[实用新型]一种正仲氢转化性能测试装置

说明书

本实用新型涉及一种正仲氢转化性能测试装置，包括氢气罐、常温催化转化柱、低温标定装置组、测试反应装置、复温装置和热导色谱仪；所述常温催化转化柱与所述氢气罐连通后分出三路，第一路直接与所述热导色谱仪连通，第二路依次经所述低温标定装置组、所述复温装置与所述热导色谱仪依次连通，第三路依次经所述测试反应装置、所述复温装置与所述热导色谱仪连通；所述低温标定装置组至少包括一个低温标定装置；所述复温装置用于调节进入所述热导色谱仪氢气的温度，使其达到预定温度。本实用新型可以在不同温度下完成催化性能测试，且测试结果准确可靠。

技术领域

本实用新型属于性能检测技术领域，尤其涉及一种正仲氢转化性能测试装置。

背景技术

液氢是发展航空航天、氢能源产业的重要战略资源，随着我国航天事业发展，作为重载火箭液氢-液氧发动机最佳能量来源的液氢需求量不断增加。氢分子是由两个氢原子构成，由于两个氢原子核自旋方向的不同，存在着正、仲两种状态的氢，正氢的原子核自旋方向相同，仲氢的原子核自旋方向相反。正、仲态的平衡氢组成与温度有关，不同温度下平衡氢的正、仲态浓度比例不同。在常温时，平衡氢是含75％正氢和25％仲氢的混合物，称为正常氢或标准氢；温度降低，仲氢所占的百分率增加。如在液氮的标准沸点时，仲氢含量约47％，在液氢的标准沸点时，仲氢含量可达99.8％。

氢气的正仲态的自发转化非常缓慢，因此在氢的降温、液化过程中，如不进行氢的正-仲催化转化，则生产出的液氢为正常氢，液态正常氢会自发地发生仲态转化，最终达到相应温度下的平衡氢，氢的正-仲转化是一放热反应，液态正常氢转化时放出的热量超过气化潜热(447kJ/kg)。由于这一原因，即使将液态正常氢贮存在一个理想绝热的容器中，液氢同样会发生气化，因此为了获得标准沸点下的平衡氢，即仲氢浓度为99.8％的液氢，在氢的液化过程中，必需进行数级正-仲催化转化。正-仲氢反应催化剂的催化性能是正仲氢反应催化剂开发和正仲氢反应器设计的必要数据，可用于构建反应动力学方程，计算反应速率和反应热。测量正仲氢催化剂的催化性能，即测量在不同温度、空速以及初始正/仲氢含量比例条件下，催化剂催化绝热反应或者等温反应的氢气反应产物中正氢和仲氢的含量。

如CN113030367A公开了一种正仲氢反应催化剂催化性能测试装置，包括两路并联的测试氢气、仲氢生成反应器和测量装置，通过调节两路氢气的流量，进而获得不同仲氢含量的初始氢气，进而能够测量在不同温度，空速以及初始正/仲氢含量比例条件下，待测正仲氢反应催化剂催化的氢气反应产物中仲氢的含量。

该装置能够测量催化反应后正仲氢含量，结构紧凑，操作简单，成本较低，但该装置的条件侧重点是实验初始条件下的仲氢含量，而不是不同的反应温度，并且装置设计中缺少标定，仲氢含量测量准确度不高，催化性能测试结果缺乏可靠性。

因此，设计一种可在不同温度下完成催化性能测试且测试结果准确可靠的装置是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可在不同温度下完成催化性能测试的装置，并且在装置中设置标定组，测试结果准确可靠。

本实用新型提供一种正仲氢转化性能测试装置，包括氢气罐、常温催化转化柱、低温标定装置组、测试反应装置、复温装置和热导色谱仪；

所述常温催化转化柱与所述氢气罐连通后分出三路，第一路直接与所述热导色谱仪连通，第二路依次经所述低温标定装置组、所述复温装置与所述热导色谱仪依次连通，第三路依次经所述测试反应装置、所述复温装置与所述热导色谱仪连通；

所述低温标定装置组至少包括一个低温标定装置；所述复温装置用于调节进入所述热导色谱仪氢气的温度，使其达到预定温度。

其中，所述低温标定装置包括低温标定出口阀，所述测试反应装置包括测试反应出口阀；所述测试装置还包括控制组件，与所述低温标定出口阀、测试反应出口阀电连接，用于控制所述低温标定出口阀和所述测试反应出口阀的开合。