柔性抗高温催化剂固定反应器的制作方法

本实用新型涉及一种柔性抗高温催化剂固定反应器，属于固体粉末或涂有催化剂的载体的催化性能测试领域。

背景技术：

汽车的广泛应用极大地便利了国内民众的生活和工作，但汽车的发展也是一把双刃剑，如以石油为燃料传统汽车，大量地消耗了不可再生的石油资源，与日俱增的能源需求则加剧了全球能源危机，汽车尾气排放日益增多也对人类生存环境造成了严重污染。在汽车尾气排放中，对人体健康和生态环境危害最大的当属NO_X。为满足越来越严格的排放法规，SCR 技术已成为中重型柴油机企业首选降低 NOx技术路线。SCR是一个复杂的化学反应体系，而且存在一个温度窗口。因而对SCR催化剂提出了巨大难题。对于新鲜样件的催化剂，催化活性是最能直接反映催化剂性能的一项重要指标，是De-NOx催化剂验收的重要依据。因此，催化剂性能评价对De-NOx系统具有重要的影响，直接关系到NOx 是否达标排放标准的要求。

目前通常采用石英管或不锈钢管作为催化剂的固定反应床，装填1～3ml催化剂粉末后两端用玻璃石英棉堵住将其放置于管式炉中加热（100～600℃），与模拟配气和气体分析仪进行连接即可进行催化剂的活性测试。此测试装置中催化剂的固定反应床尤为重要，是获得真实催化活性数值的关键所在。在实际使用测试过程中固定反应床存在以下缺点：（1）不锈钢材质在高于500℃温度条件下，测试后易发生螺纹咬合现象，导致测试装置报废；（2）对模拟尾气也有催化作用，不能真实反映催化剂的本身的反应活性；（3）采用石英管时两端分别通过橡胶管与进气端和气体分析仪相连接，管路件密封不紧密，气体极易泄漏，特别是NH₃和NOx给操作人员带来极大身体损害。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种柔性抗高温催化剂固定反应器，其采用SUH660不锈钢能够耐高温耐腐蚀，即使在高于600℃使用后也不会发生咬合现象，且化学惰性耐腐蚀性好，不与测试评价的催化剂反应；管路连接均采用不锈钢管，装置的连接气密性好；采用外螺纹的腔体和内螺纹的腔帽作为催化剂固定反应床，结构简单，催化剂填装及装置清洗、拆卸方便。

本实用新型的技术方案是这样实现的：柔性抗高温催化剂固定反应器，由不锈钢管、固定反应床腔体和腔帽组成，其特征在于：不锈钢管与固定反应床腔体连接，固定反应床腔体和腔帽连接，腔帽与不锈钢管连接。

本实用新型的积极效果是其可操作温度高；结构简单，催化剂填装及装置清洗、拆卸方便；采用SUH660不锈钢，化学惰性耐腐蚀性好，不会对测试的催化剂活性产生影响；装置密封性好，没有气体泄漏。

附图说明

图1为本实用新型专利的结构示意图；

图中，a-1为不锈钢管，a-2为固定反应床腔体，a-3为腔帽。

图2为本实用新型专利催化剂填装顺序示意图；

图中，a-1为带有不锈钢管，a-2为固定反应床腔体，a-3为腔帽，a-4为粉末催化剂或者涂有催化剂的载体，a-5为石英棉。

图3为本实用新型专利在脱硝测试试验中装置图；

图中，a为可视化催化剂活性测试装置,1为程序升温管式炉，2为变径/直通连接件, 3为多组分气体分析仪，4为计算机，,5-1为O2气路，5-2为NO气路，5-3为NO2气路，5-4为N2气路，5-5为NH3气路，6为水蒸气发生气路，7为气体混合罐，8为质量流量控制器，9为三通阀，10为尾气处理装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：如图1所示，柔性抗高温催化剂固定反应器，由不锈钢管a-1、固定反应床腔体a-2和腔帽a-3组成；其特征在于：不锈钢管a-1与固定反应床腔体a-2连接，固定反应床腔体a-2和腔帽a-3连接，腔帽a-3与不锈钢管a-1连接。

如图2所示，使用时将材质为SUH660的固定反应床腔体a-2与材质为SUH660的不锈钢管a-1连接处放入玻璃石英棉a-5，防止催化剂粉末被吹散；装填3mL粉末催化剂a-4与材质为SUH660的固定反应床腔体a-2内；将材质为SUH660的腔帽a-3与材质为SUH660的不锈钢管a-1连接处放入玻璃石英棉a-5，防止催化剂粉末被吹散；材质为SUH660的固定反应床腔体a-2和材质为SUH660的腔帽a-3通过螺纹连接，用扳手夹住凹槽部分便于夹紧密封后，按照图3所示进行连接，将柔性抗高温催化剂固定反应器放入管式炉1中，使催化剂填装部分正好位于管式炉加热膛中间，a-1两端分别通过变径/直通2连接件连接至管路。打开气体分析仪3，预热10-20min；打开计算机4上的流量控制软件，打开O2气路5-1， NO气路5-2， NO2气路5-3， N2气路5-4，NH3气路5-5，打开水蒸汽发生器6，所有气体经过混合罐7进行混合后，调节三通阀9前后端，使气路不经过管式炉中的可视催化剂固定反应床，气路未经过催化剂一侧直接进入气体分析仪中；待数据平稳后读取NOx数值三次，取其平均数，此时NOx数值为1056ppm;将管式炉1进行程序升温设置，当达到加热温度后，调节三通阀9前后端，使气路经过催化剂一侧，待NOx数值稳定后读取三次数值，平均值为58ppm，经计算，该催化剂的NOx转化率94.5%。