微型催化剂评价装置用于实验室规模下快速筛选、评估催化剂性能的小型化设备,具有体积小、能耗低、样品用量少、操作灵活等特点,根据反应原理、结构设计和应用场景的不同,这些装置可分为以下几大类:
一、 按功能与应用领域分类的专用装置
1、 SCR脱硝催化剂微反评价装置
原理:通过模拟烟气环境(含NO、NH₃、O₂、N₂),在微型反应器中测试催化剂对氮氧化物(NOx)的还原效率。
核心组件:
进气系统:高精度质量流量控制器(±0.1%精度)调控气体流量
反应系统:石英/不锈钢反应器(温度范围200–500℃),内置催化剂床层(装填量几毫克至百毫克级)。
检测系统:化学发光分析仪(NOx检测下限ppb级)、红外分析仪(NH₃、O₂监测)。
应用:火电厂、工业锅炉脱硝催化剂的活性与稳定性评价。
2、 加氢/脱氢微反装置
典型代表:高温高压反应器,支持加氢、脱氢、重整等反应。
技术参数:
温度范围:室温-600℃
压力范围:最高50 MPa
反应器材质:GH4169高温合金(耐腐蚀高压)
适用场景:石油炼制催化剂(如渣油加氢、重整催化剂)的高压性能测试。
3、 催化裂化(FCC)微反装置
功能:模拟炼油过程中重油裂解反应,评价分子筛催化剂活性。
关键类型:
脉冲微反-色谱联用系统:在线分析裂化产物(如汽油单体烃组成)。
固定流化床微反装置:符合ASTM D3907标准,用于重油裂化催化剂评价。

二、 按结构与工作原理分类
1、 固定床微反系统
微分反应器(微反):催化剂装量少(通常<1 g),反应转化率低(<10%),直接测量初始反应速率,适用于快速筛选(单次测试可短至十几分钟)
积分反应器(积反):催化剂装量较大,转化率高,用于模拟工业反应条件及长周期稳定性测试。
2、 流化床微反应器
通过气体分布板使催化剂颗粒流态化,实现气-固充分接触,适用于粉状催化剂(如FCC催化剂)。
特点:传热效率高,可模拟工业流化床反应器条件。
3、 脉冲微反应器
工作模式:以脉冲方式注入反应物,通过在线色谱实时分析单次脉冲产物。
优势:样品消耗量极少(微升级)
快速获取催化剂初活性及抗积炭性能数据。
典型应用:分子筛催化剂积炭趋势评价(如Y型分子筛容炭能力测试)。

三、 组合式分析评价系统
1、 微反-色谱在线联用系统
结构:微型反应器直接连接气相色谱(GC)的进样口与分流口,实现产物实时分析
关键技术:独立控温传输管线(最高480℃),防止重组分冷凝。
专用分析软件(如汽油单体烃组成分析、快速模拟蒸馏)。
典型数据:转化率重复性标准偏差<5%,支持连续脉冲进样(6分钟内完成单次分析)
2、 多通道并行微反应平台
可同时测试多个催化剂样品,配备自动化进样与数据采集系统,大幅提升筛选效率(如药物催化剂高通量筛选)。

四、 典型催化剂评价装置举例
苏州亿科催化剂评价装置用于新型催化剂脱硝性能检测,各组分气体采用高压钢瓶提供气源,高精度质量流量计控制气体流量,水用注射泵控制流量,模拟烟气组分。烟气预热后进入反应器,经过催化剂床层,分别测出入口烟气组分含量,尾气净化后排空。
催化剂评价装置的核心价值在于以微型化、模块化设计实现快速、低耗的催化剂性能测试。实际选型需综合考量反应类型(气固/液固)、操作条件(温压范围)及分析需求(在线/离线)。实验室中,固定床和釜式装置因操作便捷、适用性广而最为常用;高通量装置则在催化剂开发初期(如新材料筛选)中具有显著优势。
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