一体式催化剂老化专用水气补充装置的制作方法

本实用新型涉及一体式催化剂老化专用水气补充装置，属于催化剂性能评价领域。

背景技术：

催化剂小样评价系统就是针对催化剂性能进行评价的系统，可以明确的反映出机动车催化剂各项性能指标，如催化剂的转化率、耐久度、起燃温度，空燃比等，这些重要数据可以用于催化剂产品的开发。

为了更加的贴近实际的产品比较稳定的性能，必须对产品进行性能的老化，因为新制备的机动车催化剂活性较高而且不稳定，没有经过长期的运转，无法代表实际产品的性能。故而在催化剂行业，一般采取一种高温水气老化的方法，使得所需要进行评价的催化剂能够达到一种比较稳定的老化状态。

催化剂的水气老化是一种非常常见的催化剂老化形式，新鲜催化剂通过在高温下的水蒸气处理固定的时间的通流，表面的微观结构发生了变化，催化剂涂层上的微孔介孔发生了崩塌，孔容孔径减少，比表面减少，其催化剂作用的活性位点也同时期的减少，催化剂的活性发生降低，但与此同时由于结晶度降低，孔道结构的发生改变后，催化剂的稳定性提高。

一般机动车的催化剂水气老化是用饱和水蒸气在高温（400℃）下，与老化气体n2/o2混合气体按一定比例加以混合。传统的水气补充装置是首先把老化气体n2/o2，充入水罐内，然后一同加热使之成为水蒸气与老化气体的混合气，再通过管道导入到专用的催化剂小样老化管内。

传统的水气补充装置无法保持恒定蒸气压，这导致了一个问题，样品在老化过程中，虽然老化温度与老化时间是一致的，但是因为蒸气压的不一致，老化环境实际上也是不同的，这样在进行要求比较高的研发产品性能评价时就无法保证老化的一致性，影响待评价样品的后续实验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种一体式催化剂老化专用水气补充装置，该装置能够满足老化蒸汽压的稳定，保证老化蒸汽的持续发生，保证老化的一致性。

按照本实用新型提供的技术方案：一体式催化剂老化专用水气补充装置，包括水罐、注水器、加气装置、电热丝、液位计、输气管和老化水气输出口，所述输气管伸入水罐内部，水罐外部的输气管分成两根，一根连接放空阀，另一根连接加气装置；所述水罐顶部设置老化水气输出口；所述水罐内底部设置电热丝，水罐顶部插入液位计，水罐侧部伸入出水管，水罐外部的出水管连接注水器。

进一步地，所述液位计与注水器配合维持液位在2/3罐体高度位置。

进一步地，所述加气装置包括气瓶和阀门。

进一步地，所述电热丝均匀布置在水罐底部中央。

进一步地，所述电热丝采用碳硅材料。

进一步地，所述输气管下端口距离水罐底部0.4cm-0.6cm。

进一步地，所述电热丝加热温度在399℃-401℃。

进一步地，所述老化水气输出口的下端口距离水罐顶部28mm-32mm，老化水气输出口采用不锈钢材质。

进一步地，所述注水器为蠕动泵。

进一步地，所述放空阀连接排气口。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型相比其他的老化水气补充装置，这种装置结构简单，操作方便，采用完全密闭结构隔绝外部大气环境对内部气体环境的影响；并且由于水位高度在2/3高度，可以保证在罐体内部气压的稳定，使出气的压力、温度都保持稳定。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记说明：1-水罐、2-注水器、3-气瓶、4-加气装置、5-电热丝、6-液位计、7-输气管、8-老化水气输出口、9-出水管、10-阀门、11-排气口、12-放空阀。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一体式催化剂老化专用水气补充装置，包括水罐1、注水器2、加气装置4、电热丝5、液位计6、输气管7和老化水气输出口8，所述输气管7伸入水罐1内部，水罐1外部的输气管7分成两根，一根连接放空阀12，放空阀12连接排气口11，另一根连接加气装置4；所述水罐1顶部设置老化水气输出口8；所述水罐1内底部设置电热丝5，水罐1顶部插入液位计6，水罐1侧部伸入出水管9，水罐1外部的出水管9连接注水器2；所述液位计6与注水器2配合维持液位在2/3罐体高度位置。所述注水器2为蠕动泵。

