[发明专利]一种消氢催化板的反应动力学检测装置的实现方法

摘要

本发明公开了一种消氢催化板的反应动力学检测装置，包括氢气源、配气罐、反应容器、氢气浓度仪、气体循环泵和数据采集处理装置；气体循环泵、配气罐、反应容器和氢气浓度仪首尾相连形成一个闭环回路，其中氢气源用于提供氢气；配气罐用于氢气和空气在其内混合，得到测量所需的氢气浓度；反应容器用于放置催化板，并提供氢氧催化反应的环境；氢气浓度仪用于定量测量闭环回路中的氢气浓度；气体循环泵用于控制闭环回路中的气体循环；数据采集处理装置用于采集配气罐中充入氢气前后的压力以及闭环回路中催化剂温度和氢气反应浓度数据。本发明设计合理、操作简单、安全可靠，可实现精确、快速的检测核电站消氢催化剂活化能和指前因子。

主权项

一种消氢催化板的反应动力学检测装置的实现方法，其特征在于，所述的装置包括氢气源(1)、配气罐(3)、反应容器(6)、氢气浓度仪(10)、气体循环泵(12)和数据采集处理装置；所述气体循环泵(12)、配气罐(3)、反应容器(6)和氢气浓度仪(10)首尾相连形成一个闭环回路，其中：氢气源，用于向配气罐内提供氢气；配气罐，用于氢气和空气在其内混合，得到测量所需的氢气浓度；反应容器，用于放置测试所用的催化板，并提供氢氧催化反应的环境；氢气浓度仪，用于定量测量闭环回路中的氢气浓度；气体循环泵，用于控制闭环回路中的气体循环；数据采集处理装置，用于采集配气罐中充入氢气前后的压力以及闭环回路中催化剂温度和氢气反应浓度数据；所述数据采集处理装置包括PC机(15)，通过信号传输线同时与该PC机(15)和氢气浓度仪(10)连接的数据采集仪(14)，同时与数据采集仪(14)和配气罐(3)连接的压力计(5)，以及一端与该数据采集仪(14)连接、另一端插入至反应容器中并用于实时记录催化板反应温度的热电偶(8)；所述的实现方法则包括以下步骤：(1)将催化板放置于反应容器中，然后利用氢气源向配气罐中充入氢气，同时采集配气罐的压力数据，并通过以下公式计算出充入的氢气体积浓度C：C=1-P1P2]]>式中，P1、P2分别为充入氢气前后的压力值，C＝4％；(2)停止充入氢气，并打开气体循环泵和数据采集仪，使配置好的氢气在闭环回路中循环，同时PC机记录下反应容器中的温度和闭环回路中氢浓度仪测得的氢气浓度；(3)待反应容器中的催化板温度降到室温时，关闭循环泵和停止向反应容器中通入氢气，然后保存数据采集仪的数据；(4)根据得到的氢浓度随时间变化曲线和催化剂温度随时间变化曲线，利用下列公式计算氢气和氧气催化反应温度为T时的氢氧反应速率常数kT：kT=-1C·dCdt]]>式中，t为反应时间，T为催化剂热力学温度；(5)得到kT后，通过阿伦尼乌斯公式的变式，得到该催化反应的表观活化能Ea：lnkT＝ln A‑Ea/RT式中，A为指前因子，R为摩尔气体常量。