Le système d'évaluation du catalyseur est l'outil de base pour la recherche et le développement de matériaux catalytiques et les applications industrielles, et ses performances s'étendent tout au long du cycle de vie du catalyseur, du criblage en laboratoire à l'amplification industrielle en passant par l'analyse de défaillance, les performances de base peuvent être résumées en quatre dimensions de quantification de haute précision, de simulation de conditions de travail, de criblage efficace et de décision intelligente, comme suit:
I. quantification de la performance de base: représentation précise du catalyseur "Energy portrait"
Détermination de la conversion et de la vitesse de réaction
L'efficacité catalytique du catalyseur dans des conditions spécifiques (par exemple, efficacité de dénitrification SCR > 95%) est quantifiée en testant la courbe de conversion des NOx à une vitesse spatiale de 20000h⁻¹ dans un réacteur à lit fixe.
Par exemple, dans la recherche et le développement de catalyseurs de pile à combustible, la fréquence de conversion (tof) d'une réaction de réduction de l'oxygène (Orr) peut être déterminée pour guider la conception de catalyseurs hautement actifs.
Optimisation sélective
Identifier les voies de réactions secondaires (par exemple, l'oxydation de nh₃ en n₂o), quantifier le rendement en produit cible. Par exemple, dans l'électroréduction du co₂, une efficacité Faraday ≥ 80% des produits c₂ + est requise, réduisant la production de sous - produits.
Prévisions de stabilité et de durée de vie
Taux d'atténuation actif testé ≥ 500 heures de fonctionnement continu (par exemple, catalyseur de pile à combustible nécessite 100H d'atténuation < 5%), durée de vie industrielle prédéterminée.
Réduire les risques d'amplification industrielle en simulant l'effet de fonctionnement à long terme avec des tests de vieillissement accéléré (par exemple, 800 ℃ haute température, environnement à forte humidité).
II. Simulation de conditions de travail: construire un pont entre le laboratoire et l'industrie
Construction d'environnements complexes
Simuler les fluctuations des opérations industrielles (p. ex., les transitoires du rapport air - carburant) et évaluer la résistance aux interférences du catalyseur. Par exemple, un catalyseur à trois effets doit répondre au changement de λ en 0,1 seconde pour assurer la stabilité du traitement des gaz d'échappement des voitures.
Construction d'un environnement d'essai contenant des composants toxiques (p. ex., so₂ 200 ppm, h₂o10% dans un système SCR) pour vérifier la résistance du catalyseur à l'intoxication.
Adaptation aux conditions extrêmes
Prend en charge les tests de conditions de qualité industrielle à haute température (400 - 600 ℃), haute pression (5 MPa), etc., assurant la cohérence des performances du catalyseur dans des conditions de fonctionnement réelles.
Par exemple, dans le processus de fabrication de charbon et de gaz, l'efficacité catalytique du catalyseur pour la gazéification du charbon et la conversion du gaz de synthèse est évaluée pour promouvoir le développement vert de l'industrie chimique du charbon.
Analyse du mécanisme d'inactivation
La quantité de carbone accumulée est détectée par TPO (programmatic Warming Oxidation) et la perte de site acide est analysée par TPD (programmatic Warming Deposition) pour localiser la source de désactivation.
Coupler les moyens de caractérisation (tels que la force acidosimétrique nh₃ - TPD + test de réaction) pour établir un modèle de quantification du nombre de sites actifs par rapport au tof afin de fournir une base pour la régénération du catalyseur.
Iii. Dépistage efficace et validation de l'industrialisation
Tests parallèles multicanaux
Les systèmes parallèles à 16 canaux, tels que microactivityeffi, testent 50 séries de recettes par jour et sont 15 fois plus efficaces que les systèmes traditionnels à canal unique, réduisant considérablement les cycles de recherche et de développement.
Par exemple, dans le raffinage du pétrole, les catalyseurs des réactions d'hydrocraquage, d'hydroraffinage, etc., sont criblés simultanément, optimisant l'efficacité du raffinage.
Optimisation virtuelle pilotée par l'IA
Utiliser les données d'évaluation pour former des modèles d'IA (tels que les réseaux neuronaux pour prédire l'activité d'hydrodésulfuration des catalyseurs como), optimiser virtuellement les formulations et réduire le nombre d'expériences.
Par exemple, l'analyse de la structure du catalyseur par rapport à la performance par le Machine Learning guide la conception de nouveaux types de catalyseurs.
Exploration des paramètres de processus
Explorez les paramètres de réaction optimaux (p. ex., température, pression, dosage des matières premières) pour fournir un support de données pour l'amplification industrielle.
Par example, dans une réaction de synthèse d'ammoniac, l'intervalle de température (400 - 500°c) et la pression (20 - 30 MPa) dans lesquels l'activité du catalyseur est la plus élevée sont déterminés à l'aide d'un dispositif d'évaluation.
Intelligence et automatisation: améliorer l'efficacité et la fiabilité des expériences
Contrôle automatisé de l'ensemble du processus
Le contrôle du système est entièrement automatisé avec le logiciel PLC pour surveiller le processus de réaction en temps réel, automatiser le traitement des données et fournir un ensemble complet de protocoles expérimentaux.
Par exemple, les unités d'évaluation des catalyseurs de la série EMC d'euronexan automatisent l'ensemble du processus, de l'échantillonnage des échantillons à l'établissement des conditions de réaction, en passant par l'acquisition et le traitement des données, réduisant ainsi l'erreur humaine.
Surveillance et feedback de haute précision
Doté d'un système de contrôle intelligent de pointe, il surveille en temps réel la température, la pression et d'autres paramètres clés, avec une précision de contrôle allant jusqu'à ± 0,1 ℃, assurant la stabilité des conditions expérimentales.
Par exemple, la précision des données expérimentales est améliorée par l'obtention d'un positionnement précis de la pression prédéfinie grâce à une technologie d'ajustement non linéaire.
Conception sûre et écologique
Equipé de multiples mesures de sécurité telles que le système de garantie de coupure de courant de surchauffe, l'alarme de décharge de tension de surpression, les paramètres de stationnement d'urgence, etc., pour assurer la sécurité de l'expérience.
Par exemple, le capteur de niveau tolérant du séparateur gaz - liquide peut détecter le volume de liquide avec une précision de ± 0,1 ML, empêchant le déversement de liquide de contaminer l'environnement.