測定V₂O₅/TiO₂催化劑吸附NH₃的方法及裝置的制作方法

專利名稱：測定V₂O₅/TiO₂催化劑吸附NH₃的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種材料吸附性能的測定方法，尤其是涉及ー種測定V2O5ZtiO2催化劑吸附NH3的方法及裝置。
背景技術：
V205/Ti02基催化劑主要用于處理內燃機和電廠煤爐排放氣體中的NOx，以控制污染氣體的排放。其原理是將NH3 (尿素水溶液)噴入污染氣體中，NH3在催化劑的環境下，選擇性還原污染氣體中的NOx (SCR反應)，生成無污染的CO2和H2O,以達到降低污染氣體排放的目的。目前，對V205/Ti02基催化劑的研究均集中在對NOx轉化效率的試驗研究，這種試驗是在NH3與NOx體積比約為I : I的情況下進行的，而實際的工程應用遠非如此。因此， 這種方法只能作為定性評價催化劑催化能力的依據。理論和實踐結果表明，NH3只有在被催化劑吸附后，才能有效的選擇催化還原NOx，且催化反應效果相當理想。可以說，催化劑對NH3的吸附能力，是決定NOx轉化效率的關鍵。本發明開發了ー種測定催化劑對NH3的吸附性能的方法。通過調整催化劑所處環境的氣體流量、NH3濃度和溫度，測出催化劑出ロ端的NH3濃度變化，通過計算，得出催化劑對NH3在各種情況下的吸附性能。此種方法還未見報道。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種獲得不同的溫度、氣體流量和NH3濃度下，V205/Ti02基催化劑對NH3的吸附性能的方法及裝置。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法，其特征在于，該方法通過控制V205/Ti02基催化劑所處環境的參量，獲得V2O5ZtiO2基催化劑對NH3的吸附性能。測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法包括以下步驟(I)打開N2氣控制閥將高純N2沖洗所有的氣體管路，保證管路的清潔；(2)加熱爐通電，使溫度保持在200 500°C ；(3)將NH3樣氣沿管道不經催化劑直接流向氣體分析儀，待氣體分析儀中顯示的NH3濃度值穩定后，記錄數值并關閉NH3樣氣控制閥，打開N2控制閥，沖凈管道后關閉；(4)將NH3樣氣流經V205/Ti02催化劑測量催化劑出口端的NH3濃度值，待其穩定后，停止通氣；(5)根據流量、NH3濃度標定值以及催化劑出ロ端NH3的濃度值，計算得到V205/Ti02催化劑對NH3的吸附能力。步驟(I)中所述的N2沖洗所有的氣體管路使管路內雜質成分為2ppm以內。所述的V205/Ti02催化劑吸收NH3后經加熱爐加熱至600°C保持20分鐘對吸收的NH3進行脫附處理，同時打開N2控制閥，利用流經催化劑的N2吹走脫附出的NH3。
測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其特征在干，該裝置包括氣體流量計、加熱爐、熱電偶、溫控儀、氣體分析儀、抽氣泵及相應的管路，所述的氣體流量計一端與高純N2罐及NH3樣氣罐連接，另一端經管路分別與加熱爐和氣體分析儀連接，所述的加熱爐內設有熱電偶，該熱電偶的一端與溫控儀連接，所述的氣體分析儀經管道與抽氣泵及高純N2罐連接。所述的氣體流量計與高純N2罐間的連接管路上設置N2控制閥。所述的氣體流量計與NH3樣氣罐間的連接管路上設置NH3樣氣控制閥。所述的加熱爐內設有V205/Ti02催化劑。
與現有技術相比，本發明通過控制V205/Ti02基催化劑所處環境的各項參量，可以獲得不同的溫度、氣體流量和NH3濃度下，V205/Ti02基催化劑對NH3的吸附性能，包括儲氨能力、吸附穩定時間和瞬間吸附能力，操作方便。


圖I為本測試裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法，該方法通過控制V205/Ti02基催化劑所處環境的參量，獲得V205/Ti02基催化劑對NH3的吸附性能，具體包括以下步驟(I)連接好各試驗設備和儀器，并使其正常工作；(2)打開N2氣控制閥將高純N2沖洗所有的氣體管路，保證管路的清潔，管路內雜質成分為2ppm以內，同時加熱爐溫達到預定溫度，關閉N2控制閥；(3)加熱爐通電，使溫度保持在要求的范圍內，根據不同的要求溫度需要控制在200 500°C，將NH3樣氣沿管道不經催化劑直接流向氣體分析儀，待氣體分析儀中顯示的NH3濃度值穩定后，記錄數值并關閉NH3樣氣控制閥，打開N2控制閥，沖凈管道后關閉；(4)打開NH3樣氣控制閥，迅速調節樣氣流量至規定值，使其沿管道流經V205/Ti02催化劑，將NH3樣氣流經V205/Ti02催化劑測量催化劑出ロ端的NH3濃度值，待其穩定后，停止通氣；(5)將爐溫加熱至600°C保溫20分鐘，將催化劑吸附的NH3全部脫附，同時打開N2控制閥，保持有一定流量的N2流過催化劑，以吹走脫附過程釋放出的NH3 ；(6)轉第(4)步(若更換樣氣，則轉第(2)歩)，分別將不同NH3濃度的樣氣在各種溫度和氣體流量下進行多次試驗；(7)根據流量、NH3濃度標定值以及催化劑出ロ端NH3的濃度值，并做插值(擬合)處理，計算得到V205/Ti02催化劑對NH3的吸附能力，得出結論。 