El sistema de evaluación de catalizadores es la herramienta central para la investigación y el desarrollo de materiales catalizadores y aplicaciones industriales. su rendimiento recorre todo el ciclo de vida del catalizador. desde la selección de laboratorio hasta la amplificación industrial y el análisis de falla, el rendimiento central se puede resumir en cuatro dimensiones: cuantificación de alta precisión, simulación de condiciones de trabajo, Selección eficiente y decisiones inteligentes, que son las siguientes:
I. cuantificación del rendimiento básico: caracterización precisa del "retrato energético" del catalizador
Determinación de la tasa de conversión y la tasa de reacción
La eficiencia catalítica del catalizador en condiciones específicas (como la eficiencia de desnitrificación SCR superior al 95%) se cuantifica mediante la prueba de la curva de conversión de no X a una velocidad de 20.000 H 1) en un reactor de lecho fijo.
Por ejemplo, en el desarrollo de catalizadores de pilas de combustible, se puede determinar la frecuencia de conversión (tof) de la reacción de reducción de oxígeno (orr) para guiar el diseño de catalizadores de alta actividad.
Optimización selectiva
Identificar vías de reacción secundarias (como la oxidación NH para producir N ₃ o) y cuantificar el rendimiento del producto objetivo. Por ejemplo, en la reducción eléctrica de co2, se requiere una eficiencia de Faraday ≥ 80% de los productos C + + para reducir la generación de subproductos.
Estabilidad y predicción de la vida útil
Funcionamiento continuo ≥ 500 horas para probar la tasa de atenuación de la actividad (por ejemplo, el catalizador de pila de combustible requiere una atenuación de 100h inferior al 5%), predecir la vida industrial.
Reducir el riesgo de amplificación industrial simulando el efecto de funcionamiento a largo plazo a través de pruebas de envejecimiento acelerado (como ambientes de alta temperatura y alta humedad a 800 ° c).
II. simulación de condiciones de trabajo: construyendo un puente entre el laboratorio y la industria
Construcción de un entorno complejo
Simular las fluctuaciones de las operaciones industriales (como los transeúntes de la relación aire - combustible) y evaluar la capacidad antiinterferencia del catalizador. Por ejemplo, el catalizador de tres efectos debe responder al cambio Lambda en 0,1 segundos para garantizar la estabilidad del tratamiento de gases de escape del automóvil.
Construir un entorno de prueba que contenga componentes tóxicos (como so‐ 200ppm, h‐ o10% en el sistema scr) para verificar la resistencia del catalizador a la intoxicación.
Adaptación a condiciones extremas
Apoyar pruebas de condiciones industriales como alta temperatura (400 - 600 ° c) y alta presión (5mpa) para garantizar la consistencia del rendimiento del catalizador en condiciones reales.
Por ejemplo, en el proceso de producción de carbón a gas, se evalúa la eficiencia catalítica de los catalizadores para la gasificación de carbón y la conversión de gas de síntesis, y se promueve el desarrollo verde de la industria química del carbón.
Análisis del mecanismo de inactivación
La acumulación de carbono se detecta a través del TPO (oxidación programada de temperatura), y el TPD (desorción programada de temperatura) analiza la pérdida del sitio ácido y localiza la causa raíz de la inactivación.
Medios de caracterización de enlace (como NH - TPD para medir la intensidad del ácido + prueba de reacción), se establece un modelo cuantitativo del número de sitios activos y TOF para proporcionar una base para la regeneración del catalizador.
III. selección eficiente y verificación de la industrialización
Pruebas paralelas multicanal
Los sistemas paralelos de 16 canales (como microactivityeffi) prueban diariamente 50 grupos de fórmulas, 15 veces más eficientes que los canales únicos tradicionales, reduciendo significativamente el ciclo de investigación y desarrollo.
Por ejemplo, en la refinación de petróleo, se seleccionan simultáneamente catalizadores para reacciones como la hidrocraqueación y el refinamiento por Hidrogenación para optimizar la eficiencia de la refinación.
Optimización virtual impulsada por Ia
Entrenar modelos de Ia con datos de evaluación (como redes neuronales para predecir la actividad de hidrodesulfuración del catalizador como), optimizar virtualmente la fórmula y reducir el número de experimentos.
Por ejemplo, el análisis de la relación entre la estructura y el rendimiento del catalizador a través del Aprendizaje automático guía el diseño de nuevos catalizadores.
Exploración de los parámetros del proceso
Explorar los mejores parámetros de reacción (como temperatura, presión y proporción de materias primas) para proporcionar soporte de datos para la amplificación industrial.
Por ejemplo, en la reacción de amoníaco sintético, se utiliza un dispositivo de evaluación para determinar el rango de temperatura más activo del catalizador (400 - 500 ° c) y la presión (20 - 30 mpa).
IV. inteligencia y automatización: mejorar la eficiencia y fiabilidad de los experimentos
Control automatizado de todo el proceso
Todo el control del sistema adopta el control automatizado del software plc, monitorea el proceso de reacción en tiempo real, automatiza el procesamiento de datos y proporciona un conjunto completo de planes experimentales.
Por ejemplo, el dispositivo de evaluación de catalizadores de la serie EMC de ou shisheng realiza la automatización de todo el proceso, desde la toma de muestras, la configuración de las condiciones de reacción hasta la adquisición y procesamiento de datos, reduciendo los errores humanos.
Monitoreo y retroalimentación de alta precisión
Equipado con un sistema de control inteligente de vanguardia, monitorea parámetros clave como temperatura y presión en tiempo real, y la precisión de control alcanza ± 0,1 ° C para garantizar la estabilidad de las condiciones experimentales.
Por ejemplo, a través de la tecnología de ajuste no lineal, se logra un posicionamiento preciso de la presión preestablecida y se mejora la precisión de los datos experimentales.
Diseño de Seguridad y protección del medio ambiente
Equipado con múltiples medidas de seguridad, como el sistema de garantía de corte de energía de sobretemperatura, la alarma de sobrepresión y descarga, y la configuración de estacionamiento de emergencia para garantizar la seguridad del experimento.
Por ejemplo, el sensor de nivel de tolerancia del ciclón Gas - líquido puede detectar el volumen del líquido con una precisión de ± 0,1 ML para evitar que el desbordamiento del líquido contamine el medio ambiente.