一种吸附或催化材料的性能测试装置的制作方法

本技术涉及环保，尤其涉及一种吸附或催化材料的性能测试装置，所述测试装置用于测试吸附或催化材料对vocs（挥发性有机物）和co2等气态污染物介质的吸附、脱附性能。

背景技术：

1、在环保领域，吸附材料与催化材料在治理so2、nox、vocs以及co2等气态污染物和温室气体方面具有重要应用。为实现此类材料在工业化生产与实际污染治理中的高效推广与应用，需对其吸附与脱附性能进行现场测试，并对相关工艺参数进行系统优化。

2、然而，目前常见的测试装置在环境适应性、操作便捷性及数据准确性等方面仍存在一定局限。部分装置结构繁复，不利于安装、操作与维护；部分装置在关键参数的控制上精度不足，影响测试结果的可信度；另有部分设备缺乏完备的安全联锁机制，存在潜在安全隐患。因此，迫切需要开发一种能够模拟真实工况、具备优良环境适应性、操作简便、数据准确且安全可靠的吸附或催化材料性能测试装置。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种吸附或催化材料的性能测试装置，实现材料吸附与脱附性能的高效、精准、连续检测。

2、为达到上述目的/为解决上述技术问题，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

3、一种吸附或催化材料的性能测试装置，包括：框架，框架上安装有吸附气体输送单元、脱附风输送单元、吸脱附单元、电气控制单元和气体在线分析单元；

4、吸脱附单元包括两个结构相同的吸附脱附塔，两个吸附脱附塔通过电动球阀切换吸附和脱附流程；

5、吸附气体输送单元通过管道与吸脱附单元连通；

6、脱附风输送单元通过管道与吸脱附单元连通；

7、气体在线分析单元通过管道与吸脱附单元的进出口连通；

8、电气控制单元与吸附气体输送单元、脱附风输送单元、电动球阀和气体在线分析单元电连接。

9、框架用于为各单元提供安装基础，另外，框架采用整体撬装化设计，便于各单元的安装、运行和维护，提高了设备的环境适应性；测试装置在吸附作业时，首先将需要检测的材料安装在吸附脱附塔中，接着通过电气控制单元启动吸附气体输送单元，将废气输入吸附脱附塔内，气体在线分析单元可对吸附前和吸附后的废气中有害成分含量进行分析，并将数据传递给电气控制单元，将两次检测的数据进行对比，即可得出该材料的吸附性能如何；脱附作业时，通过电动球阀切换气体流向，使得脱附风输送单元的加热气体通过管道输入吸附脱附塔内，对吸附了废气的材料进行加热脱附处理，再通过气体在线分析单元检测脱附风中的废气有害成分含量，即可得出该材料的脱附性能如何；两个吸附脱附塔可通过电动球阀自动切换，实现吸附与脱附过程的交替连续进行。

10、作为优选，吸脱附单元还包括吸附进风管、吸附出风管、脱附进风管和脱附出风管，吸附进风管与吸附气体输送单元的出气端连通，吸附进风管的进气端与气体在线分析单元连通，吸附进风管的出气端通过两个电动球阀分别连通到两个吸附脱附塔的进气口；

11、吸附出风管的进气端通过两个电动球阀分别连通到两个吸附脱附塔的出气口，吸附出风管的出气端与气体在线分析单元连通；

12、脱附进风管的进气端与脱附风输送单元的出气端连通，脱附进风管的出气端通过两个电动球阀分别连通到两个吸附脱附塔的进气口；

13、脱附出风管的进气端通过两个电动球阀分别连通到两个吸附脱附塔的出气口，脱附出风管的出气端与气体在线分析单元连通。

14、吸附进风管用于将废气输入吸附脱附塔内，吸附出风管用于将吸附后的废气输入气体在线分析单元进行检测分析，脱附进风管用于将脱附热风输入吸附脱附塔内，脱附出风管用于将脱附风输入气体在线分析单元进行检测分析；通过电气控制单元控制各管路上电动球阀的开闭，例如可将两个吸附脱附塔分为a塔和b塔，通过开启a塔一侧吸附进风管和吸附出风管上的电动球阀，闭合b塔一侧吸附进风管和吸附出风管上的电动球阀，使得吸附风只能通过管道流入a塔；开启b塔一侧脱附进风管和脱附出风管上的电动球阀，闭合a塔一侧脱附进风管和脱附出风管上的电动球阀，使得脱附风只能通过管道流入b塔，即可实现两个吸附脱附塔吸附和脱附的同步进行，并可通过程序定时切换。

15、作为优选，吸附气体输送单元包括过滤器、换热器、吸附风机，过滤器与框架紧固连接，换热器的进气端与过滤器的出气端连通，换热器外接冷却水机组；吸附风机的进气端与换热器的出气端连通，吸附风机的出气端与吸附进风管连通，吸附风机的出气端设有热式气体流量计和温度传感器，热式气体流量计和温度传感器与电气控制单元电连接；吸附风机内置变频器，变频器与电气控制单元电连接。

