专利名称：一种评价催化剂的多通道装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种评价催化剂的装置，特别是评价催化剂的多通道装置。
背景技术：
催化剂的开发，需要合成和筛选大量的材料组份、配方以及エ艺參数，所以高效催化剂的研制与快速筛选对于研究者来说具有重要意义。目前实验室用于脱硝催化剂性能评价都采用单通道固定床微反应器，需要经过在一个反应器中一次进行ー种催化剂的实验研究的漫长过程，包括对同一个催化剂在不同反应条件下以及不同催化剂在同一反应条件下的催化性能比较研究等。这种传统的催化剂评价技术评价周期长，筛选效率低，不能满足快速实现催化剂研发产业化的要求。CN 1570612A公开了ー种多通道光解制氢催化剂性能快速评测装置，它与色谱或紫外光谱仪联用，可以用于光催化剂降解污染物性能评测研究。CN 101327417A公开了ー种·克劳斯尾气加氢脱硫催化剂快速评价反应系统，它的多通道反应装置由多个固定床反应器并联组成，并且每个反应器都通过程序控温仪独立地控制反应温度。该发明主要实现对克劳斯尾气加氢脱硫催化剂的ニ氧化硫加氢活性和/或有机疏水解活性的快速评价。不过，在已公开文献中尚未有多通道装置用于SCR (选择性催化还原)脱硝催化剂评价的报导。
实用新型内容本实用新型目的在于提供ー种可应用于SCR脱硝催化剂评价的多通道装置。本实用新型用于对多个粉末或从陶瓷载体上切割的多个柱状SCR催化剂的同时评价，包括配气单元、多通道反应单元、检测单元、主阀门和选通阀门；所述配气单元通过主阀门与多通道反应单元相连，多通道反应单元通过选通阀门与检测单元相连。采用多通道反应单元，能同时对多种催化剂进行评价，缩短了催化剂的评价周期，提高了筛选效率，满足了快速实现催化剂研发产业化的要求。优选的，所述主阀门为三通阀，包括第一阀ロ、第二阀口和第三阀ロ ；所述配气单元包括多个气瓶；其中，气瓶与第一阀ロ连接的第一种通道上依次设有减压阀、球阀、过滤器和质量流量计；所述气瓶与第一阀ロ连接的第二种通道上依次设有减压阀、球阀、过滤器、质量流量计、球阀、具有压カ表的液体灌和第一加热带；所述气瓶与第二阀ロ连接的第三种通道上，依次设有减压阀、球阀、过滤器和转子流量计。往第一阀ロ方向的第一、第二通道上依次设有减压阀、球阀、过滤器和质量流量计，不但避免了气体刚释放时对仪表造成损坏，使仪表工作于ー个稳定的工作环境下，提高设备的寿命，也确保设备检测质量；设有第一加热带为防止产生的水蒸气冷凝。与第二阀ロ相连的第三通道使多通道装置拥有对催化剂进行吹扫的通道，保证了检测时催化剂表面洁净，从而提高了检测的准确性。优选的，所述多通道反应单元设有第一保温炉、第二保温炉和加热炉；所述加热炉内设有多根石英管，石英管的一端均与第三阀ロ相连，另一端均与选通阀门相连。优选的，所述石英管与第三阀ロ相连的通道上设有气体分配単元，该单元由不锈钢毛细管组成；所述不锈钢毛细管设于第一保温炉内。优选的，所述石英管与不锈钢毛细管相连的通道上设有二通阀，二通阀设于第一保温炉内。采用不锈钢毛细管分配流量，因为不锈钢毛细管管径小，所以气体流过后造成的压降足够大，而它之后的管路造成的压降相对就可以省略，因此能够实现对反应气的均匀分配；又因为毛细管的材质为不锈钢，不需要额外的保护装置，因此操作简单方便。优选的，所述选通阀门包括多通接头和多位选通阀；所述多位选通阀的一接ロ通过多通接头与石英管相连，另ー接ロ与检测单元相连；所述多通接头和多位选通阀设于第ニ保温炉内。优选的，所述检测单元设有检测仪，检测仪与选通阀门相连；所述检测仪与选通阀门相连的通道上设有过滤器，该通道上还设有第二加热带。检测仪与选通阀门相连的通道上设有过滤器，该通道上还设有加热带，不但除去气体中容易堵塞检测仪进气管的细小颗粒，也防止产生的水蒸气冷凝。优选的，所述检测仪与选通阀门相连形成的通道上设有分支通道，分支通道上设有尾气处理瓶；所述尾气处理瓶与过滤器之间设有截止阀，截止阀与过滤器之间设有压カ表；所述尾气处理瓶还与选通阀门相连，尾气处理瓶与选通阀门之间设有截止阀，截止阀与选通阀门之间设有压力表；所述尾气处理瓶还设有与大气相连通的管道。尾气处理瓶把反应后的气体进行收集，除去污染环境的有害气体，同时保障了操作人员的健康与安全。