所述水罐1采用304不锈钢材质，容量为5l，顶部开设有两孔，一孔放入液位计6，另一孔连接加气装置4。当水面液位在2/3位置高于20mm时，停止出水管9连接的蠕动泵运作，当水面液位在罐体2/3位置以下20mm时，从水罐1中部加水；

优选的，所述加气装置4包括气瓶3和阀门10；所述电热丝5均匀布置在水罐1底部中央；所述电热丝5采用碳硅材料。

本实用新型所采用的硅碳电热丝加热温度为400℃，控制精度为±1℃。

所述老化水气输出口8的下端口距离水罐1顶部30mm，老化水气输出口8采用不锈钢材质。

本实用新型所述气瓶内装载氮气和氧气和混合气体，可根据实际情况和老化要求，更换不同的气体。

本实用新型可以将不同气体加入老化水气补充装置内，从老化水气输出口8排至需要老化的样品上面。注水器2负责向罐体内补充水，液位计6负责控制罐体内的液位，保证液位维持在罐体高度的2/3的位置，进气管端口距离罐底部0.5cm，硅碳电热丝平均布置在罐底的中央位置。

本实用新型在催化剂水热老化过程中工作过程如下：

1.利用放空阀12把气体放空；

2.给硅碳电热丝通电，升温至400℃；

3.打开气瓶3，用阀门10控制所需流量；

4.打开注水器2，利用与液位计6的联动功能持续补水，使得液位维持在2/3罐体高度位置；

5.通过老化水气输出口8出气，与需要进行水气老化的样品接触。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，包括水罐（1）、注水器（2）、加气装置（4）、电热丝（5）、液位计（6）、输气管（7）和老化水气输出口（8），所述输气管（7）伸入水罐（1）内部，水罐（1）外部的输气管（7）分成两根，一根连接放空阀（12），另一根连接加气装置（4）；所述水罐（1）顶部设置老化水气输出口（8）；所述水罐（1）内底部设置电热丝（5），水罐（1）顶部插入液位计（6），水罐（1）侧部伸入出水管（9），水罐（1）外部的出水管（9）连接注水器（2）。

2.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述加气装置（4）包括气瓶（3）和阀门（10）。

3.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述电热丝（5）均匀布置在水罐（1）底部中央。

4.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述电热丝（5）采用碳硅材料。

5.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述输气管（7）下端口距离水罐（1）底部0.4cm-0.6cm。

6.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述电热丝（5）加热温度在399℃-401℃。

7.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述老化水气输出口（8）的下端口距离水罐（1）顶部28mm-32mm，老化水气输出口（8）采用不锈钢材质。

8.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述注水器（2）为蠕动泵。

9.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述放空阀（12）连接排气口（11）。

10.如权利要求1所述的一体式催化剂老化专用水气补充装置，其特征是，所述液位计（6）与注水器（2）配合维持液位在2/3罐体高度位置。

技术总结
本实用新型涉及一体式催化剂老化专用水气补充装置，包括水罐、注水器、加气装置、电热丝、液位计、输气管和老化水气输出口，所述输气管伸入水罐内部，水罐外部的输气管分成两根，一根连接放空阀，另一根连接加气装置；所述水罐顶部设置老化水气输出口；所述水罐内底部设置电热丝，水罐顶部插入液位计，水罐侧部伸入出水管，水罐外部的出水管连接注水器；所述液位计与注水器配合维持液位在2/3罐体高度位置。本实用新型能够满足老化蒸汽压的稳定，保证老化蒸汽的持续发生，保证老化的一致性。

技术研发人员：王俊;饶婷;邱祎源;李晨鼎
受保护的技术使用者：无锡威孚环保催化剂有限公司
技术研发日：2019.07.16
技术公布日：2020.05.15