一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于氨催化分解制氢领域，具体涉及一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置

【技术实现步骤摘要】
一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置


[0001]本专利技术属于氨催化分解制氢领域，具体涉及一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置
。

技术介绍

[0002]氨气因其易液化
(
‑
33℃)、
低成本
、
高含氢量
(17.6wt
％
)
和高体积能量密度等特点，成为氢能源存储的理想载体，因而倍受关注
。
目前，热催化氨分解制氢技术多采用贵金属作为催化剂，极大限制其大规模应用，研发出低沉本的高效热分解催化剂对推动氢能源相关产业的发展显得尤为迫切
。
新型低成本催化剂的研发需依托于合适的热分解及检测装置，以便系统性地分析分解温度
、
催化剂使用量
、
氨气流量
、
气体压力等工艺参数对氨分解制氢效率的影响，进而科学评价催化剂性能，以期为后续低成本产业化应用提供有力的数据支撑
。
遗憾的是，现有的热催化氨分解制氢装置和相关专利多集中于热管理
、
氨分解反应和尾气提纯部分，并未有评价热催化氨分解催化剂性能和转化效率的检测装置，极大限制了催化剂的研发和氨分解制氢的市场化应用
。
因此，亟需开发一种结构简单
、
易拆卸
、
高时效
、
且兼具热催化氨分解和氨制氢转换效率检测功能的装置
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，以解决现有装置无法评价催化剂性能
、
检测氨分解制氢效率的问题
。
该装置基于热催化氨分解制氢技术，通过易拆卸的模块化连接
、
引入“动态循环提效”的方法，在实现热催化氨分解制氢及效率检测的同时，大幅提高检测效率
、
降低催化剂使用量
。
[0004]为实现以上专利技术目的，本专利技术提供了一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，包括：抽真空模块
、
进气模块
、
加热模块
、
动态循环模块和检测模块，上述模块涉及的气体管道均采用
Φ4不锈钢管气体管道，且由不锈钢转接头密封连接
。
[0005]作为本专利技术的进一步改进，所述抽真空模块包括：真空泵
、
开关阀
、
压力传感器和不锈钢气体管道；其中，压力传感器与动态循环模块共用
。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述进气模块包括：氨气瓶
、
氩气瓶
I、
气体流量计
、
压力传感器
、
三通转接头
、
单向阀和不锈钢气体管道；进一步地，氩气瓶
I
连接检测模块中的定量环；进一步地，所述三通转接头的两端分别连接氨气流量计和氩气流量计，另一端连接压力传感器，以便在特定氨气流量条件下，通过改变氩气流量实现对反应气压
、
氨气流速的调控；进一步地，在氩气流量计与三通之间接入单向阀，防止氨气对氩气流量计的损坏
。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述加热模块包含加热器
、
加热腔
、
气体预热单元和氨分解反应单元；进一步地，所述加热器由缠绕加热丝和保温层组成；进一步地，所述加热腔为中空型圆柱，两端放置陶瓷保温塞以起到支撑不锈钢气体管道和保温的作用，其中，不锈钢气体管道穿过两端的保温塞，分别与进气模块和气体预热单元连接；进一步地，所述气体预热单元由紧密排列的不锈钢螺旋管道组成，用来延长气体存留时间，并且可以根据传感
器温度调整螺旋圈数，使反应气体达到实验所需预热温度，两端分别连接进气管
、
动态循环模块和氨分解反应单元，其中，在与氨分解反应单元连接前端放置内嵌式
K
型热电偶，用来监测气体进入氨分解反应单元时的温度；进一步地，所述氨分解反应单元由不锈钢管道
、
滤网
(500
目
)
和转接头组成，两端分别连接气体预热单元
、
抽真空模块和动态循环模块，其中，不锈钢管道长度可根据催化剂的填充量自由调整，且两端口处均放置滤网并由转接头固定卡牢，防止催化剂粉末随气体流动外溢
。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述动态循环模块包含振动器
、
压力传感器
、
气体预热单元
、
氨分解反应单元
、
开关阀
、
降温单元和不锈钢气体管道；进一步地，所述振动器通过振子运动实现“动态循环模块”区域内气体的单向循环流动，两端分别连接气体预热单元进气口和检测模块，且在其两端口处分别放置压力传感器和开关阀，通过振动器左端压力传感器的反馈实现对动态循环模块内气体压力的检测和调控；进一步地，所述降温单元由螺旋状的不锈钢气体管道横穿内置冷媒的降温槽以降低氨裂解后的气体温度，两端分别连接氨分解反应单元的出气口和检测模块，同时在降温单元出气口处放置温度传感器，检测进入气相色谱前的气体温度
。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述检测模块包括定量环
、
氨气吸附腔
、
气相色谱
、
氩气瓶
II
；进一步地，所述定量环为由两个四通阀和不锈钢气体管道连接组成的环路结构，其中采样端分别连接振动器和降温单元出气口，且通过调节四通阀可实现“气体采样”和“气体送检”两种模式；进一步地，所述氨气吸附腔为内置氨气吸附颗粒的不锈钢管道，用于去除未裂解的残余氨气；进一步地，氩气瓶
II
与定量环通过不锈钢管道连接，为气相色谱检测提供载气
。
[0010]本专利技术的技术优势在于：本专利技术基于热催化氨分解制氢技术，引入气体检测模块，提供了一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置的解决方案
。
通过模块化连接，实现了催化剂的便捷更换；通过区域动态循环延长反应时长的方法，解决少量或低效催化剂填充时氨气不能完全分解的问题；同时，可以依据动态氨分解制氢效率和时间关系，推算出氨气完全分解所需催化剂的填充量，避免因填充量不足而不断更换催化剂填充量的情况，极大提高催化效率和检测时效，并减少催化剂的浪费
。
此外，本专利技术在实现热催化氨分解制氢及效率检测的同时，可以有效地提供温度
、
压力
、
流量
、
催化剂填充量等参数对氨分解制氢效率的影响关系，为氨分解制氢的规模化应用提供科学的数据支撑
。
附图说明
[0011]图1是本专利技术提供的一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置结构示意图；
[0012]图2是本专利技术提供的定量环连接结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，其特征在于，包括：抽真空模块
、
进气模块
、
加热模块
、
动态循环模块和检测模块；所述模块涉及的气体管道均采用
Φ4不锈钢管气体管道，且由不锈钢转接头密封连接
。2.
根据权利要求1所述的一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，其特征在于：所述抽真空模块包括真空泵
、
开关阀
、
压力传感器和不锈钢气体管道，其中，压力传感器与动态循环模块共用
。3.
根据权利要求1所述的一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，其特征在于：所述进气模块包括氨气瓶
、
氩气瓶
I、
气体流量计
、
压力传感器
、
三通转接头
、
单向阀和不锈钢气体管道；其中，三通转接头的三端分别连接氨气流量计
、
氩气流量计和压力传感器，氩气流量计与三通之间接入单向阀，反应压力可以通过改变氩气流量调控
。4.
根据权利要求1所述的一种适用于热催化氨分解催化剂制氢效率的检测装置，其特征在于：所述加热模块包括加热器
、
加热腔
、
气体预热单...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳鸿铭，梁俊辉，姚鑫，钮峰，陈华予，黄岳祥，陈达，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：