图I是本实用新型的示意图。图2为本实用新型四位选通阀的结构图。
具体实施方式
本实用新型的实施例如图I所示,包括配气单元、多通道反应单元和检测单元；所述配气単元通过三通阀11与多通道反应单元相连，多通道反应单元依次通过非标四通接头17和四位选通阀18与检测单元相连；所述三通阀11包括第一阀ロ、第二阀口和第三阀□。所述配气单元设有5个气瓶1，配气单元还包括减压阀2、球阀3、过滤器4和质量流量计5。气瓶I与第一阀ロ连接的第一种通道上依次设有减压阀2、球阀3、过滤器4、质量流量计5。此时气瓶I根据需要设置为多个，则第一种通道为并联的多个气瓶I连接到第一阀ロ的通道。所述气瓶I与第一阀ロ连接的第二种通道上依次设有减压阀2、球阀3、过滤器4、质量流量计5、球阀7、具有压カ表8的液体灌9和第一加热带10 ；所述气瓶I与第二阀ロ连接的第三种通道上，依次设有减压阀2、球阀3、过滤器4和转子流量计6。所述多通道反应单元设有第一保温炉14、第二保温炉19和加热炉16 ;所述加热炉16内设有4根石英管15，石英管15的一端均与第三阀ロ相连，另一端均与选通阀门相连。所述石英管15与第三阀ロ相连的通道上设有 二通阀13和气体分配単元，该单元由不锈钢毛细管12组成；所述二通阀13设于石英管15与不锈钢毛细管12之间；所述二通阀13和不锈钢毛细管12设于第一保温炉14内。所述选通阀门包括非标四通接头17和四位选通阀18 ;所述四位选通阀18的一接ロ通过非标四通接头17与石英管15相连，另ー接ロ与检测单元相连；所述非标四通接头17和四位选通阀18设于第二保温炉19内。所述检测单元设有检测仪21，检测仪21与四位选通阀18相连；所述检测仪21与四位选通阀18相连的通道上设有过滤器20，该通道上还设有第二加热带25。所述检测仪21与四位选通阀18相连形成的通道上设有分支通道，分支通道上设有尾气处理瓶24 ;所述尾气处理瓶24与四位选通阀18之间设有截止阀23，截止阀23与四位选通阀18之间设有压カ表22 ;所述尾气处理瓶24还与四位选通阀18相连，尾气处理瓶24与四位选通阀18之间设有截止阀23，截止阀23与四位选通阀18之间设有压カ表22 ；所述尾气处理瓶24还设有与大气相连通的管道。图2为本实用新型的四位选通阀18的结构示意图，包括通道一 26、通道ニ 27、通道三28和通道四29，其均通过非标四通接头17与石英管15相连。当通道一 26内的尾气被选择进入检测仪进行分析，其他三个通道的尾气混合后进入尾气处理瓶吸收后排空。根据所需的采样时间，切換多位选通阀，使得通道ニ 27内的尾气被选择进入检测仪进行分析，其他三个通道的尾气混合后进入尾气处理瓶吸收后排空，依次循环，即可在线检测各个通道内的反应气体。下表为本实用新型流量分配实验结果
ii-tS 遵道二流S IlHilS HiIS (■L/iin) (iL/iin) viL/iin) (iL/iin)
I240.4 240.4 242.4 243.3
I240,4 240.4 242,4 243.3
3239.5 240.4 242,4 244.3
4240.4 240.4 242,4 244.3
