一种气体用催化剂催化性能的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及催化剂领域，具体涉及一种气体用催化剂催化性能的检测装置。


背景技术：

2.目前，气体催化剂在使用之前通常要对催化剂的催化剂性能进行检测，以保证使用过程工艺的调整。目前气体催化材料的性能测试包括纯化柱的装填，活化再生，纯化测试等。
3.如cn205506777u公开了一种催化剂性能测试系统，属于测试领域，解决现有催化剂性能测试系统测试精度不足的技术问题，该催化剂性能测试系统包括存放有待测试催化剂的反应器、用于产生模拟烟气的气体输入装置和用于对烟气进行测试的测试装置，反应器具有连接气体输入装置的入口和连接测试装置的出口，催化剂性能测试系统还包括用于对催化剂性能测试系统内残留烟气进行清理的吹扫机构。
4.cn213517017u公开了一种一氧化碳催化剂性能的测试装置，包括：模拟烟气单元、催化单元和气体检测处理单元；模拟烟气单元与催化单元相连；所述催化单元用于对通入的气体进行催化，催化后的气体流入所述气体检测处理单元中；所述催化单元包括固定不动的催化柱、与所述催化柱发生相对运动的催化炉和活化炉以及用于控制所述催化炉和所述活化炉进行转换的升降转换装置；所述活化炉与所述催化柱相配合以实现对所述催化柱内的催化剂进行活化。该一氧化碳催化剂性能的测试装置结构简单，能够模拟工业烟气环境或直接在工业烟气条件下对不同种类、成型状态的催化剂进行性能测试，测试准确性高、测试效率高能够全面考察催化剂的实际应用性能。
5.然而现有检测中，存在整个过程耗时较长，催化材料的消耗浪费，催化材料的寿命难以确定的问题。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种气体用催化剂催化性能的检测装置，解决现阶段气体催化剂的催化性能检测中存在整个过程耗时较长，催化材料的消耗浪费，催化材料的寿命难以确定的问题。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供一种气体用催化剂催化性能的检测装置，所述气体用催化剂催化性能的检测装置包括检测单元和设置于检测单元内的催化单元；
9.所述催化单元的加热设备为所述检测单元的加热端；
10.所述催化单元包括依次设置的进气端和催化端；所述催化端的高径比≥2；
11.所述检测端包括色谱柱和与所述色谱柱连接的检测器；
12.所述催化端的出气口和所述色谱柱的进气口相连接；
13.所述色谱柱至少设置2个；
14.所述催化单元的出气口和所述色谱柱的进气口设置有排气口。
15.本实用新型提供的检测装置，将催化柱活化再生和纯化性能检测集成在一个装置内，与检测段共用一个加热装置并控制催化端的高径比，解决了催化柱再生需要高温的问题，省去单独给催化端安装加热装置，同时与气相色谱相耦合，可以准确定量的测试催化材料的寿命，计算催化剂的处理气体总量。
16.本实用新型中，所述催化端的高径比≥2，例如可以是2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
17.本实用新型中，所述色谱柱至少设置2个，例如可以是2个、3个、4个、5个、6个或7个等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
18.本实用新型中，催化端再生时，加热温度为200-400℃，例如可以是200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
19.本实用新型中，活化再生的时间可以是6-8h，例如可以是6h、6.1h、6.2h、6.3h、6.4h、6.5h、6.6h、6.7h、6.8h、6.9h、7h、7.1h、7.2h、7.3h、7.4h、7.5h、7.6h、7.7h、7.8h、7.9h或8h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
20.作为本实用新型优选的技术方案，所述进气端包括并联的标准气进气端和h2/n2混合气进气端。
21.作为本实用新型优选的技术方案，所述标准气进气端的出气口设置有第一阀；
22.所述h2/n2混合气进气端的出气口设置有第二阀。
23.本实用新型中，h2/n2混合气进气端中混合气的体积浓度为2-5％，例如可以是2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％、3.7％、3.8％、3.9％、4％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％、4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％或5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
24.本实用新型中，所述第一阀和第二阀可以采用手动阀或电动阀，如手动膜阀等。
25.作为本实用新型优选的技术方案，所述进气端和所述催化端之间设置有流量检测设备。
26.作为本实用新型优选的技术方案，所述催化端的出气口和所述色谱柱的进气口之间还设置有温度检测设备。
27.作为本实用新型优选的技术方案，所述排气口设置于所述温度检测设备和所述色谱柱的进气口之间。
28.作为本实用新型优选的技术方案，所述色谱柱采用并联的方式进行设置。
29.作为本实用新型优选的技术方案，所述排气口的出气端设置有第三阀。
30.本实用新型中，所述第三阀可以是球阀等，控制方式可以采用手动控制或自动控制。
31.作为本实用新型优选的技术方案，所述催化端的高径比为2-3，例如可以是2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
32.作为本实用新型优选的技术方案，所述检测单元内设置有定量环。与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
33.(1)本实用新型提供的检测装置，将催化柱活化再生和纯化性能检测集成在一个装置内，与检测段共用一个加热装置并控制催化段催化端的高径比，解决了催化柱再生需要高温的问题，省去单独给催化段催化端安装加热装置，同时与气相色谱相耦合，可以准确定量的测试催化材料的寿命，计算催化剂的处理气体总量。
