反應后的(de)產物先(xian)(xian)進(jin)入熱分(fen)離(li)器(qi)，在80℃下(xia)汽(qi)液分(fen)離(li)，將在80℃冷(leng)(leng)凝下(xia)來的(de)液體(ti)分(fen)離(li)開(kai)，汽(qi)相進(jin)冷(leng)(leng)分(fen)離(li)器(qi)進(jin)一步分(fen)離(li)后，液相為(wei)廢液排出(chu)，氣相經背壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)配合精密壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)表，背壓(ya)(ya)(ya)(ya)在目標壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)后，經堿洗罐(guan)脫除酸性氣體(ti)進(jin)濕氣表計量后排入大氣。背壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)入口設有快(kuai)速泄壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)，如果實(shi)驗(yan)過程中催化劑需(xu)要(yao)先(xian)(xian)還原再反應，可以先(xian)(xian)打開(kai)快(kuai)速泄壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)短路背壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)，反應時再關閉此閥(fa)(fa)，使用背壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)，背壓(ya)(ya)(ya)(ya)閥(fa)(fa)實(shi)驗(yan)前調好壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)。熱分(fen)離(li)器(qi)和冷(leng)(leng)分(fen)離(li)器(qi)由低溫循環(huan)器(qi)提(ti)供(gong)，溫度可以控制在-5℃~195℃范(fan)圍內，循環(huan)液可以是乙醇。

(4)報警系統

參(can)數控制(zhi)（溫度(du)、壓力(li)）超過高限報(bao)警(jing)值，發出聲(sheng)光報(bao)警(jing)提示；參(can)數控制(zhi)（溫度(du)、壓力(li)）超過高高限報(bao)警(jing)值，系統對加(jia)熱(re)爐進(jin)行安全聯(lian)鎖保(bao)護(hu),切斷加(jia)熱(re)。

(5)分析與(yu)測試系統

色譜(pu)，彩色觸摸屏控(kong)制、 開機自檢、電腦反控(kong)、自動斷(duan)電斷(duan)氣保護功能。實(shi)現費托合成氣相產物(wu)N2、CO、CH4、CO2、C2H6、C2H2和C2H2以及(ji)甲(jia)醇(chun)等實(shi)時在線檢測。辛烷值(zhi)測試儀，辛烷值(zhi)儀測量結果的(de)可浮動范圍：±0.2，40-120辛烷值(zhi)儀的(de)允(yun)許(xu)測量誤(wu)差(cha)：0.5。

2 光熱(re)耦合制液態航空燃料系統的控(kong)制系統概述

配置(zhi)：質量流量，減壓(ya)閥(fa)、背壓(ya)閥(fa)，精密壓(ya)力(li),壓(ya)力(li)變送器，柱塞(sai)泵，濕(shi)氣流量計(ji)。二次儀表配置(zhi)：溫壓(ya)流量控制器采用DTC，轉(zhuan)速(su)控制采用senlong。本套模試裝置(zhi)共有檢測(ce)控點(dian)58個，其中11個檢測(ce)點(dian)，7個控制點(dian)，包括：

溫度檢測(ce)點(dian)(dian)(dian)：25個(ge)；壓力檢測(ce)點(dian)(dian)(dian)：13個(ge)；速度，扭矩檢測(ce)點(dian)(dian)(dian)：1個(ge)流量檢測(ce)點(dian)(dian)(dian)：8個(ge)

；質量流(liu)量計控制(zhi)點(dian)：8個；溫(wen)度控制(zhi)點(dian)：18個；轉速控制(zhi)點(dian)：3個；計算機操作畫面(mian)(mian)包括：總畫面(mian)(mian)，用戶設置畫面(mian)(mian)，參數(shu)(shu)設置畫面(mian)(mian)，歷(li)史趨勢曲線(xian)畫面(mian)(mian)，歷(li)史數(shu)(shu)據(ju)記錄畫面(mian)(mian)等。

能很(hen)好(hao)實現(xian)：

·工藝流程監視控制。·數(shu)據的(de)采集、處理(li)、分析。·實時顯(xian)示(shi)(shi)工藝參數(shu)等。·歷史數(shu)據的(de)存(cun)儲和歷史趨勢曲線顯(xian)示(shi)(shi)。·設(she)定和修改工藝參數(shu)·當溫(wen)度、壓力、流量超過(guo)預定報警上限時，發出聲光報警信號。