5240.4 240.4 243.3 244.3 平均 240.2 240.4 242,5 243,9
算术平均值24L 75
_働差I. W
相对嵌隹偏差(X)0.73下面结合具体实施例对本发明作进ー步说明，并不对本发明构成任何限制。实施例I :粉末催化剂空白及平行性实验。[0039]石英管15分别装催化剂甲、空白、催化剂甲、空白；气瓶I吹扫气选用N2，加热炉16对石英管15进行加热，将催化剂加热至650°C;此时三通阀11关闭气瓶I中反应气与多通道反应单元的通道，打开气瓶I中吹扫气与多通道反应单元的通道，气瓶I放出吹扫气对催化剂进行吹扫2h ;待催化剂冷却至室温，切換三通阀11，通入气瓶I内的反应气体以进行程序升温反应；反应气体分别为NH3/Ar, N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通过液体灌9，液体灌9内装有水；液体灌9控制温度为50°C，以产生适量的水蒸气；液体灌9出口至第一保温炉14之的间管路控制温度为60°C ;第一保温炉14控温80°C ;第二保温炉19控温IOO0C ;第二保温炉19与检测仪21之间的管路控制温度为110°C，防止产生的水蒸气冷凝；加热炉16从室温到650で，升温速率为2で/min;四个石英管15通过四位选通阀18切换，依次用检测仪21检测其中某个通道尾气中的成分，其他三路通道中的残留气体通过尾 气处理瓶24吸收后排空。实施例2 :同时评价四个粉末催化剂实验。石英管15分别装催化剂甲、催化剂こ、催化剂丙、催化剂丁 ；气瓶I吹扫气选用N2，加热炉16对石英管15进行加热，将催化剂加热至650°C ;此时三通阀11关闭气瓶I中反应气与多通道反应单元的通道，打开气瓶I中吹扫气与多通道反应单元的通道，气瓶I放出吹扫气对催化剂进行吹扫2h ;待催化剂冷却至室温，切换三通阀11，通入气瓶I内的反应气体以进行程序升温反应；反应气体分别为NH3/Ar，N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通过液体灌9，液体灌9内装有水；液体灌9控制温度为50°C，以产生适量的水蒸气；液体灌9出ロ至第一保温炉14之的间管路控制温度为60°C ;第一保温炉14控温80°C ;第二保温炉19控温100°C ;第二保温炉19与检测仪21之间的管路控制温度为110°C，防止产生的水蒸气冷凝；加热炉16从室温到650で，升温速率为2で/min;四个石英管15通过四位选通阀18切換，依次用检测仪21检测其中某个通道尾气中的成分，其他三路通道中的残留气体通过尾气处理瓶24吸收后排空。实施例3 :同时评价四个整体式催化剂小样实验。石英管15分别装整体式催化剂小样甲、整体式催化剂小样こ、整体式催化剂小样丙、整体式催化剂小样丁 ；气瓶I吹扫气选用N2，加热炉16对石英管15进行加热，将催化剂加热至650°C;此时三通阀11关闭气瓶I中反应气与多通道反应单元的通道，打开气瓶I中吹扫气与多通道反应单元的通道，气瓶I放出吹扫气对催化剂进行吹扫2h ;待催化剂冷却至室温，切換三通阀11，通入气瓶I内的反应气体以进行程序升温反应；反应气体分别为NH3/Ar, N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通过液体灌9，液体灌9内装有水；液体灌9控制温度为50°C，以产生适量的水蒸气；液体灌9出ロ至第一保温炉14之的间管路控制温度为60°C ;第一保温炉14控温80°C ;第二保温炉19控温100°C ;第二保温炉19与检测仪21之间的管路控制温度为110°C，防止产生的水蒸气冷凝；加热炉16从室温到650で，升温速率为2 V /min ;四个石英管15通过四位选通阀18切換，依次用检测仪21检测其中某个通道尾气中的成分，其他三路通道中的残留气体通过尾气处理瓶24吸收后排空。在以上实施方式的基础上改进的也视为专利的保护范围。