16、吸附气体输送单元的管路采用不锈钢制成，吸附风机为吸附气体输送单元的主要动力源，吸附风机启动，产生负压，从而将需要吸附的废气输入吸附脱附塔内，过滤器用于去除废气中的杂质，过滤器采用聚四氟乙烯滤芯，换热器用于控制废气的温度；安装在吸附风机出口管道上的热式气体流量计和温度传感器，实时监测出气的流量和温度，并将数据传递给电气控制单元，电气控制单元通过调节吸附风机上的变频器来调节风量，并通过调节换热器上的冷却水的流量来控制出气温度，使得吸附进气的流量和温度保持稳定。

17、作为优选，脱附风输送单元包括脱附风机和电加热器，脱附风机与框架紧固连接，脱附风机内置变频器，变频器与电气控制单元电连接；

18、电加热器与框架紧固连接，电加热器的进气端与脱附风机的出气端连通，电加热器的出气端与脱附进风管连通；

19、脱附风机的出气端设有热式气体流量计，电加热器的出气端设有温度传感器，热式气体流量计和温度传感器与电气控制单元电连接。

20、脱附风机通过管道连接到电加热器上，从而将脱附风输入电加热器，电加热器功率为10kw，具备短路保护功能，温度范围为室温～300℃，控温精度为±1℃，升温速率最大为100℃/min；脱附风机出口处的热式气体流量计与变频器配合，用于调节风量；温度传感器与电加热器配合，用于控制脱附风的温度。

21、作为优选，气体在线分析单元包括挥发性有机物分析器和二氧化碳在线分析器；挥发性有机物分析器采用光离子化检测器，二氧化碳在线分析器采用红外检测器。

22、光离子化检测器检测灵敏度高，检测范围广，光离子化检测器的进口量程为0-2000ppm，出口量程为0-500ppm，响应时间≤10s，重复性≤±1%f.s，线性误差≤±1%f.s，工作温度为-40~70℃；采用红外检测器的二氧化碳在线分析器的稳定性高，寿命长，红外检测器的进口量程为0-5000ppm，出口量程为0-1000ppm，测量精度为±2%f.s，响应时间t90＜10s，重复性≤±0.5%f.s，线性误差≤±0.5%f.s。

23、作为优选，电气控制单元包括plc主机和触摸屏，plc主机与框架紧固连接，触摸屏与plc主机电连接。

24、plc主机用于接收上述各传感器的监测数据，从而实现电加热器的温度控制，并将各单元的温度、压力、流量、二氧化碳和挥发性有机物的浓度显示在触摸屏上，并控制电动球阀，实现两个吸附脱附塔的自动切换；并且可以实现相关参数报警、停机逻辑控制以及数据的记录与下载。

25、作为优选，性能测试装置还包括安全联锁单元，安全联锁单元包括紧急降温装置和泄压装置；紧急降温装置包括设置于吸附脱附塔内的喷淋口；泄压装置为安装于吸附脱附塔罐体上的爆破片。

26、紧急降温装置通过在吸附脱附塔内的吸附床层设置温度传感器，当温度超过设定值时，启动喷淋口；当吸附脱附塔内的压力过高时，罐体上的爆破片会破开，从而将压力释放；另外，装置的金属结构和管道法兰跨接等部位进行静电接地，实现静电导出及防雷接地。

27、作为优选，气体在线分析单元还包括手动取样器，手动取样器布置在吸附进风管的进气端以及吸附出风管和脱附出风管的出气端。

28、手动取样器采用1l/min隔膜泵作为取样泵，流量控制采用玻璃转子流量计，从而对吸附进风、吸附出风和脱附出风的气体进行检测，可以将手动取样器的检测数据与挥发性有机物分析器和二氧化碳在线分析器的数据进行对比，从而对在线检测数据进行校准，提高了气体含量检测的准确度。

29、与现有技术相比，本技术所达到的有益效果：

30、本技术通过撬装化的框架设计，使得装置便于安装、运行与维护。采用双吸附脱附塔结构，结合电动球阀自动切换，实现了吸附与脱附过程的连续交替运行，有效提高了测试效率与连续性。在吸附性能测试中，通过吸附气体输送单元精确控制废气进气流量与温度，并利用气体在线分析单元实时对比吸附前后有害气体浓度，从而准确评估材料的吸附效率与容量。在脱附过程中，由脱附风输送单元提供稳定可控的热风，通过在线分析脱附气体中有害成分的浓度，可准确检测材料的脱附性能与再生能力。并设置安全联锁单元，通过喷淋降温和爆破片泄压，确保高温高压工况下的安全。此外，电气控制单元集成plc主机与触摸屏，实现全过程自动化控制与数据记录，提升了操作的便捷性。气体在线分析单元设置挥发性有机物分析器和二氧化碳在线分析器，并结合手动取样器进行数据校准，进一步保证了检测结果的准确性与可靠性。