一种用于催化剂性能评价的装置

技术领域

本发明是涉及一种用于催化剂性能评价的装置，可用于多种粉体催化剂或整体式的活性评价、抗硫抗水性能评价、使用寿命评价、反应热变化观测，以及其他气态、固态或液态组分对催化剂效果影响的评价等，尤其是CO催化剂性能的评价，属于环境工程领域。

背景技术

随着社会的进步，工业的发展，环境污染问题日益引起人们的注意。催化氧化技术是处理气态污染物的有效方法之一。催化剂是催化氧化技术的关键。科学高效的催化剂性能评价装置，是催化剂研发中至关重要的部分，因此设计出一套科学高效，简单易操作的催化剂性能评价装置，对于催化氧化技术的发展和应用有着重要意义。

CN211877892U公开了一种一种多通道脱硝催化剂微型评价装置，包括依次连接的质量流量计、混合预热器、反应器、加热反应炉、用于测试气体成分的烟气分析仪，该装置大大提高了催化剂样品的评价效率,避免了因设备造成的测试误差,为脱硝催化剂的准确测试提供了保证,满足实际需要。CN111830191A公开了一种催化剂性能评价装置，该装置包括换热器、加热器和反应器，其中换热器具有预热侧和热回收侧,高效利用了反应中提供的热量，该装置通用性好,能够评价多种催化剂的性能,且更换催化剂的间隔时间短,加热能耗低,工作效率高,经济性好。CN107941986B公开了一种用于评价催化剂催化性能的装置，该装置包括包括依次通过管路连接的配气装置、碳氢燃料鼓泡装置、放置待测催化剂的管式炉和尾气检测装置。该装置能够简便、高效地评价催化剂对于碳氢燃料的催化燃烧性能,从而有助于选择不同碳氢燃料的最优催化剂。CN210376265U公开了一种多功能催化剂活性评价中试装置，该装置包括进气系统、反应系统、尾气收集系统、制气系统和控制分析系统,整体装置操作方便,适应性强,既能满足VOCs催化燃烧催化剂评价所需一定氧气含量的空气,也能满足低温脱硝催化剂活性评价所需氮气和氧气的混合气,节省了实验成本,在方形钢制反应器内设置一个圆形微反应器,为消除外扩散的影响提供便利。

目前已有催化剂评价装置大多针对某一催化剂的性能评价而开发，或是只针对催化剂的催化活性进行评价，以及评价较少组分对催化剂的影响。

发明内容

针对催化剂性能评价中对评价装置的需求，结合现有催化剂评价装置，重新优化组合，设计出一套具有多种评价功能，适应范围更广，流程工艺简单，搭建方便的催化剂性能评价装置。

本发明的技术方案如下：

本发明一种用于催化剂性能评价的装置，包含气体发生单元、配气单元、水汽发生单元、反应单元、测试单元、尾气净化单元、气体泄漏报警单元。

气体发生单元选自钢瓶气、空气压缩机、气体发生器等中的一种或几种；

配气单元包括混气罐、管路、质量流量计、转子流量计或其他流量控制装置等。

水汽发生单元是水蒸气发生器或者是鼓泡带入水汽装置，也可以是注射泵注入水，或者蠕动泵等装置将水输入并有伴热保温装置。

反应单元包含多功能反应管，同时还可以有加热炉、伴热带或伴热丝等加热装置，以及控温装置、测温装置。

测试单元可以是一切可测试通入烟气组分浓度的仪器。

尾气净化单元可根据通入气体组分选择相应净化方法。

气体发生单元采用管路经由阀门、流量计与混气罐连接，水汽发生单元采用管路经由阀门、流量计与混气罐连接；混气罐外表面设有第一加热装置，第一加热装置与控温装置电连接，控温装置用于控制第一加热装置的温度；混气罐外空气中设有气体泄漏报警单元；混气罐采用管路与多功能反应管的进气支管连接；多功能反应管的出气支管分为两支路，一支路与测试单元连接，另一支路与尾气净化单元连接；多个气体发生单元独立并列与混气罐连接，用于通入不同的气体。

多功能反应管的结构：整体为一直立的空腔管，空腔管中间部分内部一径面设有砂板，砂板用于承托催化剂；空腔管上部侧面设有进气支管，空腔管底部端口封闭并设有一出气支管，同时空腔管底部还设有一长直管型的催化剂层下端测温支管，此催化剂层下端测温支管上端位于砂板下部，催化剂层下端测温支管的下部伸出空腔管；空腔管的上端封闭且设有控温支管、催化剂层测温支管，控温支管的下端位于砂板与进气支管中间位置的空腔管内，控温支管的上端伸出空腔管；催化剂层测温支管的下端位于砂板上部，催化剂层测温支管的上端出空腔管；控温支管、催化剂层测温支管、催化剂层下端测温支管均为直管；多功能反应管外设有第二加热装置用于给催化反应加热，第二加热装置也可以与控温装置连接；

控温支管、催化剂层测温支管、催化剂层下端测温支管用于伸入放置测温装置，对应测定砂板上部反应气体的温度、催化剂层的温度、砂板上下部气体的温度。

气体泄漏报警单元可根据通入气体组分选择相应报警装置。

本发明优点如下：

1、本发明所需仪器设备简单，操作简便，搭建方便，占用空间较小，可灵活拆卸组合，能够因地适宜。

2、本发明具有普适性，应用范围广，适合多种催化剂性能的评价。

3、本发明功能强大，能够实现多种粉体催化剂或整体式的活性评价、抗硫抗水性能评价、使用寿命评价、反应热变化观测，以及其他气态、固态或液态组分对催化剂效果影响的评价等。

附图说明

图1为实例1中催化剂评价装置实物图。

图2为实例1中多功能反应管；

1-进气支管；2-控温支管；3-催化剂层测温支管；4-砂板；5-催化剂层下端测温支管；6-出气支管。

图3为实例1中多功能反应管实物图。

具体实施方式

下面结合实施例杜本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下是实施例。

实例1：

CO催化剂性能评价装置如图1所示，其中气体发生单元由N