权利要求1.一种评价催化剂的多通道装置，用于对多个粉末或从陶瓷载体上切割的多个柱状SCR催化剂的同时评价，其特征在于包括配气单元、多通道反应单元、检测单元、主阀门和选通阀门；所述配气単元通过主阀门与多通道反应单元相连，多通道反应单元通过选通阀门与检测单元相连。
2.根据权利要求I所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述主阀门为三通阀，包括第一阀ロ、第二阀口和第三阀ロ ；所述配气単元包括多个气瓶； 其中，气瓶与第一阀ロ连接的第一种通道上依次设有减压阀、球阀、过滤器和质量流量计； 所述气瓶与第一阀ロ连接的第二种通道上依次设有减压阀、球阀、过滤器、质量流量计、球阀、具有压カ表的液体灌和第一加热带； 所述气瓶与第二阀ロ连接的第三种通道上，依次设有减压阀、球阀、过滤器和转子流量计。
3.根据权利要求I所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述多通道反应单元设有第一保温炉、第二保温炉和加热炉；所述加热炉内设有多根石英管，石英管的一端均与第三阀ロ相连，另一端均与选通阀门相连。
4.根据权利要求3所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述石英管与第三阀ロ相连的通道上设有气体分配単元，该单元由不锈钢毛细管组成；所述不锈钢毛细管设于第一保温炉内。
5.根据权利要求4所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述石英管与不锈钢毛细管相连的通道上设有二通阀，二通阀设于第一保温炉内。
6.根据权利要求3所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述选通阀门包括多通接头和多位选通阀；所述多位选通阀的一接ロ通过多通接头与石英管相连，另ー接ロ与检测单元相连；所述多通接头和多位选通阀设于第二保温炉内。
7.根据权利要求I所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述检测单元设有检测仪，检测仪与选通阀门相连；所述检测仪与选通阀门相连的通道上设有过滤器，该通道上还设有第二加热带。
8.根据权利要求7所述的评价催化剂的多通道装置，其特征在于所述检测仪与选通阀门相连形成的通道上设有分支通道，分支通道上设有尾气处理瓶；所述尾气处理瓶与过滤器之间设有截止阀，截止阀与过滤器之间设有压カ表；所述尾气处理瓶还与选通阀门相连，尾气处理瓶与选通阀门之间设有截止阀，截止阀与选通阀门之间设有压カ表；所述尾气处理瓶还设有与大气相连通的管道。
专利摘要一种评价催化剂的多通道装置，用于对多个粉末或从陶瓷载体上切割的多个柱状SCR催化剂的同时评价，包括配气单元、多通道反应单元、检测单元、主阀门和选通阀门；所述配气单元通过主阀门与多通道反应单元相连，多通道反应单元通过选通阀门与检测单元相连；本实用新型涉及一种评价催化剂的装置，特别是评价催化剂的多通道装置，目的在于提供一种用于SCR脱硝催化剂评价的多通道装置。
文档编号G01N31/10GK202453333SQ20112049246
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者汪加林, 范群, 萧剑鸣, 赵向云, 韩晖 申请人:广州市威格林环保科技有限公司