GB/T 39718-2020
基本信息
标准号:
GB/T 39718-2020
中文名称:高通量过氧化氢分解催化剂
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
高通量
过氧化氢
分解
催化剂
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 39718-2020.High mass flux catalyst for hydrogen peroxide decomposition.
1范围
GB/T 39718规定了高通量过氧化氢分解催化剂的术语和定义、产品规格.要求、试验方法、检验规则、标志.包装.运输和储存以及产品随行文件。
GB/T 39718适用于催化分解质量分数为80%~98%过氧化氢的高通量催化剂。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191包装 储运图示标志
GB/T 6678化工产品采样总则
GB/T 6682分析实验室用水规格和试验方法
GB/T 8170数字修约规则与极限数值的表示和判定
QJ 1492A液体火箭发动机试验数据处理方法
QJ 3310过氧化氢/煤油发动机地面试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
网片催化剂 catalyst screen plate
以金属网为基材,表面均匀担载/沉积活性组分,按照实际使用要求,可以加工成--定的几何形状和尺寸,是构成高通量过氧化氢催化剂床的基本组成部分。
3.2
高通量过氧化氢分解催化剂 high mass flux catalyst for hydrogen peroxide decomposition
按照具体的使用工况要求,在反应器内以催化床组件形式应用,可以实现30g/(cm2●s)以上的高通量反应的网片催化剂,催化过氧化氢分解成氧气和水。
3.3
承压性能 anti-compression performance
网片催化剂在一定的垂直压力作用下,催化活性层不发生碎裂的性能。
3.4
催化分解速率 catalytic decomposition rate
特定尺寸催化剂作用下,指定浓度、质量的过氧化氢在分解过程中质量减少的速率。
标准内容
ICS 71.100.99
中华人民共和国国家标准
GB/T39718—2020
高通量过氧化氢分解催化剂
High mass flux catalyst for hydrogen peroxide decomposition2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会(SAC/TC63)归口。GB/T39718—2020
本标准起草单位:中国科学院大连化学物理研究所、西安空天引擎科技有限公司、中石化南京化工研究院有限公司、中国航天科工集团三十一研究所本标准主要起草人:王晓东、高强、纪罗军、单继宏、刘亚冰、吕飞、王雅彬、张涛。1
高通量过氧化氢分解催化剂
GB/T39718—2020
警示一一本标准所涉及的部分试剂具有助燃性、刺激性、腐蚀性。本标准并未揭示所有可能的安全问题,操作者操作时应小心谨慎并有责任采取适当的安全和健康措施。1范围
本标准规定了高通量过氧化氢分解催化剂的术语和定义、产品规格、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存以及产品随行文件。本标准适用于催化分解质量分数为80%~98%过氧化氢的高通量催化剂。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件GB/T191
包装储运图示标志
化工产品采样总则
GB/T6678
GB/T6682
GB/T8170
分析实验室用水规格和试验方法数字修约规则与极限数值的表示和判定QJ1492A液体火箭发动机试验数据处理方法QJ3310过氧化氢/煤油发动机地面试验方法术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
catalystscreenplate
网片催化剂
以金属网为基材,表面均勾担载/沉积活性组分,按照实际使用要求,可以加工成一定的几何形状和尺寸,是构成高通量过氧化氢催化剂床的基本组成部分。3.2
高通量过氧化氢分解催化剂highmassfluxcatalystforhydrogenperoxidedecomposition按照具体的使用工况要求,在反应器内以催化床组件形式应用,可以实现30g/(cm·s)以上的高通量反应的网片催化剂,催化过氧化氢分解成氧气和水3.3
承压性能anti-compressionperformance网片催化剂在一定的垂直压力作用下,催化活性层不发生碎裂的性能3.4
催化分解速率
catalyticdecompositionrate
特定尺寸催化剂作用下,指定浓度、质量的过氧化氢在分解过程中质量减少的速率。GB/T39718—2020
起动响应时间
startresponsetime
