一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，裝置包括反應及取樣系統、熱風循環加熱系統、分析系統和模擬配氣系統，所述反應及取樣系統包括尾氣收集管、模擬反應氣體的進氣管、保溫罩和氣體管道相應的對中組件，所述尾氣收集管通過尾氣收集管導套與對中組件固定在上直線導軌光軸上，通過松開尾氣收集管導套的螺絲實現尾氣收集管上下移動，下落時壓住整體式催化劑并將螺絲鎖緊；通過步進電機推拉直線光軸推板，使上直線導軌光軸左右移動，進而實現尾氣收集管的橫向移動；整體式催化劑沿著圓周方向旋轉。本發明的尾氣處理的整體式催化劑評價裝置可對整體式催化劑進行快速全面是評價。
【專利說明】
一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置
技術領域
[0001]本發明屬于整體式催化劑評價領域，具體涉及一種尾氣處理的整體式催化劑評價
目.0
【背景技術】
[0002]目前，我國城市汽車尾氣排放問題十分嚴重，而以催化劑為核心的汽車尾氣凈化催化轉換器在發達國家已經是一項成熟的技術，開發尾氣凈化催化劑需要有效的評價手段來配合。在催化劑的研制開發過程，一般要經過小試試驗、中試試驗，然后工業放大應用階段，其中，小試試驗階段需要經過大量的篩選和反復的對比試驗，選擇合適的催化劑活性組分、活性組分含量以及不同的負載方式和焙燒條件等工作;在中試試驗階段，要放大考察小試試驗條件下優選出的催化劑，同樣需要大量的對比試驗。因此，提高催化劑篩選效率和對比試驗的可信度，有利于提高催化劑的研發效率，縮短催化劑的開發周期。
[0003]整體式催化劑是由許多狹窄的平行通道整齊排列的一體化催化劑，早期開發的整體式催化劑所用載體的橫截面呈蜂窩結構，故又稱為蜂窩狀催化劑，今年來整體式催化劑已被廣泛應用于各種領域，尤其是使用整體式催化劑作為汽車尾氣凈化的技術基本成熟，隨著人們的環保意識增強，汽車尾氣排放標準的日趨嚴格化將促進催化劑工藝的發展。而整體式催化劑在生產過程中需要經常抽檢產品的性能是否達標，來確保產品的質量，目前，傳統的檢驗方式有兩種:其一，將生產的整體式催化劑封裝后，連接到發動機臺架上進行檢測，檢測后的整體式催化劑無法再作為產品銷售，用時長，費用高。其二，在整體式催化劑上破壞取樣，然后，在模擬的性能評價臺架上檢驗產品的性能，這樣用時短，但是要破壞一個整體式催化劑產品，不夠經濟。
[0004]CN102539618A公開了一種多通道高通量催化劑評價裝置，包括進料系統、反應系統、取樣分析系統以及產物收集系統;所述進料系統包括進料通道、流量控制單元以及混合單元;反應系統由多通道反應器以及多通道反應器外部的加熱單元組成;產物收集系統包括高壓分離器和產物儲存單元。該發明可同時評價多個相同或不同的催化劑，其進料通道包括氣相進料通道和液相進料通道，但其并沒有公開固體催化劑如何進行評價，并且該技術方案在反應完成后，物料還要經過冷卻才能進入下一單元，再經取樣分析系統進行取樣分析，雖然實現在線取樣分析，但其取樣分析時間較長。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，包括反應及取樣系統、熱風循環加熱系統、分析系統和模擬配氣系統，所述反應及取樣系統包括尾氣收集管、模擬反應氣體的進氣管、保溫罩和氣體管道相應的對中組件所述尾氣收集管固定在尾氣收集管導套中，尾氣收集管導套采用上對中組件固定在上直線導軌光軸上，通過松開尾氣收集管導套的螺絲實現尾氣收集管上下移動，下落時壓住整體式催化劑并將螺絲鎖緊;所述上直線導軌光軸通過a直線軸、b直線軸承分別固定在左軸承固定板和右軸承固定板上，所述上直線導軌光軸左右移動，通過步進電機推拉直線光軸推板，使上直線導軌光軸左右移動，進而實現尾氣收集管的橫向移動;所述整體式催化劑沿著圓周方向旋轉。
[0006]本發明所述反應及取樣系統實現對整體式催化劑的整個圓面內任意一點取樣分析。
[0007]本發明所述模擬反應氣體的進氣管固定在模擬反應氣體的進氣管導套中，導套采用下對中組件固定在下直線導軌光軸上。
[0008]本發明所述下直線導軌光軸左右移動，與上直線導軌光軸同步運動。
[0009]本發明所述尾氣收集管和模擬反應氣體的進氣管安裝在豎直方向的同一平面內， 兩管的中心在同一直線上。
[0010]本發明所述尾氣收集管包括溫度傳感器和反應后氣體采集管，與分析系統相連接。
[0011]本發明所述尾氣收集管外接真空栗將收集氣體送到分析系統。
[0012]本發明模擬的反應氣體通過進氣管進入到整體式催化劑的蜂窩狀通道，進行氣-固催化反應，反應后尾氣經尾氣收集管進入分析系統檢測，催化劑反應僅發生在尾氣收集管和模擬反應氣體進氣管密封部分的催化劑上，沒密封的地方則不發生反應。
