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专利名称：测定V₂O₅/TiO₂催化剂吸附NH₃的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种材料吸附性能的測定方法，尤其是涉及ー种测定V2O5ZtiO2催化剂吸附NH3的方法及装置。
背景技术：
V205/Ti02基催化剂主要用于处理内燃机和电厂煤炉排放气体中的NOx，以控制污染气体的排放。其原理是将NH3 (尿素水溶液)喷入污染气体中，NH3在催化剂的环境下，选择性还原污染气体中的NOx (SCR反应)，生成无污染的CO2和H2O,以达到降低污染气体排放的目的。目前，对V205/Ti02基催化剂的研究均集中在对NOx转化效率的试验研究，这种试验是在NH3与NOx体积比约为I : I的情况下进行的，而实际的工程应用远非如此。因此， 这种方法只能作为定性评价催化剂催化能力的依据。理论和实践结果表明，NH3只有在被催化剂吸附后，才能有效的选择催化还原NOx，且催化反应效果相当理想。可以说，催化剂对NH3的吸附能力，是决定NOx转化效率的关键。本发明开发了ー种测定催化剂对NH3的吸附性能的方法。通过调整催化剂所处环境的气体流量、NH3浓度和温度，测出催化剂出ロ端的NH3浓度变化，通过计算，得出催化剂对NH3在各种情况下的吸附性能。此种方法还未见报道。

发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种获得不同的温度、气体流量和NH3浓度下，V205/Ti02基催化剂对NH3的吸附性能的方法及装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现测定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法，其特征在于，该方法通过控制V205/Ti02基催化剂所处环境的參量，获得V2O5ZtiO2基催化剂对NH3的吸附性能。测定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法包括以下步骤(I)打开N2气控制阀将高纯N2冲洗所有的气体管路，保证管路的清洁；(2)加热炉通电，使温度保持在200 500°C ；(3)将NH3样气沿管道不经催化剂直接流向气体分析仪，待气体分析仪中显示的NH3浓度值稳定后，记录数值并关闭NH3样气控制阀，打开N2控制阀，冲净管道后关闭；(4)将NH3样气流经V205/Ti02催化剂测量催化剂出口端的NH3浓度值，待其稳定后，停止通气；(5)根据流量、NH3浓度标定值以及催化剂出ロ端NH3的浓度值，计算得到V205/Ti02催化剂对NH3的吸附能力。步骤(I)中所述的N2冲洗所有的气体管路使管路内杂质成分为2ppm以内。所述的V205/Ti02催化剂吸收NH3后经加热炉加热至600°C保持20分钟对吸收的NH3进行脱附处理，同时打开N2控制阀，利用流经催化剂的N2吹走脱附出的NH3。
測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其特征在干，该装置包括气体流量计、加热炉、热电偶、温控仪、气体分析仪、抽气泵及相应的管路，所述的气体流量计一端与高纯N2罐及NH3样气罐连接，另一端经管路分别与加热炉和气体分析仪连接，所述的加热炉内设有热电偶，该热电偶的一端与温控仪连接，所述的气体分析仪经管道与抽气泵及高纯N2罐连接。所述的气体流量计与高纯N2罐间的连接管路上设置N2控制阀。所述的气体流量计与NH3样气罐间的连接管路上设置NH3样气控制阀。所述的加热炉内设有V205/Ti02催化剂。
与现有技术相比，本发明通过控制V205/Ti02基催化剂所处环境的各项參量，可以获得不同的温度、气体流量和NH3浓度下，V205/Ti02基催化剂对NH3的吸附性能，包括储氨能力、吸附稳定时间和瞬间吸附能力，操作方便。


图I为本测试装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例测定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法，该方法通过控制V205/Ti02基催化剂所处环境的參量，获得V205/Ti02基催化剂对NH3的吸附性能，具体包括以下步骤(I)连接好各试验设备和仪器，并使其正常工作；(2)打开N2气控制阀将高纯N2冲洗所有的气体管路，保证管路的清洁，管路内杂质成分为2ppm以内，同时加热炉温达到预定温度，关闭N2控制阀；(3)加热炉通电，使温度保持在要求的范围内，根据不同的要求温度需要控制在200 