[发明专利]机动车尾气净化催化材料活性测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化材料活性测试系统及测试方法，特别是一种在人为可控的气氛下对机动车尾气净化催化材料进行活性测试系统及测试方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加速和经济水平的不断发展，机动车保有量呈现出快速增长的趋势。机动车产业快速发展的同时给人类带来严重的环境问题。目前，采用催化净化技术被认为是有效控制机动车尾气污染的最重要手段之一。净化效率是衡量催化器对污染物去除效果的重要指标，因此对催化器的净化效率进行评价就显得尤为重要。催化材料评价系统在催化器生产、检验、应用中是必需的，能够对催化器进行快速、准确、可靠的活性评价。此外，随着全球石油资源短缺的日益加剧及“温室气体效应”(CO₂)的增加，国内外存在轿车柴油化的趋势，因此具有较好燃油经济性和排放特性的柴油车越来越受到人们的广泛关注。随着柴油车的日益普及，同时也带来了NO_x的污染问题，通过加装SCR催化器能够有效解决柴油车的尾气污染问题。因此，开发多功能的催化材料评价系统对于催化器的研究、开发及生产具有重要的意义。

目前，关于机动车尾气净化催化材料评价系统已有报道(CN 1369627A，CN 101138702A，CN 201047836y，CN 2862035Y)，主要针对某种车型催化剂的活性评价，评价系统复杂且缺少相应的评价方法，无法满足飞速发展的机动车尾气催化剂产业的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以模拟机动车排气性质，对机动车尾气净化催化材料进行测试和评价，测试和评价方法过程简单、成本低、实验结果重复性好，用途广的机动车尾气净化催化材料活性测试系统及测试方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的机动车尾气净化催化材料活性测试系统，它包括：

(1)多个第一气瓶和一个第二气瓶；

(2)一个混合罐，该混合罐的多个入口通过其上装有压力表、质量流量计和单向阀的多个第一管线分别与多个第一气瓶的出口相连；

(3)一个其内装有水汽发生器加热器的水汽发生器，该水汽发生器的入口通过其上装有压力表、质量流量计和单向阀的第二管线与一个第二气瓶的出口相连；

(4)一个加热炉，该加热炉的上部为加热段并且其下部为预热段；

(5)一个其顶部和底部为锥形的反应器，该反应器轴线沿竖直方向设置装在所述的加热炉的加热段，所述的反应器的底部入口与设置在反应器的预热段的两个预热管的出口相连，所述的两个预热管中的一个预热管通过其上装有压力表的第一连接管与混合罐的出口相连并且另一个预热管通过第二连接管与水汽发生加热器的出口相连；

(6)一个温控仪，该温控仪的控制线分别与安装在水汽发生器加热器、加热炉的预热段和加热段以及反应器内的测温热电偶相连；

(7)一个气液分离器，该气液分离器为冷凝器，该冷凝器的入口通过其上装有压力表的分析管线与反应器的顶部出口相连，该冷凝器的液相出口与其上装有截止阀的液相出口管相连，该冷凝器的气相出口与一台分析仪的入口相连。

本发明的机动车尾气净化催化材料活性测试方法，它包括以下步骤：

(1)将机动车尾气净化催化材料装填、固定于反应器中，反应器按轴向置于加热炉中；

(2)设定水汽发生器的温度，使水汽发生器内的水汽达到设定的体积浓度；

(3)模拟汽车尾气和水汽发生器送出的水汽进入加热炉中的预热管预热；

(4)经预热管预热后的模拟汽车尾气和水汽送入反应器内通过催化剂反应，然后用分析仪采集数据；

(5)将完成评价处理的催化材料沿反应器轴向取出，用于后续表征测试。

本发明的优点在于：在人为可控的气氛下对机动车尾气净化催化材料进行评价，评价方法过程简单、成本低，实验结果重复性好，用途广，可以实现汽油车三效催化剂起燃温度特性，汽油车三效催化剂空燃比特性及柴油车选择性催化还原催化剂温度窗口特性评价，既适用于粉末样品，又适用于整体式蜂窝催化剂的活性评价。

附图说明

图1是本发明的机动车尾气净化催化材料活性测试系统的流程示意图；

图2是图1所示的系统中的反应器的结构示意图；

图3是图1所示的系统中的水汽发生器的结构示意图；

图4是采用本发明测试系统及测试方法所作的实施例1三效催化剂起燃温度特性。

图5是采用本发明测试系统及测试方法所作的实施例2三效催化剂空燃比窗口特性。