Система оценки катализатора является основным инструментом для исследований и разработок каталитических материалов и промышленного применения, ее производительность проходит через весь жизненный цикл катализатора, от лабораторного скрининга до промышленного усиления до анализа отказов, основные характеристики можно обобщить в четырех измерениях: высокоточная количественная оценка, моделирование условий работы, эффективный скрининг и интеллектуальные решения, а именно:
I. Количественная оценка основных характеристик: точное изображение катализатора « энергетический портрет»
Измерение скорости конверсии и скорости реакции
Кривая преобразования NOx при воздушной скорости 20000h ⁻1 проверяется реактором с неподвижным слоем, чтобы количественно оценить каталитическую эффективность катализатора при определенных условиях (например, эффективность деснитрации SCR > 95%).
Например, в исследованиях и разработках катализаторов топливных элементов частота преобразования (TOF) реакции восстановления кислорода (ORR) может быть измерена, чтобы направлять проектирование высокоактивных катализаторов.
Избирательная оптимизация
Определите пути побочных реакций (например, NHnenenebj окисление генерирует N2O) и количественно оцените выход целевого продукта. Например, при электрическом восстановлении CO2B требуется эффективность Фарадея продукта C2B + на уровне ≥80%, что уменьшает образование побочных продуктов.
Прогнозы стабильности и продолжительности жизни
Непрерывная работа ≥ 500 часов для проверки скорости активного распада (например, катализатор топливного элемента требует 100 - часового затухания < 5%), предопределяет промышленный срок службы.
Благодаря ускоренному испытанию на старение (например, 800 °C при высокой температуре и высокой влажности окружающей среды) моделируется долгосрочный эксплуатационный эффект, чтобы снизить риск промышленного усиления.
Моделирование условий: наведение мостов между лабораториями и промышленностью
Создание сложной среды
Анализируйте колебания промышленных операций (например, переходный коэффициент горения в воздухе) и оценивайте помехоустойчивость катализатора. Например, катализатор третьего действия должен реагировать на изменение λ в течение 0,1 секунды, чтобы обеспечить стабильность обработки выхлопных газов автомобиля.
Построить тестовую среду для токсичных компонентов, таких как SO2200 ppm, H2O10% в системе SCR, чтобы проверить антитоксичные свойства катализатора.
Адаптация к экстремальным условиям
Поддержка высокотемпературных (400 - 600 °C), высоковольтных (5 МПа) и других испытаний условий промышленного уровня для обеспечения согласованности производительности катализатора в реальных условиях.
Например, в процессе производства угля и газа, оценка каталитической эффективности катализатора для газификации, преобразования синтетического газа, содействие зеленому развитию угольной химической промышленности.
Анализ механизма инактивации
Определение объема накопления углерода с помощью TPO (программное нагревание окисления), TPD (программное нагревание десорбции) анализ потери кислотного потенциала, позиционирование источника инактивации.
Методы индикации сцепления (например, NHnenenebq - TPD для измерения кислотности + тест реакции) создают количественную модель количества активных участков и TOF, которая обеспечивает основу для регенерации катализатора.
Эффективный скрининг и проверка индустриализации
Многоканальное параллельное тестирование
16 - канальные параллельные системы, такие как MicroactivityEffi, ежедневно тестируют 50 наборов рецептов, что в 15 раз превышает эффективность традиционных одноканальных систем и значительно сокращает цикл исследований и разработок.
Например, при нефтепереработке одновременно фильтруются катализаторы реакции гидрокрекинга, гидроочистки и т.д., оптимизируется эффективность нефтепереработки.
Виртуальная оптимизация на основе ИИ
Обучение моделей ИИ с использованием оценочных данных (например, нейронные сети предсказывают активность гидродесульфурации катализатора CoMo), виртуальная оптимизация формулы и сокращение числа экспериментов.
Например, с помощью машинного обучения анализируется взаимосвязь между структурой и производительностью катализатора и направляется проектирование нового катализатора.
Поиск технологических параметров
Исследуйте оптимальные параметры реакции (такие как температура, давление, соотношение сырья), чтобы обеспечить поддержку данных для промышленного усиления.
Например, в синтетических реакциях аммиака с помощью оценочных устройств определяются температурные интервалы (400 - 500 °C) и давление (20 - 30 МПа) с максимальной активностью катализатора.
Интеллектуальность и автоматизация: повышение эффективности и надежности экспериментов
Автоматизация всего процесса
Системное управление все использует программное обеспечение PLC для автоматизации управления, мониторинга реакционных процессов в режиме реального времени, автоматизации обработки данных и предоставления полного набора экспериментальных программ.
Например, устройства оценки катализаторов серии EMC компании Eurosean обеспечивают автоматизацию всего процесса от отбора проб и условий реакции до сбора и обработки данных, уменьшая человеческие ошибки.
Высокоточный мониторинг и обратная связь
Установка передовой интеллектуальной системы управления, мониторинг температуры, давления и других ключевых параметров в режиме реального времени, точность управления до ±0,1 °C, чтобы обеспечить стабильность экспериментальных условий.
Например, точное позиционирование заданного давления достигается с помощью технологии нелинейной аппроксимации для повышения точности экспериментальных данных.
Безопасный и экологический дизайн
Оснащена системой защиты от перегрева и отключения электроэнергии, сигнализацией о сбросе избыточного давления, настройкой аварийной парковки и другими многочисленными мерами безопасности для обеспечения безопасности эксперимента.
Например, датчик уровня жидкости с допуском в газожидкостном сепараторе может обнаруживать объем жидкости с точностью ±0,1 мл, предотвращая загрязнение окружающей среды разливами жидкости.