[发明专利]一种固体催化剂评价装置及其使用方法

说明书

本发明提供一种固体催化剂评价装置，其包括水槽、水泵、静态混合器、反应器、金属转子流量计；所述水槽、水泵、静态混合器、反应器、金属转子流量计依次连通，所述金属转子流量计与所述水槽连通形成循环回路；其中，所述水槽设置保温夹套。本发明提供的固体催化剂评价装置及其使用方法，可以有效评价固体催化剂性能，尤其是钯负载固体催化剂消除水中溶解氧性能。

技术领域

本发明涉及一种固体催化剂评价装置及其使用方法。

背景技术

固体催化剂广泛应用在现代能源、化工和环境工程中，催化剂性能优劣直接影响化工合成与转化最终产品质量。

在催化加氢消除水中溶解氧领域，常温常压下，水中会溶有一定量的氧气，溶解氧浓度一般为8～10mg/L。在核电站除盐水、锅炉给水及半导体等超纯水应用领域中，高浓度的溶解氧会加重设备的腐蚀，从而缩短设备的使用寿命，影响产品质量，严重情况下可引发事故。因此，核电站、锅炉及半导体行业严格限制水中溶解氧浓度，不能超过20μg/L，甚至低于10μg/L。采用钯负载固体催化剂通过催化加氢方式可以有效消除水中溶解氧，文献[1]提出了一种钯负载固体催化剂评价装置，采用直径2.8cm、长度160cm的玻璃反应柱，内部装填催化剂，催化剂层高62cm，原水采用蒸馏水，分别由反应柱顶部和底部输入和排出，氢气分别由反应柱底部和顶部输入和排出，水与氢气逆流流动，水温由加热器控制，气、水流量由流量计控制。

现有的固体催化剂评价装置结构简单，与工业上常用工艺有所偏差，反映催化剂真实性能可靠性较差，并且溶解氧浓度等关键指标采用离线滴定检测，无法做到实时在线检测。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种固体催化剂评价装置。

本发明提供的固体催化剂评价装置，包括水槽、水泵、静态混合器、反应器、金属转子流量计；所述水槽、水泵、静态混合器、反应器、金属转子流量计依次连通，所述金属转子流量计与所述水槽连通形成循环回路；其中，所述水槽设置保温夹套。

优选地，所述水槽设有氮气接口、氧气接口、排气口；固体催化剂评价装置还设有配气系统，所述配气系统经配置自所述氮气接口和所述氧气接口向所述水槽提供氮气和氧气；氧气的流量为0-1000mL/min。

优选地，所述水泵的输出压力不大于2MPa，流量不大于2m³/h。

优选地，所述静态混合器为气液型，直径为10-200mm，长度为500-1000mm，固体催化剂评价装置还设有配气系统，所述配气系统经配置向所述静态混合器提供氢气，氢气流量为0-1000mL/min。

优选地，所述反应器为柱状结构，直径为20-160mm，高度为1200-2000mm，催化剂层高为800-1500mm；所述反应器的顶部设有排气口，经配置以排出未溶解氢气；所述反应器的上部设置进水口，下部设置反洗和出水混合口；所述反应器的上部和下部均设置金属丝网部件。

优选地，还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括数采控制柜、数采计算机和数采程序，经配置以实时测量系统中溶解氧、溶解氢、pH值、电导率、气体流量、水流量、温度、压力的数值，采集频率为1-1000Hz。

优选地，配套的在线仪表包括：溶解氧分析仪，分别设置在所述反应器的进口和出口；溶解氢分析仪，分别设置在所述反应器的进口和出口；pH值分析仪，分别设置在所述反应器的进口和出口；电导率分析仪，分别设置在所述反应器的进口和出口；气体质量流量计，分别设置在提供氧气、提供氢气、提供氮气的路径上；热电偶，分别设置在所述反应器的进口和出口；压力变送器，分别设置在所述反应器的进口和出口。

本发明的另一目的在于，提出一种上述固体催化剂评价装置的使用方法，包括如下步骤：

通过所述配气系统提供氮气驱除所述水槽内液面上方的空气；