CN109406703A - 一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置及其测试方法 - Google Patents

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周宇昊
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王世朋
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Abstract

本发明涉及一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置及其测试方法。为解决对于脱除烃类有机污染物催化剂的性能检测往往做不到精准，对催化剂的应用带来很大阻碍的技术问题。本发明中，反应器和控温系统位于测试管式炉内，测试管式炉与气相色谱仪连接，进气阀门设置在测试管式炉与气相色谱仪之间的管路上，气相色谱仪与数据处理系统连接；流量控制器分别与测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐连接，测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐还与混流器连接，混流器与测试管式炉连接。本发明设计合理，能够方便、灵活、准确和有效的检测脱除烃类有机污染物催化剂性能，有利于脱除烃类有机污染物的实施。

Description

一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置及其测试 方法
技术领域
本发明涉及性能测试技术领域，具体涉及一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置及其测试方法。
背景技术
烃类有机污染物是大气污染的主要源头之一，燃煤电厂废气、石油化工排气、内燃机废气、炼焦及塑料、橡胶生产等都会产生大量烃类有机污染物，其会对人体健康造成巨大危害，且会促进光化学烟雾的产生，同时也是PM2.5以及雾霾的主要影响因素。近年来，随着国家发展改革委、环境保护部《挥发性有机物排污收费试点办法》的出台及国家对有机污染物排放的监测和监管，社会对石油化工及电厂污染物排放提出了更高更严格的要求。通过催化燃烧可以在低温下简单高效的去除烃类有机污染物，而且该方法在去除过程中可有效避免NOx和CO等二次污染物的产生，如申请号为201711030997.5的中国专利。催化剂在催化氧化过程中起着举足轻重的作用，是催化燃烧效率的关键。然而，对于脱除烃类有机污染物催化剂的性能检测往往做不到精准，这样对催化剂的应用带来了很大的阻碍。目前还没有一种简单实用，行之有效的系统布局及方法，用以解决这个矛盾。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，能够方便、灵活、准确和有效的检测脱除烃类有机污染物催化剂性能的装置及测试方法，有利于脱除烃类有机污染物的实施，可以有效解决背景技术中的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置，其特征在于，包括测试管式炉、反应器、控温系统、流量控制器、气相色谱仪、数据处理系统、混流器、进气阀门、测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐；所述反应器和控温系统位于测试管式炉内，且反应器和控温系统相邻布置，所述测试管式炉与气相色谱仪连接，所述进气阀门设置在测试管式炉与气相色谱仪之间的管路上，所述气相色谱仪与数据处理系统连接；所述流量控制器分别与测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐连接，所述测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐还与混流器连接，所述混流器与测试管式炉连接。
进一步而言，所述反应器为石英管反应器，且混流器与反应器的一端连接，气相色谱仪与反应器的另一端连接。
进一步而言，所述控温系统为热电偶控温系统，且控温系统位于反应器的正下方。
上述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置的测试方法如下：
（1）将10-20 mg催化剂放入反应器的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将测试气、氧气和氩气按0.5%-1.5%、5%-15%和88%-90%的比例通入混流器，充分预混后以10-20 毫升/分的总流量通入反应器；
（3）开启测试管式炉的电源，设定升温程序，等待反应器温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉升温程序，每隔10℃-30℃设定一个监测点，利用气相色谱仪对反应过程中产生的气体进行在线分析。
进一步而言，在步骤（2）中，测试气为丙烯，测试气、氧气和氩气按1%、10%和89%的比例通入混流器，充分预混后以15毫升/分的总流量通入反应器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明简单、实用，能更加精准对脱除烃类有机污染物催化剂的性能检测，拓宽了催化剂的应用方向，且能够方便、灵活、准确和有效的检测脱除烃类有机污染物催化剂性能，有利于脱除烃类有机污染物的实施。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图中：测试管式炉1、反应器2、控温系统3、流量控制器4、气相色谱仪5、数据处理系统6、混流器7、进气阀门8、测试气储存罐9、氧气储存罐10、氩气储存罐11。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1，一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置，包括测试管式炉1、反应器2、控温系统3、流量控制器4、气相色谱仪5、数据处理系统6、混流器7、进气阀门8、测试气储存罐9、氧气储存罐10和氩气储存罐11；反应器2和控温系统3位于测试管式炉1内，且反应器2和控温系统3相邻布置，测试管式炉1与气相色谱仪5连接，进气阀门8设置在测试管式炉1与气相色谱仪5之间的管路上，气相色谱仪5与数据处理系统6连接；流量控制器4分别与测试气储存罐9、氧气储存罐10和氩气储存罐11连接，测试气储存罐9、氧气储存罐10和氩气储存罐11还与混流器7连接，混流器7与测试管式炉1连接。