以喷注器人口压强达到其稳态工作平衡压强5%开始计时,反应器内燃气压强升至稳态工作平衡压强90%所消耗的时间,是评价催化剂反应活性的技术参数。3.6
室压粗糙度thrustchamberpressureroughness反应器内催化分解反应达到平衡后,随机选取稳定段工作区间内,最大燃气压强脉动峰峰值二分之一与稳定段压强平均值的百分比。3.7
decomposition efficiency
分解效率
工作过程中,反应器的实际特征速度除以理论特征速度,用以表征对应工作载荷下催化剂分解过氧化氢催化反应的能力。
4技术要求
高通量过氧化氢分解催化剂的技术要求应符合表1的规定。表1高通量过氧化氢分解催化剂的技术要求序号
银质量分数/%
承压性能/MPa
催化分解速率/(g/s)
起动响应性
热试性能
5试验方法
一般规定
重复使用性能
高床载稳态工作性能
首次冷起动响应时间tgo/ms
多次起动次数/次
室压粗糙度/%5C
过氧化氢分解效率/%
网片催化剂周边无可见的残缺,无明显划痕、播皱和裂纹损伤,无油渍等污染物≥10.0
本标准中所用的试剂和水,在没有注明其他要求时,均指分析纯试剂和GB/T6682规定的三级水2外观
用5×10×放天镜自视
5.3银质量分数
5.3.1试剂或材料
5.3.1.1硝酸。
GB/T39718—2020
5.3.1.2银标准溶液:1000mg/L。称取1.5748g硝酸银,溶于100mL水中,移人1000mL容量瓶中,稀释至刻度·摇匀。也可使用市售的有证标准溶液5.3.1.3氩气:纯度大于或等于99.99%。5.3.2仪器设备
电感耦合等离子体发射光谱仪。可调式电热板。
分析天平:精确至0.0001g。
5.3.3试验步骤
试验溶液的制备
称取0.1g左右(精确至0.0001g)样品置于100mL烧杯中,加10mL硝酸后.在电热板上加热至样品溶解。待溶解完全并冷却后,用去离子水定容于100mL容量瓶中,混合均匀后用移液管移取10mL于100mL容量瓶中,稀释至刻度摇匀,制成样品溶液。5.3.3.2工作曲线的绘制
5.3.3.2.1用移液管移取5mL硝酸到100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得到空白溶液5.3.3.2.2取四只100mL容量瓶,分别用移液管移取浓度为1.000mg/L的银标准溶液0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL,在每个容量瓶中加人4mL硝酸.用水定容至刻度并摇匀,得到浓度为5.00mg/L、10.00mg/L、20.00mg/L、50.00mg/L的银元素标准工作溶液。5.3.3.2.3按仪器工作条件,用高纯氩气等离子体火炬,于波长328.068nm处依次吸人空白溶液、5.00mg/L、10.00mg/L、20.00mg/L、50.00mg/L的银元素标准工作溶液,建立银元素的标准工作曲线。
5.3.3.3测定
吸入样品溶液,测定样品溶液中银元素的分析线信号强度,从工作曲线上查出样品溶液中银元素的质量浓度,并根据试样质量和定容体积计算样品中银的质量分数5.3.4试验数据处理
银质量分数w.按式(1)计算:
式中:
(p-p)×V×10-×n×100%
试样溶液中银的质量浓度,单位为毫克每升(mg/L);空白溶液中银的质量浓度,单位为毫克每升(mg/L);试样溶液的体积,单位为毫升(mL);样品溶液进一步稀释的倍数(n=10);试样的质量,单位为克(g)。
....(1)
取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果,结果保留到小数点后一位,两次平行测定结果的绝3
GB/T39718—2020
对差值不大于0.4%。
5.4承压性能
仪器设备
5.4.1.1压力机:工作压力大于或等于3000N。5.4.1.2
光学显微镜:放大倍数可调至40×不锈钢圆柱:$14.5mm×60.0mm,端面平整5.4.1.3
5.4.2试验步骤
试样的制备
截取长度和宽度均为20mm,且外观合格的网片催化剂作为试样。5.4.2.2测定
将试样放置在压力机操作台中央,把不锈钢圆柱居中垂直放置在试样上,圆柱端面完全压盖住试样,压力机升至1980.5N压力对应的测试表压后,稳压静置3min,泄压后取下试样,将有压痕部位放置光学显微镜下,在放大倍数40下观察。平行检测3片试样,如三次均无裂纹、碎裂等物理性破损,则视为试样的承压性能合格
5催化分解速率
5.5.1试剂和材料
过氧化氢:(90土0.5)%(质量分数)。5.5.2仪器设备
5.5.2.1电子秤:精确至0.1g
秒表:精确度0.01s。
5.5.3试验步骤
5.5.3.1试样的制备
截取长度和宽度均为20mm的网片催化剂作为试样。5.5.3.2测定
室温下,将装有40.0g过氧化氢的250mL烧杯放置在天平上称重,然后用镊子将试样水平放入烧杯使其充分浸人到过氧化氢溶液中,试样接触液面即开始计时,记录烧杯中过氧化氢质量减少20.0g所消耗的时间。平行检测3片试样,如三次平行测定的结果均满足指标要求,则视为催化分解速率合格。