[0013]本發明所述熱風循環加熱系統為通過工業熱風機循環加熱實現，熱風機與反應系統保溫罩通過不銹鋼循環熱風管道相連接，工業熱風機通過循環熱風管道，快速對里面的空氣循環加熱，同時，也對整體式催化劑和反應氣體進行加熱，使之達到催化劑反應所需的溫度(最高達350°C)，形成穩定持續的溫度氛圍，確保整體式催化劑正常發生反應。
[0014]本發明所述模擬配氣系統使用質量流量計、流量計顯示儀和標準鋼瓶氣體，配氣準確靈活，根據不同整體式催化劑的要求模擬配制所需氣體。
[0015]本發明提供一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置的用途，用于內部結構為蜂窩狀的整體式催化劑的快速評價，且不會破壞催化劑載體。
[0016]本發明的有益效果:
[0017] (1)本發明的尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，尾氣收集管上下移動，方便取放整體式催化劑載體，尾氣收集管外連接抽氣栗并帶有緊固件方便采集反應后的尾氣，并且內部結構為蜂窩狀的整體式催化劑使得氣體能在管道內發生反應，氣體的進入和收集都以通過上下對中的管道輸送，實現快速評價。
[0018] (2)本發明的尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，催化劑反應僅發生在尾氣收集管和模擬氣體進氣管密封部分的催化劑上，沒密封的地方則不發生反應，因此不會破壞整體式催化劑，實現高效、經濟和實用的評價整體式催化劑。
[0019] (3)本發明的尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，尾氣收集管通過直線導軌光軸左右移動，結合整體式催化劑沿著圓周方向旋轉，實現對整體式催化劑的整個圓的橫截面內取樣，進行更全面的活性評價。【附圖說明】
[0020]圖1為本發明反應及取樣系統的結構示意圖；[0〇21]圖2為本發明的氣體流向不意圖；
[0022]圖3為本發明反應及取樣系統的取點示意圖；[0023 ]圖4為本發明的整體式催化劑評價效果圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進一步詳細說明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表達的范圍。
[0025]實施例1
[0026]1.尾氣處理的整體式催化劑評價裝置安裝:
[0027]結合圖1和圖2，尾氣收集管I固定在尾氣收集管導套16中，尾氣收集管導套16通過上對中組件3固定在上直線導軌光軸6上;上直線導軌光軸6通過a直線軸承17、b直線軸承18分別固定在左軸承固定板8和右軸承固定板9上，左軸承固定板8和右軸承固定板9固定在底板13上;步進電機5通過滾珠絲桿14與直線光軸推板11相連接，直線光軸推板11與上直線導軌光軸6和下直線導軌光軸7相連接，推拉上直線導軌光軸6和下直線導軌光軸7水平運動；模擬反應氣體的進氣管2固定在模擬反應氣體的進氣管導套15中，導套15采用下對中組件4固定在下直線導軌光軸7上，下直線導軌光軸7通過c直線軸承19、d直線軸承20分別固定在左軸承固定板8和右軸承固定板9上;尾氣收集管I和模擬反應氣體的進氣管2安裝在豎直方向的同一平面內，兩管的垂直中心在同一直線上;尾氣收集管I內的溫度傳感器和反應后氣體采集管，與分析系統的煙氣分析儀28相連接;模擬反應氣體的進氣管2與質量流量控制器27相連接，質量流量控制器27與氣體過濾器26相連接，氣體過濾器26與球閥25相連接，球閥25與氣體減壓閥24相連接;氣體減壓閥24分別與標準鋼瓶23和油過濾器34相連接，油過濾器34與空壓機32相連;熱風機29與反應及取樣系統的保溫罩21通過不銹鋼循環熱風管道33相連接。
[0028]2.裝樣:
[0029]結合圖1和圖3，打開保溫罩21上的保溫罩的半開門12，將上對中組件3上的尾氣收集管導套16的螺絲松開，將尾氣收集管I上移，將蜂窩狀整體式催化劑放入保溫罩21內，通過行程開關10控制步進電機4推動直線光軸推板8，使上直線導軌光軸6左右移動，進而實現尾氣收集管I的橫向移動，再結合整體式催化劑22手動使其沿著圓周方向旋轉，調整不同的位置，多方位檢測整體式催化劑的性能，確保產品穩定性，確定好需要檢測的位置后，放下尾氣收集管I，使其將整體式催化劑22壓緊并將螺絲固定，關緊保溫罩的半開門12，裝樣完畢；
[0030]3.分析系統和模擬配氣系統開啟:
