一、技術內核：綠色高溫催化的三重突破

      綠色高溫催化技術并非傳統催化的簡單升級，而是以原子經濟性、低碳化、資源循環為核心，通過催化劑設計與反應調控的雙重創新，在 400-1200℃區間實現高效低碳轉化。其核心突破體現在三個層面：

（1）催化劑材料革新

新型催化劑通過成分設計與結構優化突破傳統瓶頸：

熱穩定增強：LaNiO?基稀土催化劑在 700-900℃水蒸氣重整制氫中保持長期活性，氫氣產率超 90%；

選擇性調控：SAPO-34 分子篩催化劑在甲醇制烯烴（MTO）反應中，將乙烯、丙烯選擇性提升至 80% 以上；

多功能復合：Fe-Ca-K 基催化劑實現生物質廢棄物在 800-1000℃下高效氣化，燃氣熱值達 12-16MJ/m3。

（2）反應路徑優化

通過精準調控反應歷程實現 “降碳減污" 協同：

煤制烯烴工藝采用該技術后，CO?排放量降低 30% 以上，焦油類污染物顯著減少；

清華大學研發的 “翡翠綠氫" 技術，通過烴類復配與納米鐵基催化，在 700-750℃下實現近零能耗制氫，綠色指數（GI）超 25。

（3）多場耦合調控

溫度、壓力、流體場的協同優化突破反應平衡限制：

分段感應加熱（精度 ±0.5℃）使甲烷干重整反應積碳率低于 0.1mg/(g?h)；

5MPa 壓力下 CO?加氫制甲醇平衡轉化率從 10% 提升至 85%。

二、核心應用場景：能源與化工的低碳轉型

（一）低碳能源領域

（1）高效制氫技術

高溫水蒸氣重整：新型催化劑將天然氣甲烷化反應溫度降低 100-150℃，能源效率提升 15%-20%；

太陽能光熱催化：TiO?-SiC 復合催化劑驅動水分解制氫，能耗較電解水降低 40%-50%。

（2）碳捕集與轉化（CCU）

CO?加氫制甲醇：Cu-ZnO-Al?O?基催化劑在 300-400℃下實現 85% 以上選擇性，同時降低碳排放；

CO?重整制合成氣：Ni/Al?O?-ZrO?催化劑在 800-1000℃下與甲烷反應，生成高價值化工原料。

（3）固體廢棄物能源化

生物質催化氣化產出富含 H?、CO 的燃氣，可直接用于發電或化工合成；

V?O?-WO?/TiO?催化劑在 300-400℃下將垃圾焚燒二噁英分解效率提升至 99% 以上。

（二）可持續化工領域

（1）綠色烯烴制備

MTO 工藝：SAPO-34 催化劑使反應能耗降低 30%，碳排放減少 40%；

生物質制烯烴：ZnCl?-HZSM-5 復合催化劑在 600-700℃下實現可再生原料替代化石資源。

（2）精細化工綠色合成

對苯二甲酸制備：V?O?-TiO?催化氧化技術使原子經濟性達 95%，無含溴廢水排放；

苯胺合成：Ni-Pd/Al?O?催化加氫替代傳統鐵還原法，消除固廢污染。

三、裝備創新：智能化與高效化升級

（一）關鍵裝備技術突破

（1）反應器設計革新

微通道反應器：50-200μm 通道使苯酚羥基化反應時間從小時級縮至秒級；

流化床反應器：“翡翠綠氫" 技術采用的流化床裝置具備顯著放大優勢，解決高溫供熱難題。

（2）智能化控制系統

AI 驅動優化：深度強化學習動態調節反應參數，轉化率波動低于 ±1%；數字孿生平臺預測催化劑壽命誤差 < 5%；

自主控制架構：FPGA 芯片實現毫秒級響應，TensorFlow 模型支持百萬級參數優化，通過 OPC-UA 協議聯動工業設備。

（二）工業應用案例

四、挑戰與未來趨勢

（一）現存技術瓶頸

多場耦合建模需超算資源，計算時間常超 24 小時；

高溫高壓下傳感器精度不足，熱電偶測溫誤差達 ±5℃；

催化劑易受原料雜質毒化，如 “翡翠綠氫" 中催化柴油的雜質問題需攻關。

（二）前沿突破方向

材料創新：開發 Ni@SiO?核殼自修復催化劑，動態修復高溫燒結缺陷；

智能升級：量子計算輔助設計反應路徑，降低 H?O?生成能 0.2eV；

跨場協同：集成近紅外 LED 與電阻加熱，實現 ±0.1℃局部溫度精準控制；

系統集成：高溫固體氧化物電解池（SOEC）與催化工藝耦合，實現 CO?共電解制合成氣。

五、總結

      綠色高溫催化反應技術與裝備通過材料 - 反應 - 裝備 - 智能的全鏈條創新，已成為 “碳中和" 目標下能源清潔化與化工綠色化的核心支撐。從 “翡翠綠氫" 的突破性制氫路徑，到 CCU 技術的碳資源化利用，再到智能化裝備的效率躍升，該領域正推動 “能源 - 化工 - 環境" 的協同發展。未來隨著量子計算、自修復材料等技術的融合，有望實現催化效率指數級提升與能耗革命性降低，為碳中和提供關鍵技術保障。

產品展示

      SSC-CTR900 催化高溫反應儀適用于常規高溫高壓催化反應、光熱協同化、催化劑的評價及篩選、可做光催化的反應動力學、反應歷程等方面的研究。主要應用到高溫高壓光熱催化反應，光熱協同催化，具體可用于半導體材料的合成燒結、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評價、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛乙醛氣體的光催化降解、苯系物的降解分析、VOCs、NOx、SOx、固氮等領域。實現氣固液多相體系催化反應，氣固高溫高壓的催化反應，滿足大多數催化劑的評價需求。

產品優勢：

SSC-CTR900催化高溫反應儀的優勢特點

1)高溫高壓催化反應儀可實現催化高溫<900℃C高壓<10MPa反應實驗

2)紫外、可見、紅外等光源照射到催化劑材料的表面，實現光熱協同和光誘導催化;

3)光熱催化反應器采用高透光石英玻璃管，也可以采用高壓反應管，兼容≤30mm 反應管;

4)可以實現氣氛保護、抽取真空、PECVD、多種氣體流量控制等功能;

5)可以外接鼓泡配氣、背壓閥、氣液分離器、氣相色譜等，實現各種功能的擴展;

6) 采取模塊化設計，可以實現光源、高溫反應爐、高溫石英反應器、高真空、固定床反應、

光熱反應等匹配使用;

7) 高溫高壓催化反應儀，小的占地面積，可多功能靈活，即買即用。