Разработка термокаталитического сенсора для определения природного газа и бензина в газовых средах

Установили, что данный катализатор селективно окисляет пары бензина в присутствии Н2, CH4 и CO.

Последующие опыты проведенные с оксидами металлов показали, что:

Полное окисление углеводородов возможно при повышении температуры от 350 до 450 °С;

Присутствие сернистых соединений содержащихся в природном газе и нефтепродуктах уменьшают активность катализатора.

Поэтому для разработки низкотемпературного активного и селективного катализатора окисления углеводородов, решили ввести в его состав промотирующие добавки на основе Pt или Pd. Эти металлы обладают способностью дополнительно увеличить степень окисления, за счет поверхностной активизации горючих газов. Эксперименты по изучению влияния добавки платины на величину окисления углеводородов проводили импульсным микрокаталитическим методом. Мерой величины окисления углеводородов служило содержание в конечном продукте окисления CO2, которое определили газохроматографическим методом с применением детектора по теплопроводности. На рис.1 приведены в качестве примера данные, которые показывают, что в присутствии Pt величина окисления бензина на оксидном катализаторе возрастает.

Рис. 1. Влияние добавки Pt (0,1 %) в составе катализатора на величину окисления (Х, %) паров бензина. Катализаторы: 1. (75% V2O5 + 25% NiO)-Al2O3; 2. (74,9% V2O5 + 25% NiO + 0,1% Pt)-Al2O3. Концентрация АИ-92 = 0,30 % об.

Увеличение величины окисления углеводородов, объясняется в специфической активации молекул углеводорода на поверхности оксидов переходных металлов в присутствии Pt. В результате проведенных экспериментов выбрали следующие активные катализаторы: 1. 74,5% Cr2O3 + 25,0% CuO + 0,5% Pt и 2. 74,9% V2O5 + 25% NiO + 0,1% Pt, определили условия, которые обеспечивают полное окисление углеводородов (метана, паров бензина) на поверхности разработанных катализаторов, наносимых на поверхность γ – Al2O3.

В пятой главе рассмотрены метрологические характеристики термокаталитического сенсора метана и паров бензина. Экспериментальные данные показали, что термокаталитический сенсор метана и бензина, должен содержать два чувствительных элемента (измерительный и компенсационный) и два постоянных резистора, включенных в мостовую схему измерения. В качестве катализатора измерительного чувствительного элемента селективного термокаталитического сенсора метана использовали 74,5% Cr2O3 + 25,0% CuO + 0,5% Pt нанесенные на γ – Al2O3. Катализатор измерительного чувствительного элемента сенсора паров бензина состоял из 74,9% V2O5 + 25,0% NiO + 0,1% Pt также нанесённые на γ – Al2O3.

Для определения основных метрологических характеристик сенсоров были изучены: величина напряжения питания, динамические и градуировочные характеристики, селективность и стабильность работы. Количество сенсоров каждого типа в процессе испытаний было не менее пяти. Установили, что наиболее высокий сигнал сенсора метана, при постоянстве других условий эксперимента, наблюдается в интервале напряжения питания 2,3 – 2,5 В. Ниже 2,3 В происходит не полное окисление метана на измерительного чувствительном элементе, а выше 2,5 В метан дополнительно окисляется на сравнительном элементе. Установили, что разработанный сенсор имел время начала реагирования 1-2с, постоянную времени не более 4 с, время установления показаний 6 с и полное время 8 с. Сигнал сенсора метана имеет прямолинейный характер в интервале концентраций от 0 до 4,3 % об., а сенсор бензина – от 0 до 1000 мг/м3. Эксперименты по определению стабильности работы сенсоров метана и паров бензина проводили при 20,0 ± 0,5 °С, давление 720 ± 30 мм рт. ст., концентрации метана 0,40% об. и паров бензина 450 мг/м3.

Перейти на страницу:
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Многообразие форм поведения
Поведение – это врожденные активные действия животного и их вариации в ответ на воздействие внешних и внутренних факторов. Все разновидности индивидуального, репродуктивного и социального п ...

Голландское барокко. Ландшафтный дизайн.
Голландское барокко Как уже отмечалось, помимо классического направления в истории какого-либо стиля ландшафтного дизайна, всегда существует целый ряд его разновидностей. Их возникновение ...

Ветеринарно-санитарная оценка варёных колбас при использовании различных добавок
Последнее десятилетие в России введены в эксплуатацию тысячи новых предприятий по производству различных колбасных изделий. Наибольшим спросом у населения пользуются вареные колбасы. Их ...