反应器2为石英管反应器2，且混流器7与反应器2的一端连接，气相色谱仪5与反应器2的另一端连接。
控温系统3为热电偶控温系统3，且控温系统3位于反应器2的正下方。
上述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置的测试方法如下：
（1）将10-20 mg催化剂放入反应器2的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将测试气、氧气和氩气按0.5%-1.5%、5%-15%和88%-90%的比例通入混流器7，充分预混后以10-20 毫升/分的总流量通入反应器2；
（3）开启测试管式炉1的电源，设定升温程序，等待反应器2温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪5，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门8进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉1升温程序，每隔10℃- 30℃设定一个监测点，利用气相色谱仪5对反应过程中产生的气体进行在线分析。
实施例2。
（1）将15mg催化剂放入反应器2的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将丙烯、氧气和氩气按1%、10%和89%的比例通入混流器7，充分预混后以15毫升/分的总流量通入反应器2；
（3）开启测试管式炉1的电源，设定升温程序，等待反应器2温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪5，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门8进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉1升温程序，每隔20℃设定一个监测点，利用气相色谱仪5对反应过程中产生的气体进行在线分析。
实施例3。
（1）将10mg催化剂放入反应器2的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将乙烯、氧气和氩气按0.5%、5%和88%的比例通入混流器7，充分预混后以10毫升/分的总流量通入反应器2；
（3）开启测试管式炉1的电源，设定升温程序，等待反应器2温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪5，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门8进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉1升温程序，每隔10℃设定一个监测点，利用气相色谱仪5对反应过程中产生的气体进行在线分析。
实施例4。
（1）将20 mg催化剂放入反应器2的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将测试气、氧气和氩气按1.5%、15%和90%的比例通入混流器7，充分预混后以20毫升/分的总流量通入反应器2；
（3）开启测试管式炉1的电源，设定升温程序，等待反应器2温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪5，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门8进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉1升温程序，每隔30℃设定一个监测点，利用气相色谱仪5对反应过程中产生的气体进行在线分析。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置，其特征在于，包括测试管式炉、反应器、控温系统、流量控制器、气相色谱仪、数据处理系统、混流器、进气阀门、测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐；所述反应器和控温系统位于测试管式炉内，且反应器和控温系统相邻布置，所述测试管式炉与气相色谱仪连接，所述进气阀门设置在测试管式炉与气相色谱仪之间的管路上，所述气相色谱仪与数据处理系统连接；所述流量控制器分别与测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐连接，所述测试气储存罐、氧气储存罐和氩气储存罐还与混流器连接，所述混流器与测试管式炉连接。
2.根据权利要求1所述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置，其特征在于，所述反应器为石英管反应器，且混流器与反应器的一端连接，气相色谱仪与反应器的另一端连接。
3.根据权利要求1所述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置，其特征在于，所述控温系统为热电偶控温系统，且控温系统位于反应器的正下方。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法如下：
（1）将10-20 mg催化剂放入反应器的恒温区；
（2）检查各连接件的密封状况并确认密封良好，之后将测试气、氧气和氩气按0.5%-1.5%、5%-15%和88%-90%的比例通入混流器，充分预混后以10-20 毫升/分的总流量通入反应器；
（3）开启测试管式炉的电源，设定升温程序，等待反应器温度恒定再设定初始值；
（4）开启气相色谱仪，设置柱温、检测器温度参数，待仪器准备工作完成，打开进气阀门进行管路清扫，将进气管路中残留气体排出，直到测定初始值趋于稳定；
（5）运行测试管式炉升温程序，每隔10℃-30℃设定一个监测点，利用气相色谱仪对反应过程中产生的气体进行在线分析。
5.根据权利要求4所述的脱除烃类有机污染物的催化剂性能测试装置的测试方法，其特征在于，在步骤（2）中，测试气为丙烯，测试气、氧气和氩气按1%、10%和89%的比例通入混流器，充分预混后以15毫升/分的总流量通入反应器。
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