[發明專利]揮發性有機物光-熱聯動催化分解效率實時評價系統及催化效率的不確定度分析評定方法

在審

• 申請號: 202010480147.0
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111562233A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 路興杰;朱永宏;趙芳;王曉偉;方東;李玉廣;谷田平;張柯;師恩潔;劉文思;馬振奇;段云;馮鑫;陳飛;徐冰;王琳
• 申請（專利權）人: 河南省計量科學研究院
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N31/10
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 許艷敏

本發明公開了揮發性有機物光?熱聯動催化分解效率實時評價系統及催化效率的不確定度分析評定方法。該系統包括依次連通的校準配氣裝置、光?熱聯動催化分解裝置、檢測裝置和數據采集處理裝置。該系統能夠對催化劑催化分解揮發性有機物的過程進行實時檢測，從而準確的對催化效率進行不確定度分析，為建立揮發性有機物高效催化分解實時效率評價提供方法依據。本發明以甲苯氣體作為揮發性有機物代表之一，首先采集并分析甲苯紅外光譜定性、定量數據，建立催化分解效率評價數學模型，分析不確定度來源，評定甲苯氣體在連續流動環境下光?熱聯合作用催化分解效率測量不確定度，為建立揮發性有機物高效催化分解實時效率評價提供方法依據。

技術領域

本發明屬于揮發性有機物的光催化分解技術領域，具體涉及揮發性有機物光-熱聯動催化分解效率實時評價系統及催化效率的不確定度分析評定方法。

背景技術

揮發性有機物是大氣污染的主要來源，對人類和環境都具有巨大危害，所以揮發性有機物的有效處理一直是該領域中廣泛關注的問題，在眾多處理揮發性有機物的方法中，利用自然光源和熱量催化分解(光-熱聯動催化)揮發性有機物的方法不僅能夠高效分解產生的揮發性有機物，而且降解物質可以實現回收再利用，不會產生二次污染。因此，如何有效利用自然光源和熱量催化分解揮發性有機物，如何提高其分解效率、催化分解效果以及催化劑催化效率受到廣泛關注。

在利用光-熱聯動催化分解過程中，揮發性有機氣體的精細化測量是研究催化效率、催化機理的基礎?？焖佟⒏咝А⒕珳蕼y出各組分的含量對于分析、評價光-熱聯動催化效果及催化劑的性能至關重要。目前檢測各組分含量常用的手段為氣相色譜法、分光光度法、氣相色譜- 質譜聯用進行測量，這些檢測方法均是階段性采樣實驗，無法模擬客觀實際條件進行長時間實時在線測試，進而無法精確尋求系統最佳催化分解條件和評價實時催化分解效率，無法精確尋求最優催化分解效果。因此，無法準確高效的對分解效果進行不確定度評定。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了揮發性有機物光-熱聯動催化分解效率實時評價系統及催化效率的不確定度分析評定方法。該系統能夠對催化劑催化分解揮發性有機物的過程進行實時檢測，從而準確的對催化效率進行不確定度分析，為建立揮發性有機物高效催化分解實時效率評價提供方法依據。

本發明是通過以下技術方案實現的

一種揮發性有機物光-熱聯動催化分解效率實時評價系統，該系統包括依次連通的校準配氣裝置、光-熱聯動催化分解裝置、檢測裝置和數據采集處理裝置；

校準配氣裝置用于提供氣體；光-熱聯動催化分解裝置用于對揮發性有機氣體的催化分解；檢測裝置用于對氣體進行成份及濃度檢測；數據采集處理裝置用于對光-熱聯動催化分解裝置反應條件及檢測結果進行采集和分析處理。

進一步地，所述的校準配氣裝置包括高純氣體存儲罐，高純氣體存儲罐通過第一氣體管道與第一三通管接頭相連通，第一三通管接頭通過第二氣體管道與光-熱聯動催化分解裝置相連通；該裝置還包括揮發性有機物標準氣體存儲罐，揮發性有機物標準氣體存儲罐通過第三氣體管道與第一三通管接頭相連通，第一三通管接頭通過第二氣體管道與光-熱聯動催化分解裝置相連通；優選地，所述第一氣體管道上依次設有第一氣體減壓閥、第一氣體流量計、第一閥門；所述第三氣體管道上依次設有第二減壓閥、第二氣體流量計、第二閥門。

進一步地，所述的光-熱聯動催化分解裝置包括光-熱聯動催化分解反應器以及與光-熱聯動催化分解反應器相連的控制器，控制器用于控制催化反應器的溫度以及光源強度；優選地，所述的光-熱聯動催化分解反應器包括下端設有底壁、上端開口的中空圓柱型殼體，以及上端開口處的橡膠密封蓋；還包括一端穿過橡膠密封蓋伸入圓柱型殼體內的氙燈光源，氙燈光源外設有一層保護殼體，氙燈光源另一端在橡膠密封蓋外、通過導線與控制器連接；保護殼體與中空圓柱型殼體之間填充有光催化劑；所述中空圓柱型殼體側壁及底壁設置為中空雙層結構，期間填充有加熱元件，加熱元件通過導線與控制器連接；更優選地，所述的光催化劑為過渡金屬釩酸鹽催化劑，該催化劑為由過渡金屬釩酸鹽催化劑包覆的微球形結構。