測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其結構如圖I所示，該裝置包括氣體流量計
3、加熱爐4、熱電偶6、溫控儀7、氣體分析儀8、抽氣泵9及相應的管路，氣體流量計2的一端與高純N2罐I及NH3樣氣罐2連接，另一端經管路分別與加熱爐4和氣體分析儀8連接，氣體流量計3與高純N2罐I間的連接管路上設置N2控制閥，與NH3樣氣罐2間的連接管路上設置NH3樣氣控制閥，加熱爐4內設有熱電偶6，熱電偶6的另一端與溫控儀7連接，V2O5/TiO2催化劑5也設在加熱爐4內，氣體分析儀8經管道與抽氣泵9及 高純N2罐I連接。
權利要求
1.測定V2O5ZtiO2催化劑吸附NH3的方法，其特征在于，該方法通過控制V2O5ZtiO2基催化劑所處環境的參量，獲得V205/Ti02基催化劑對NH3的吸附性能。
2.根據權利要求I所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)打開N2氣控制閥將高純N2沖洗所有的氣體管路，保證管路的清潔； (2)加熱爐通電，使溫度保持在200 500°C； (3)將NH3樣氣沿管道不經催化劑直接流向氣體分析儀，待氣體分析儀中顯示的NH3濃度值穩定后，記錄數值并關閉NH3樣氣控制閥，打開N2控制閥，沖凈管道后關閉； (4)將NH3樣氣流經V205/Ti02催化劑測量催化劑出ロ端的NH3濃度值，待其穩定后，停止通氣； (5)根據流量、NH3濃度標定值以及催化劑出ロ端NH3的濃度值，計算得到V205/Ti02催化劑對NH3的吸附能力。
3.根據權利要求2所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的N2沖洗所有的氣體管路使管路內雜質成分為2ppm以內。
4.根據權利要求2所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的方法，其特征在干，所述的V205/Ti02催化劑吸收NH3后經加熱爐加熱至600°C保持20分鐘對吸收的NH3進行脫附處理，同時打開N2控制閥，利用流經催化劑的N2吹走脫附出的NH3。
5.測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其特征在于，該裝置包括氣體流量計、加熱爐、熱電偶、溫控儀、氣體分析儀、抽氣泵及相應的管路，所述的氣體流量計一端與高純N2罐及NH3樣氣罐連接，另一端經管路分別與加熱爐和氣體分析儀連接，所述的加熱爐內設有熱電偶，該熱電偶的一端與溫控儀連接，所述的氣體分析儀經管道與抽氣泵及高純N2罐連接。
6.根據權利要求5所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其特征在干，所述的氣體流量計與高純N2罐間的連接管路上設置N2控制閥。
7.根據權利要求5所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其特征在干，所述的氣體流量計與NH3樣氣罐間的連接管路上設置NH3樣氣控制閥。
8.根據權利要求5所述的測定V205/Ti02催化劑吸附NH3的裝置，其特征在干，所述的加熱爐內設有V205/Ti02催化劑。
全文摘要
本發明涉及測定V2O5/TiO2催化劑吸附NH3的方法及裝置，該方法通過控制V2O5/TiO2基催化劑所處環境的參量，獲得V2O5/TiO2基催化劑對NH3的吸附性能，裝置包括氣體流量計、加熱爐、熱電偶、溫控儀、氣體分析儀、抽氣泵及相應的管路。與現有技術相比，本發明控制V2O5/TiO2基催化劑所處環境的各項參量，獲得了不同的溫度、氣體流量和NH3濃度下V2O5/TiO2基催化劑對NH3的吸附性能參數，包括儲氨能力、吸附穩定時間和瞬間吸附能力。
文檔編號G01N33/00GK102680643SQ20111006621
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者劉志林, 湯晨旭, 陳凌珊, 黃香兒 申請人:上海工程技術大學