34.(2)该检测装置可以一次性可以测试催化材料对多种杂质的吸附处理能力，也可定制针对某个主要目标杂质的处理性能测试。
附图说明
35.图1是本实用新型实施例提供的一种气体用催化剂催化性能的检测装置的示意图。
36.图中：1-第一阀，2-第二阀，3-流量检测设备，4-催化端，5-温度检测设备，6-第三阀，7-检测器，8-色谱柱，9-检测装置；
37.a-标准气进气端，b-h2/n2混合气进气端，c-排气口。
38.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
39.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
40.实施例1
41.本实施例提供了一种气体用催化剂催化性能的检测装置，如图1所示，所述气体用催化剂催化性能的检测装置9包括检测单元和设置于检测单元内的催化单元；
42.所述催化单元的加热设备为所述检测单元的加热端；
43.所述催化单元包括依次设置的进气端和催化端4；所述催化端4的高径比为2；
44.所述检测端包括色谱柱8和与所述色谱柱8连接的检测器7；
45.所述催化端4的出气口和所述色谱柱8的进气口相连接；
46.所述色谱柱8设置3个；
47.所述催化单元的出气口和所述色谱柱8的进气口设置有排气口c。
48.所述进气端包括并联的标准气进气端a和h2/n2混合气进气端b。
49.所述标准气进气端a的出气口设置有第一阀1；所述h2/n2混合气进气端b的出气口设置有第二阀2。
50.所述进气端和所述催化端4之间设置有流量检测设备3。
51.所述催化端4的出气口和所述色谱柱8的进气口之间还设置有温度检测设备5。
52.所述排气口c设置于所述温度检测设备5和所述色谱柱8的进气口之间。
53.所述色谱柱8采用并联的方式进行设置。
54.所述排气口c的出气端设置有第三阀6。
55.所述检测单元内设置有定量环。
56.实施例2
57.本实施例提供了一种气体用催化剂催化性能的检测装置，所述气体用催化剂催化性能的检测装置9包括检测单元和设置于检测单元内的催化单元；
58.所述催化单元的加热设备为所述检测单元的加热端；
59.所述催化单元包括依次设置的进气端和催化端4；所述催化端4的高径比为3；
60.所述检测端包括色谱柱8和与所述色谱柱8连接的检测器7；
61.所述催化端4的出气口和所述色谱柱8的进气口相连接；
62.所述色谱柱8设置4个；
63.所述催化单元的出气口和所述色谱柱8的进气口设置有排气口c。
64.所述进气端包括并联的标准气进气端a和h2/n2混合气进气端b。
65.所述标准气进气端a的出气口设置有第一阀1；所述h2/n2混合气进气端b的出气口设置有第二阀2。
66.所述进气端和所述催化端4之间设置有流量检测设备3。
67.所述催化端4的出气口和所述色谱柱8的进气口之间还设置有温度检测设备5。
68.所述排气口c设置于所述温度检测设备5和所述色谱柱8的进气口之间。
69.所述色谱柱8采用并联的方式进行设置。
70.所述排气口c的出气端设置有第三阀6。
71.所述检测单元内设置有定量环。
72.应用例
73.采用实施例1中的气体用催化剂催化性能的检测装置进行催化剂性能的检测，具体步骤如下：
74.步骤1、确保第一阀、第二阀和第三阀处于关闭状态，随后打开h2/n2混气(如混气浓度可以4％)第二阀、第三阀和流量检测设置，根据催化端的装填量调节再生用气流量；
75.步骤2、打开气相色谱即检测端，设定加热温度为300℃，在此温度及步骤1设定的再生流量下，再生7小时；
76.步骤3、再生结束后，停止加热，持续通入氮气给催化端，待温度检测设备显示室温(25℃)时，关闭第二阀；
77.步骤4、打开第一阀，通入标准气体，通过检测单元中的定量环通入标准气体；
78.步骤5、根据设定的目标杂质，选择通入不同的色谱柱，检测单元内可以安装多根色谱柱，这样就可以节省大量时间，通过一台设备就可以持续进行杂质检测；
79.步骤6、重复步骤5，直至催化端被击穿，此时统计出检测单元进行了多少次的进样分析，进而计算出催化端可以催化的气体总体积；
80.步骤7、根据催化剂种类和测试结果，可以重复步骤1～6；
81.步骤8、统计检测单元记录的数据，进行分析评价该催化剂的性能。
82.具体如针对测试一种含镍基催化剂除氧效果，装填一个催化柱内径：22.1mm，长度：60mm，高径比：2.7；催化剂装填量：30g。
83.首先将装填的催化柱进行再生，步骤如下：
84.1、再生气量：《5％的最大额定气量，一般为2-3％；(催化柱额定气量4l/min)；本实
验再生气流量150ml/min，再生气流量/额定气量为3％；
85.2、再生h2浓度：2％；
86.3、再生温度：200℃；
87.4、再生时间：6h；
88.催化吸附过程：
89.1、将再生后的催化柱降温；
90.2、通入氮气中氧浓度为10ppm的标准气体，设定通入流量4l/min；
91.3、色谱仪通过计量环将经过催化柱催化后的气体，导入色谱柱；
92.4、经后端检测器，检测气体组分中是否有氧的峰谱图出现；
93.5、记录以流量4l/min通入标气的总时间，当色谱检测到氧，即终止实验。
94.结果：总计催化时间为1h；总催化流量为240l；在考虑气体中其他杂质的因素，该催化剂除氧量为2.4g。
95.本应用例中的标准气体是浓度均匀的，良好稳定和量值准确的测定标准，它们具有复现，保存和传递量值的基本作用，在物理，化学，生物与工程测量领域中用于校准测量仪器和测量过程，评价测量方法的准确度和检测实验室的检测能力，确定材料或产品的特性量值，进行量值仲裁等。
96.通过应用例的结果可知，采用本实用新型的检测装置解决了催化柱再生需要高温的问题，省去单独给催化段催化端安装加热装置，同时与气相色谱相耦合，可以准确定量的测试催化材料的寿命，计算催化剂的处理气体总量。
97.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
98.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
99.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
100.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