500°C，将NH3样气沿管道不经催化剂直接流向气体分析仪，待气体分析仪中显示的NH3浓度值稳定后，记录数值并关闭NH3样气控制阀，打开N2控制阀，冲净管道后关闭；(4)打开NH3样气控制阀，迅速调节样气流量至规定值，使其沿管道流经V205/Ti02催化剂，将NH3样气流经V205/Ti02催化剂测量催化剂出ロ端的NH3浓度值，待其稳定后，停止通气；(5)将炉温加热至600°C保温20分钟，将催化剂吸附的NH3全部脱附，同时打开N2控制阀，保持有一定流量的N2流过催化剂，以吹走脱附过程释放出的NH3 ；(6)转第(4)步(若更换样气，则转第(2)歩)，分别将不同NH3浓度的样气在各种温度和气体流量下进行多次试验；(7)根据流量、NH3浓度标定值以及催化剂出ロ端NH3的浓度值，并做插值(拟合)处理，计算得到V205/Ti02催化剂对NH3的吸附能力，得出结论。 測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其结构如图I所示，该装置包括气体流量计
3、加热炉4、热电偶6、温控仪7、气体分析仪8、抽气泵9及相应的管路，气体流量计2的一端与高纯N2罐I及NH3样气罐2连接，另一端经管路分别与加热炉4和气体分析仪8连接，气体流量计3与高纯N2罐I间的连接管路上设置N2控制阀，与NH3样气罐2间的连接管路上设置NH3样气控制阀，加热炉4内设有热电偶6，热电偶6的另一端与温控仪7连接，V2O5/TiO2催化剂5也设在加热炉4内，气体分析仪8经管道与抽气泵9及 高纯N2罐I连接。
权利要求
1.测定V2O5ZtiO2催化剂吸附NH3的方法，其特征在于，该方法通过控制V2O5ZtiO2基催化剂所处环境的參量，获得V205/Ti02基催化剂对NH3的吸附性能。
2.根据权利要求I所述的测定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)打开N2气控制阀将高纯N2冲洗所有的气体管路，保证管路的清洁； (2)加热炉通电，使温度保持在200 500°C； (3)将NH3样气沿管道不经催化剂直接流向气体分析仪，待气体分析仪中显示的NH3浓度值稳定后，记录数值并关闭NH3样气控制阀，打开N2控制阀，冲净管道后关闭； (4)将NH3样气流经V205/Ti02催化剂测量催化剂出ロ端的NH3浓度值，待其稳定后，停止通气； (5)根据流量、NH3浓度标定值以及催化剂出ロ端NH3的浓度值，计算得到V205/Ti02催化剂对NH3的吸附能力。
3.根据权利要求2所述的測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的N2冲洗所有的气体管路使管路内杂质成分为2ppm以内。
4.根据权利要求2所述的測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的方法，其特征在干，所述的V205/Ti02催化剂吸收NH3后经加热炉加热至600°C保持20分钟对吸收的NH3进行脱附处理，同时打开N2控制阀，利用流经催化剂的N2吹走脱附出的NH3。
5.測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其特征在于，该装置包括气体流量计、加热炉、热电偶、温控仪、气体分析仪、抽气泵及相应的管路，所述的气体流量计一端与高纯N2罐及NH3样气罐连接，另一端经管路分别与加热炉和气体分析仪连接，所述的加热炉内设有热电偶，该热电偶的一端与温控仪连接，所述的气体分析仪经管道与抽气泵及高纯N2罐连接。
6.根据权利要求5所述的測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其特征在干，所述的气体流量计与高纯N2罐间的连接管路上设置N2控制阀。
7.根据权利要求5所述的測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其特征在干，所述的气体流量计与NH3样气罐间的连接管路上设置NH3样气控制阀。
8.根据权利要求5所述的測定V205/Ti02催化剂吸附NH3的装置，其特征在干，所述的加热炉内设有V205/Ti02催化剂。
全文摘要
本发明涉及测定V2O5/TiO2催化剂吸附NH3的方法及装置，该方法通过控制V2O5/TiO2基催化剂所处环境的参量，获得V2O5/TiO2基催化剂对NH3的吸附性能，装置包括气体流量计、加热炉、热电偶、温控仪、气体分析仪、抽气泵及相应的管路。与现有技术相比，本发明控制V2O5/TiO2基催化剂所处环境的各项参量，获得了不同的温度、气体流量和NH3浓度下V2O5/TiO2基催化剂对NH3的吸附性能参数，包括储氨能力、吸附稳定时间和瞬间吸附能力。
文档编号G01N33/00GK102680643SQ20111006621
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者刘志林, 汤晨旭, 陈凌珊, 黄香儿 申请人:上海工程技术大学