CN208155958U - 一种催化燃烧催化剂活性评价装置 - Google Patents
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Abstract
一种催化燃烧催化剂活性评价装置,包括进气装置、反应装置、尾气收集装置、控制分析系统，进气装置通过预热气管路与反应装置连接,反应装置通过尾气管路与尾气收集装置连接,控制分析系统通过数据线和进样系统分别与进气装置、反应装置、尾气收集装置连接,进气装置包括模拟气管路、毒质气管路、备用气管路、管道混合器和预热器，反应装置包括方形钢制反应器，预热器出口端通过预热气管路与钢制反应器的进口端连接，尾气收集装置包括储气罐，储气罐的进口端通过尾气管路与钢制反应器的出口端连接,本实用新型提供了一种简便、高效的能够适用实际工业尾气的情况的催化VOCs燃烧催化剂活性评价装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种催化剂活性评价装置，特别是关于一种VOCs催化燃烧催化剂活性评价的装置。
背景技术
公知的，在我国VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。产生VOCs的工业行业众多，包括石油炼制、有机化工、医药、食品、日用品、轮胎制造等VOCs生产行业，以及包装印刷、机械制造、电子产品制造、交通设备制造、人造板与家具制造等以VOCs产品为原料的制造行业。不同行业VOCs排放的环境、排放的物质、排放特征以及治理技术都不尽相同。比如石油化工行业排放VOCs主要在生产过程、燃料油和有机溶剂输配储存过程中，排放的组分主要有苯系物、有机卤化物氟利昂系列、有机铜、胺等，采用燃烧方式或吸收、吸附或冷凝处理技术。炼油行业排放VOCS主要在炼油过程中，排放组分主要有氯乙烷、三氯甲烷、硫化物，采用催化燃烧技术处理。
VOCs治理的主要方法有吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、冷凝法和生物法等及其组合方法，其中催化燃烧法是在催化剂的作用下，使废气中可燃的组分完全氧化成CO2和H2O，因为绝大部分有机物均为可燃性有机物，因此催化燃烧已经成为净化含VOCs废气的有效手段之一。
在实验室研发催化燃烧催化剂阶段，催化剂活性评价是很关键的一个实验步骤，目前的评价装置，由于设置的管路比较少，一般仅针对催化单一成分的VOCs的催化剂的活性评价，对于催化成分比较复杂VOCs的催化剂的活性，特别是对于催化剂抗中毒能力的评价不能够进行，同时，由于仅仅采用空气管路，使评价时氧气含量的变化无法随实际工业尾气氧气的变化而进行调变；另外，气相色谱的进样采用人工手动进样，致使分析结果误差比较大。
发明内容
为了解决背景技术问题，本实用新型通过增设多个气体管路，提供了一种简便、高效的能够适用实际工业尾气的情况的催化VOCs燃烧催化剂活性评价装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
一种催化燃烧催化剂活性评价装置，包括进气装置1、反应装置2、尾气收集装置3、控制分析系统4，进气装置1通过预热气管路9与反应装置2连接, 反应装置2通过尾气管路10与尾气收集装置3 连接，控制分析系统4通过数据线和进样系统分别与进气装置1、反应装置2、尾气收集装置3连接；进气装置1包括模拟气管路、毒质气管路、备用气管路106、管道混合器和预热器8，模拟气管路、毒质气管路、备用气管路106均通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接, 管道混合器B6出口端与预热器8进口端连接，反应装置2包括方形钢制反应器201，预热器8出口端通过预热气管路9与钢制反应器201的进口端连接，尾气收集装置3包括储气罐301，储气罐301的进口端通过尾气管路10与钢制反应器201的出口端连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，模拟气管路包括空气和VOCs混合气管路101、O2管路104、N2管路105，毒质气管路包括HCl气体管路102、H2S气体管路103、水管路107；混合气管路101和水管路107均通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接，HCl气体管路102、H2S气体管路103、O2管路104、N2管路105、备用气管路106的一端均连接相应气源，另一端均和管道混合器A5进口端连接, 管道混合器A5出口端通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，空气发生器112通过空气管路11与VOC发生罐115连接，在空气管路11上设有转子流量计116，VOC发生罐115通过混合气管路101与四通阀7连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，储水罐113中水依次经柱塞泵114、单向阀109后注入水管路107。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，在HCl气体管路102、H2S气体管路103、O2管路104、N2管路105、备用气管路106上距离气源均依次设有截止阀111、质量流量计108、单向阀109、压力表110。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：方形钢制反应器201为方形钢制管式反应炉。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，在预热气管路9上设有三通阀202和压力表203，三通阀202有两个接口分别与预热气管路9和方形钢制反应器201连接，第三个接口处设为进气取样口204，进气取样口204通过进样系统与控制分析系统4连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，尾气收集装置3还包括减压阀302、压力表303、尾气取样口304、放液口305，尾气管路10通过三通阀与储气罐301的进口连接，三通阀的另一个接口上依次连接有压力表303、减压阀302、尾气取样口304，放液口305设在储气罐301下出口，尾气取样口304通过进样系统与控制分析系统4连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，控制分析系统4包括气相色谱分析仪401、温度显示仪402、压力显示仪403、流量显示仪404以及温度报警仪405；气相色谱分析仪401通过进样系统分别与进气取样口204和尾气取样口304连接，流量显示仪404通过数据线与质量流量计108连接，温度显示仪402、压力显示仪403、温度报警仪405均通过数据线与方形钢制反应器201连接。