技术特征：
1.一种气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述气体用催化剂催化性能的检测装置包括检测单元和设置于检测单元内的催化单元；所述催化单元的加热设备为所述检测单元的加热端；所述催化单元包括依次设置的进气端和催化端；所述催化端的高径比≥2；所述检测端包括色谱柱和与所述色谱柱连接的检测器；所述催化端的出气口和所述色谱柱的进气口相连接；所述色谱柱至少设置2个；所述催化单元的出气口和所述色谱柱的进气口设置有排气口。2.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述进气端包括并联的标准气进气端和h2/n2混合气进气端。3.如权利要求2所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述标准气进气端的出气口设置有第一阀；所述h2/n2混合气进气端的出气口设置有第二阀。4.如权利要求1或3所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述进气端和所述催化端之间设置有流量检测设备。5.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述催化端的出气口和所述色谱柱的进气口之间还设置有温度检测设备。6.如权利要求5所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述排气口设置于所述温度检测设备和所述色谱柱的进气口之间。7.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述色谱柱采用并联的方式进行设置。8.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述排气口的出气端设置有第三阀。9.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述催化端的高径比为2-3。10.如权利要求1所述的气体用催化剂催化性能的检测装置，其特征在于，所述检测单元内设置有定量环。

技术总结
本实用新型涉及一种气体用催化剂催化性能的检测装置，包括依次设置的催化单元和检测单元；所述催化单元的加热设备为所述检测单元的加热端；所述催化单元包括依次设置的进气端和催化端；所述催化端的高径比≥2；所述检测端包括色谱柱和与所述色谱柱连接的检测器；所述催化端的出气口和所述色谱柱的进气口相连接；所述色谱柱至少设置2个；所述催化单元的出气口和所述色谱柱的进气口设置有排气口。解决了催化柱再生需要高温的问题，省去单独给催化端安装加热装置，同时与气相色谱相耦合，可以准确定量的测试催化材料的寿命，计算催化剂的处理气体总量。理气体总量。理气体总量。


技术研发人员：胡毅志
受保护的技术使用者：上海正帆科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/5/25