[0031]結合圖1和圖2，本裝置通過質量流量控制器27來控制標準鋼瓶氣體23，壓縮空氣等各路氣體的流量，來達到模擬配制車輛排放的尾氣;開啟電腦、煙氣分析儀28以及相應測試軟件;開啟工業熱風機29加熱，設定好催化劑反應時所需溫度，邊升溫邊檢測，實現連續在線檢測功能，工業熱風機29通過不銹鋼循環熱風管道33，快速對里面的空氣循環加熱，同時，也對整體式催化劑和反應氣體進行加熱，使之達到催化劑反應所需的溫度(最高達350°C)，形成穩定持續的溫度氛圍，確保整體式催化劑正常發生反應，氣體流向示意圖見圖2，模擬氣體通過模擬反應氣體進氣管2進入反應及取樣系統，催化劑反應僅發生在尾氣收集管I和模擬反應氣體進氣管2密封部分的催化劑上。
[0032]3.取樣檢測:
[0033]結合圖1和圖2，反應后的氣體進入尾氣收集管1內的反應后氣體采集管，通過尾氣收集管1的外部連接真空栗30進入煙氣分析儀28,尾氣收集管1內的溫度傳感器與測試系統相連接，采集反應過程的溫度變化，進而進行檢測，結合檢測軟件實時記錄反應后尾氣的主要有害氣的濃度，再結合溫度、時間關系分析檢測結果，來判斷整體式催化劑的性能。分析后的氣體進入尾氣收集瓶31。
[0034]第一次檢測完成后，將上對中組件3的尾氣收集管1的螺絲松開，將尾氣收集管1上移，通過步進電機4調整新的位置進行催化劑評價，步驟與第一次相同，本發明裝置主要是評價整體式催化劑在連續升溫的過程中，不同溫度下，催化劑對N0的轉化情況，兩次催化劑評價效果見圖4。第二次評價完成后，松開尾氣收集管1的固定螺絲，將其向上推開一段距離，打開保溫罩半開門12，取出整體式催化劑，評價完畢。[〇〇35]從圖4可以看出本發明的尾氣處理的整體式催化劑評價裝置能實現催化劑對N0的轉化評價這一功能，實驗的重復性也很好，通過不同溫度下N0的轉化結果，結合標準要求， 可以快速判定整體式催化劑性能的優劣。
[0036]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，裝置包括反應及取樣系統、熱 風循環加熱系統、分析系統和模擬配氣系統，所述反應及取樣系統包括尾氣收集管(1)、模 擬反應氣體的進氣管(2)、保溫罩(21)和氣體管道相應的對中組件，所述尾氣收集管(1)固 定在尾氣收集管導套中(16)，尾氣收集管導套(16)采用上對中組件(3)固定在上直線導軌 光軸(6)上，通過松開尾氣收集管導套(16)的螺絲實現尾氣收集管(1)上下移動，下落時壓 住整體式催化劑并將螺絲鎖緊;所述上直線導軌光軸(6)通過a直線軸承(17)、b直線軸承 (18)分別固定在左軸承固定板(8)和右軸承固定板(9)上，所述上直線導軌光軸(6)左右移 動，通過步進電機(5)推拉直線光軸推板(8)，使上直線導軌光軸(6)左右移動，進而實現尾 氣收集管(1)的橫向移動;所述整體式催化劑(22)沿著圓周方向旋轉。2.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述模 擬反應氣體的進氣管(2)固定在模擬反應氣體的進氣管導套(15)中，導套(15)采用下對中 組件(4)固定在下直線導軌光軸(7)上。3.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述尾 氣收集管(1)和模擬反應氣體的進氣管(2)安裝在豎直方向的同一平面內，兩管的中心在同一直線上。4.根據權利要求2所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述下 直線導軌光軸(7)左右移動，與上直線導軌光軸(6)為同步運動。5.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述尾 氣收集管(1)包括溫度傳感器和反應后氣體采集管，與分析系統相連接。6.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述尾 氣收集管(1)外接真空栗(30)，將收集氣體送到分析系統。7.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述催 化劑反應僅發生在尾氣收集管(1)和模擬反應氣體進氣管(2)密封部分的催化劑上，其余的 地方則不發生反應。8.根據權利要求1所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置，其特征在于，所述熱 風循環加熱系統為通過工業熱風機實現循環加熱，熱風機(29)與反應系統保溫罩(21)通過 不銹鋼循環熱風管道(33)相連接。9.權利要求1-8任一項所述的一種尾氣處理的整體式催化劑評價裝置的用途，其特征 在于，用于內部結構為蜂窩狀的整體式催化劑的快速評價，且不會破壞催化劑載體。
【文檔編號】F01N11/00GK105971702SQ201610326725
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】蕭劍鳴, 趙向云, 李君 , 鄭文杰, 楊曉波, 范群
【申請人】廣州市威格林環保科技有限公司