本实用新型由于采取以上技术方案，具有以下有益效果：
1、本实用新型增设O2管路、N2管路、备用气管路，实现了对催化多种成分VOCs燃烧的催化剂的活性评价，同时，也实现了对含氧量变化及压力变化的实际工业VOCs气体的催化燃烧评价；
2、本实用新型增设毒质气管路，包括HCl气体管路、H2S气体管路和水管路，实现了对催化VOCs燃烧催化剂的抗中毒能力的评价；
3、对催化燃烧反应的温度、压强、时间反应参数和反应的进气、尾气成分在线动态监测，减少手动检测的误差。
4、整体装置操作方便，适应性强。
附图说明
附图1为本实用新型装置示意图；
图中1进气装置；2反应装置；3尾气收集装置；4控制分析系统；5管道混合器A；6管道混合器B；7四通阀；8预热器；9预热气管路；10尾气管路；11 空气管路；101空气和VOCs混合气管路；102 HCl气体管路；103 H2S气体管路；104 O2管路；105 N2管路；106备用气管路；107水管路；108质量流量计；109单向阀；110压力表；111截止阀；112空气发生器；113储水罐；114柱塞泵；115 VOC发生罐；116转子流量计；201方形钢制反应器；202三通阀；203压力表；204进气取样口；301储气罐；302减压阀；303压力表；304取样口；305放液口；401气相色谱分析仪；402温度显示仪；403压力显示仪；404流量显示仪； 405温度报警仪。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。
结合附图1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，包括进气装置1、反应装置2、尾气收集装置3、控制分析系统4，进气装置1通过预热气管路9与反应装置2连接, 反应装置2通过尾气管路10与尾气收集装置3 连接，控制分析系统4通过数据线和进样系统分别与进气装置1、反应装置2、尾气收集装置3连接；进气装置1包括模拟气管路、毒质气管路、备用气管路106、管道混合器和预热器8，模拟气管路、毒质气管路、备用气管路106均通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接, 管道混合器B6出口端与预热器8进口端连接，反应装置2包括方形钢制反应器201，预热器8出口端通过预热气管路9与钢制反应器201的进口端连接，尾气收集装置3包括储气罐301，储气罐301的进口端通过尾气管路10与钢制反应器201的出口端连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，模拟气管路包括空气和VOCs混合气管路101、O2管路104、N2管路105，毒质气管路包括HCl气体管路102、H2S气体管路103、水管路107；混合气管路101和水管路107均通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接，HCl气体管路102、H2S气体管路103、O2管路104、N2管路105、备用气管路106的一端均连接相应气源，另一端均和管道混合器A5进口端连接, 管道混合器A5出口端通过四通阀7与管道混合器B6进口端连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，空气发生器112通过空气管路11与VOC发生罐115连接，在空气管路11上设有转子流量计116，VOC发生罐115通过混合气管路101与四通阀7连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，储水罐113中水经柱塞泵114、单向阀109注入水管路107。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，在HCl气体管路102、H2S气体管路103、O2管路104、N2管路105、备用气管路106上距离气源均依次设有截止阀111、质量流量计108、单向阀109、压力表110。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：方形钢制反应器201为方形钢制管式反应炉。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，在预热气管路9上设有三通阀202和压力表203，三通阀202有两个接口分别与预热气管路9和方形钢制反应器201连接，第三个接口处设为进气取样口204，进气取样口204通过进样系统与控制分析系统4连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，尾气收集装置3还包括减压阀302、压力表303、尾气取样口304、放液口305，尾气管路10通过三通阀与储气罐301的进口连接，三通阀的另一个接口上依次连接有压力表303、减压阀302、尾气取样口304，放液口305设在储气罐301下出口，尾气取样口304通过进样系统与控制分析系统4连接。
所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，控制分析系统4包括气相色谱分析仪401、温度显示仪402、压力显示仪403、流量显示仪404以及温度报警仪405；气相色谱分析仪401通过进样系统分别与进气取样口204和尾气取样口304连接，流量显示仪404通过数据线与质量流量计108连接，温度显示仪402、压力显示仪403、温度报警仪405均通过数据线与方形钢制反应器201连接。
本实用新型的工作过程为：
将预热器8、钢制反应器201的温度通过控制系统的温度设置在所要评价的温度，开始加热，待温度达到所要求的温度时，设置O2管路104、N2管路105、混合气管路101的流量；先开启空气发生器112，连接好VOCs发生器115，使VOCs发生器115开始工作，待气流稳定后，再开启O2管路104和N2管路105，通过调整氮气的流量来调节模拟气中氧气的含量，同时调节评价时催化剂空速及系统压力，在钢制反应器201上端进气取样口204取样通入气相色谱仪，在线分析钢制反应器201进口气体成分及浓度。待反应达到一定程度后，在尾气收集装置3上端尾气取样口304取样通入气相色谱仪，对反应后尾气的成分及浓度进行分析。从而分析评价温度、压力、反应浓度对催化剂活性的影响，为改进催化剂提供信息。
