[发明专利]挥发性有机物光-热联动催化分解效率实时评价系统及催化效率的不确定度分析评定方法

说明书

本发明公开了挥发性有机物光‑热联动催化分解效率实时评价系统及催化效率的不确定度分析评定方法。该系统包括依次连通的校准配气装置、光‑热联动催化分解装置、检测装置和数据采集处理装置。该系统能够对催化剂催化分解挥发性有机物的过程进行实时检测，从而准确的对催化效率进行不确定度分析，为建立挥发性有机物高效催化分解实时效率评价提供方法依据。本发明以甲苯气体作为挥发性有机物代表之一，首先采集并分析甲苯红外光谱定性、定量数据，建立催化分解效率评价数学模型，分析不确定度来源，评定甲苯气体在连续流动环境下光‑热联合作用催化分解效率测量不确定度，为建立挥发性有机物高效催化分解实时效率评价提供方法依据。

技术领域

本发明属于挥发性有机物的光催化分解技术领域，具体涉及挥发性有机物光-热联动催化分解效率实时评价系统及催化效率的不确定度分析评定方法。

背景技术

挥发性有机物是大气污染的主要来源，对人类和环境都具有巨大危害，所以挥发性有机物的有效处理一直是该领域中广泛关注的问题，在众多处理挥发性有机物的方法中，利用自然光源和热量催化分解(光-热联动催化)挥发性有机物的方法不仅能够高效分解产生的挥发性有机物，而且降解物质可以实现回收再利用，不会产生二次污染。因此，如何有效利用自然光源和热量催化分解挥发性有机物，如何提高其分解效率、催化分解效果以及催化剂催化效率受到广泛关注。

在利用光-热联动催化分解过程中，挥发性有机气体的精细化测量是研究催化效率、催化机理的基础。快速、高效、精准测出各组分的含量对于分析、评价光-热联动催化效果及催化剂的性能至关重要。目前检测各组分含量常用的手段为气相色谱法、分光光度法、气相色谱- 质谱联用进行测量，这些检测方法均是阶段性采样实验，无法模拟客观实际条件进行长时间实时在线测试，进而无法精确寻求系统最佳催化分解条件和评价实时催化分解效率，无法精确寻求最优催化分解效果。因此，无法准确高效的对分解效果进行不确定度评定。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了挥发性有机物光-热联动催化分解效率实时评价系统及催化效率的不确定度分析评定方法。该系统能够对催化剂催化分解挥发性有机物的过程进行实时检测，从而准确的对催化效率进行不确定度分析，为建立挥发性有机物高效催化分解实时效率评价提供方法依据。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种挥发性有机物光-热联动催化分解效率实时评价系统，该系统包括依次连通的校准配气装置、光-热联动催化分解装置、检测装置和数据采集处理装置；

校准配气装置用于提供气体；光-热联动催化分解装置用于对挥发性有机气体的催化分解；检测装置用于对气体进行成份及浓度检测；数据采集处理装置用于对光-热联动催化分解装置反应条件及检测结果进行采集和分析处理。

进一步地，所述的校准配气装置包括高纯气体存储罐，高纯气体存储罐通过第一气体管道与第一三通管接头相连通，第一三通管接头通过第二气体管道与光-热联动催化分解装置相连通；该装置还包括挥发性有机物标准气体存储罐，挥发性有机物标准气体存储罐通过第三气体管道与第一三通管接头相连通，第一三通管接头通过第二气体管道与光-热联动催化分解装置相连通；优选地，所述第一气体管道上依次设有第一气体减压阀、第一气体流量计、第一阀门；所述第三气体管道上依次设有第二减压阀、第二气体流量计、第二阀门。

进一步地，所述的光-热联动催化分解装置包括光-热联动催化分解反应器以及与光-热联动催化分解反应器相连的控制器，控制器用于控制催化反应器的温度以及光源强度；优选地，所述的光-热联动催化分解反应器包括下端设有底壁、上端开口的中空圆柱型壳体，以及上端开口处的橡胶密封盖；还包括一端穿过橡胶密封盖伸入圆柱型壳体内的氙灯光源，氙灯光源外设有一层保护壳体，氙灯光源另一端在橡胶密封盖外、通过导线与控制器连接；保护壳体与中空圆柱型壳体之间填充有光催化剂；所述中空圆柱型壳体侧壁及底壁设置为中空双层结构，期间填充有加热元件，加热元件通过导线与控制器连接；更优选地，所述的光催化剂为过渡金属钒酸盐催化剂，该催化剂为由过渡金属钒酸盐催化剂包覆的微球形结构。