[发明专利]一种用于评价催化剂催化性能的装置

说明书

本发明涉及一种用于评价催化剂催化性能的装置，包括依次通过管路连接的配气装置、碳氢燃料鼓泡装置、放置待测催化剂的管式炉和尾气检测装置；所述碳氢燃料鼓泡装置与管式炉通过混合气管路连接，所述混合气管路上设有第一截止阀；所述管式炉进出口两端管路上并联设有辅助测试管路，所述辅助测试管路上设有第二截止阀，且所述辅助测试管路的进口端设置在第一截止阀与碳氢燃料鼓泡装置之间。该装置能够简便、高效地评价催化剂对于碳氢燃料的催化燃烧性能，从而有助于选择不同碳氢燃料的最优催化剂。

技术领域

本发明涉及碳氢燃料的催化燃烧领域，具体涉及一种用于评价催化剂催化性能的装置。

背景技术

燃油箱爆炸是威胁航天航空安全的主要因素之一，因此降低燃油箱可燃性的油箱惰化系统一直以来都是飞机安全的研究热点。基于空气分离器的机载惰性气体生产系统(简称OBIGGS)因能有效地降低油箱空间内的氧气含量和保障燃油箱安全性，成为了目前被广泛应用于国内外飞机的惰化系统。

但是，OBIGGS系统在应用过程中也存在着一定局限性，比如对飞机发动机性能有一定的影响，会额外增加飞机重量、部件价格昂贵等。在OBIGGS系统的基础上研发的绿色机载惰性气体生产系统(简称GOBIGGS)是尚处于试验阶段的一种经济、高效、环保的新型燃油除氧系统。

GOBIGGS系统的主要工作原理为：通过气体接触器使燃油和惰性气体充分混合，从而使燃油中的溶解氧逸出，接着油水分离器将燃油和气体分离，从而达到除氧的目的。分离得到的含有氧气、惰性气体和燃油蒸汽的混合气体引入到含有催化剂的反应室中，使氧气与燃油蒸气发生催化燃烧反应。反应生成的水通过冷凝系统滤除，而二氧化碳则被压缩后用作惰性气体继续参与除氧反应。该系统在有效保障燃油箱安全性的基础上，还有着功耗低，结构紧凑，重量轻等优点。

催化气体燃烧单元是GOBIGGS的核心部件之一，催化剂的性能优劣直接关系到整个系统对油箱的惰化效果。由于可用于碳氢燃料催化燃烧的催化剂种类繁多，而目前对于碳氢燃料的催化燃烧的研究甚少，因此研制一种碳氢燃料燃烧催化剂的性能评价装置对于新型油箱惰化技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于评价催化剂催化性能的装置，该装置能够简便、高效地评价催化剂对于碳氢燃料的催化燃烧性能，从而有助于选择不同碳氢燃料的最优催化剂。

本发明所提供的技术方案为：

一种用于评价催化剂催化性能的装置，包括依次通过管路连接的配气装置、碳氢燃料鼓泡装置、放置待测催化剂的管式炉和尾气检测装置；

所述碳氢燃料鼓泡装置与管式炉通过混合气管路连接，所述混合气管路上设有第一截止阀；所述管式炉进出口两端管路上并联设有辅助测试管路，所述辅助测试管路上设有第二截止阀，且所述辅助测试管路的进口端设置在第一截止阀与碳氢燃料鼓泡装置之间。

上述技术方案中，所提供的装置能够用于评价催化剂对于多种碳氢燃料的催化效果，碳氢燃料可以包括正十二烷、正十三烷、正十四烷、十氢萘、环己烷、乙基环己烷、甲基环己烷等在内的模型燃料。

此外，由于设置了辅助测试管路，通过关闭第一截止阀、打开第二截止阀，来测定装置通路情况，实现随时测定原料气的成分组成。

优选的，所述管式炉为OTF-1200X-II型管式炉，石英反应管的长度为500-800mm，内径为6-12mm，催化剂通过石英棉固定于石英反应管的中间。该管式炉可对催化燃烧的温度在10-800℃范围内进行精确控制，检测结果对于各催化剂的实际应用更具有指导意义。

优选的，所述配气装置为载气钢瓶，通过载气管路连接碳氢燃料鼓泡装置。载气钢瓶内可以装载空气等气体，用于将液体状的碳氢燃料通过鼓泡法形成混合气，然后送入管式炉内进行燃烧。

优选的，所述载气管路上依次设有第三截止阀、流量控制器和单向阀。