当评价毒质成分对催化剂的性能影响时，将预热器8、钢制反应器201的温度通过控制系统的温度设置在所要评价的温度，开始加热，待温度达到所要求的温度时，设置O2管路104、N2管路105、混合气管路101的流量，并打开毒质气路HCl气体管路102、H2S气体管路103、水管路107，调节相应的流量；先开启空气发生器112，连接好VOCs发生器115，使VOCs发生器115开始工作，待气流稳定后，再开启O2管路104和N2管路105和毒质气路管路，通过调整氮气的流量来调节模拟气中氧气的含量，同时调节评价时催化剂空速及系统压力，在钢制反应器201上端进气取样口204取样通入气相色谱仪，在线分析钢制反应器201进口气体成分及浓度。待反应达到一定程度后，在尾气收集装置3上端尾气取样口304取样通入气相色谱仪，对反应后尾气的成分及浓度进行分析，考察毒质气体对催化剂活性的影响。
本实用新型未详述部分为现有技术。
为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (9)
1.一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：包括进气装置(1)、反应装置(2)、尾气收集装置(3)、控制分析系统(4)，进气装置(1)通过预热气管路(9)与反应装置(2)连接, 反应装置(2)通过尾气管路(10) 与尾气收集装置(3) 连接，控制分析系统（4）通过数据线和进样系统分别与进气装置(1)、反应装置(2)、尾气收集装置(3)连接；进气装置（1）包括模拟气管路、毒质气管路、备用气管路（106）、管道混合器和预热器（8），模拟气管路、毒质气管路、备用气管路（106）均通过四通阀（7）与管道混合器B（6）进口端连接, 管道混合器B（6）出口端与预热器（8）进口端连接，反应装置(2)包括方形钢制反应器(201)，预热器(8)出口端通过预热气管路(9)与钢制反应器(201)的进口端连接，尾气收集装置（3）包括储气罐(301)，储气罐(301)的进口端通过尾气管路(10)与钢制反应器(201)的出口端连接。
2.根据权利要求1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：模拟气管路包括空气和VOCs混合气管路（101）、O2管路（104）、N2管路（105），毒质气管路包括HCl气体管路（102）、H2S气体管路（103）、水管路（107）；混合气管路（101）和水管路（107）均通过四通阀（7）与管道混合器B（6）进口端连接，HCl气体管路（102）、H2S气体管路（103）、O2管路（104）、N2管路（105）、备用气管路（106）的一端均连接相应气源，另一端均和管道混合器A（5）进口端连接, 管道混合器A（5）出口端通过四通阀（7）与管道混合器B（6）进口端连接。
3.根据权利要求2所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：空气发生器（112）通过空气管路（11）与VOC发生罐（115）连接，在空气管路（11）上设有转子流量计（116），VOC发生罐（115）通过混合气管路（101）与四通阀（7）连接。
4.根据权利要求2所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：储水罐（113）中水依次经柱塞泵（114）、单向阀(109)注入水管路（107）。
5.根据权利要求2所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：在HCl气体管路（102）、H2S气体管路（103）、O2管路（104）、N2管路（105）、备用气管路（106）上距离气源均依次设有截止阀（111）、质量流量计（108）、单向阀（109）、压力表（110）。
6.根据权利要求1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：方形钢制反应器(201)为方形钢制管式反应炉。
7.根据权利要求1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：在预热气管路(9)上设有三通阀（202）和压力表（203），三通阀（202）有两个接口分别与预热气管路(9)和方形钢制反应器(201)连接，第三个接口处设为进气取样口（204），进气取样口（204）通过进样系统与控制分析系统（4）连接。
8.根据权利要求1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：尾气收集装置(3)还包括减压阀（302）、压力表（303）、取样口（304）、放液口（305），尾气管路(10)通过三通阀与储气罐(301)的进口连接，三通阀的另一个接口上依次连接有压力表（303）、减压阀（302）、尾气取样口（304），放液口（305）设在储气罐(301)下出口，尾气取样口（304）通过进样系统与控制分析系统（4）连接。
9.根据权利要求1所述的一种催化燃烧催化剂活性评价装置，其特征在于：控制分析系统(4)包括气相色谱分析仪（401）、温度显示仪（402）、压力显示仪（403）、流量显示仪（404）以及温度报警仪（405）；气相色谱分析仪（401）通过进样系统分别与进气取样口（204）和尾气取样口（304）连接，流量显示仪（404）通过数据线与质量流量计（108）连接，温度显示仪（402）、压力显示仪（403）、温度报警仪（405）均通过数据线与方形钢制反应器(201)连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN109799314A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-24 | 盛守祥 | 一种催化剂活性评价装置及方法 |
| CN112816361A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-18 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 用于对含有机质固体进行热转化评价的系统及方法 |
| CN115656404A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-31 | 江苏中创清源科技有限公司 | 一种催化燃烧易聚合类VOCs的催化剂性能检测装置 |
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