5.5.4试验数据处理
催化分解速率r,按式(2)计算:m
式中:
过氧化氢减少的质量,单位为克(g)(m=20.0):4
过氧化氢质量减少20.0g所消耗的时间,单位为秒(s)。5.6热试性能
5.6.1试剂或材料
5.6.1.1过氧化氢:(90±0.5)%(质量分数)。5.6.1.2
氮气:纯度大于或等于99.99%。5.6.2
仪器设备
过氧化氢催化分解反应器
工业电子秤:量程150kg,精确至20g。流量计:精度士0.5%。
压力传感器:精度士0.1%。
精密压力表:精度等级1.0级
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热电偶:温度小于400℃时,精度士3℃;温度大于或等于400℃时,精度士2%。游标卡尺:精度0.02mm。
试车台:精度优于1ms,通道采样速率为1次/ms。5.6.3试验步骤
选用腔体内径为(14.50士0.04)mm、长度为55mm~65mm的反应器作为考核评价用反应器,反应器喉道直径为Φ4.2mm。在一定压力下,将直径为(g14.50土0.02)mm的网片催化剂压入反应器腔体,装配成催化剂床,催化剂床长度(50.0土1.0)mm,催化剂床与反应器示意图见图1。试验方法按QJ3310的规定进行。
说明:
反应器入口;
2——喷注器入口压强测点;
3——催化剂床;
4—反应器壁温测点;
5反应器燃气压强测点:
6—反应器出口喉道;
7——催化剂床模块;
8—单片催化剂。
图1催化剂床与反应器示意图
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将反应器与试车台管路对接,图2为高通量过氧化氢分解催化剂热试试验装置示意图。试验过程中喷注器入口压强值和反应器燃气压强值采用压力传感器测量、过氧化氢流量由流量计测量、反应器壳体外壁温度用热电偶测量,并由计算机全程采集记录,试验完成后用电子秤称量并记录过氧化氢消耗总量等工作参数、
说明:
过氧化氢储罐:
测量控制系统:
流量计;
阀门;
喷注器人口压强传感器;
测温热电偶:
燃气压强传感器;
反应器。
图2高通量过氧化氢分解催化剂热试试验装置示意图5.6.4起动响应性-首次冷启动响应时间稳态10s工作程序
反应器外壁18℃~25℃的环境温度下,过氧化氢流量在25.0g/s~40.0g/s区间内,以稳态10s工作程序,测定起动响应时间t90。稳态10s工作程序示意图见图3。起动
图3稳态10s工作程序示意图
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其中1为反应器主阀,控制过氧化氢的供给。2#为吹除阀门,控制氮气吹除。试车台向1反应器主阀发送起动信号,1#反应器主阀开启向反应器供给过氧化氢,稳态运行10s后关闭,同时2#吹除阀门打开,进行吹除。要求氮气断续吹除,吹除时间1。由试车台确定,每次吹除时间不短于10s。5.6.4.2试验数据处理
首次冷起动响应时间t96,按式(3)计算。too=t2-t
式中:
t1—一以反应器主阀开启时刻为计时起点,喷注器入口压强达到稳定工作平衡压强5%对应的时间,单位为毫秒(ms);
t2—以反应器主阀开启时刻为计时起点,反应器燃气压强达到稳定工作平衡压强90%对应的时间,单位为毫秒(ms)。
5.6.5重复使用性能一多次起动次数首次冷起动后,反应器外壁温度降至不小于20℃的环境温度,过氧化氢再次以恒定流量在25.0g/s~40.0g/s区间内,工作10s,试验程序同5.6.4.1.重复考核,累计试验不少于3次,测定每次的起动响应时间t9f。若to均小于或等于600ms,视为催化剂多次起动次数性能合格。5.6.6高床载稳态工作性能
5.6.6.1稳态200s工作程序
完成起动性能考核的反应器(含催化剂),继续进行高床载稳态工况性能评价,在反应器外壁温度不小于20℃条件下,以稳态工况起动,过氧化氢恒定流量在40.0g/s~50.0g/s区间内,工作200s。在相同的试验条件下,重复试验,累计进行3次测试,测定每次试验的室压粗糙度和过氧化氢分解效率n,如三次平行测定的结果均满足指标要求,则视为催化剂的高床载稳态工作性能合格稳态200s工作程序示意图见图4。起动
图4稳态200s工作程序示意图
其中1#为反应器主阀,控制过氧化氢的供给。2并为吹除阀门,控制氮气吹除。试车台向1托反应器主阀发送起动信号,1#反应器主阀开启向反应器供给过氧化氢,稳态运行200s后关闭,同时2#吹除阀门打开,进行吹除。要求氮气断续吹除,吹除时间t。由试车台确定,每次吹除时间不短于10s。t
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5.6.6.2试验数据处理
5.6.6.2.1
室压粗糙度
室压粗糙度pe按QJ1492A的规定计算。5.6.6.2.2过氧化氢分解效率
过氧化氢分解效率n,按式(4)计算:nebzxZ.net
式中:
-×100%
实际特征速度,单位为米每秒(m/s);理论特征速度,单位为米每秒(m/s);pe
×100%
反应器燃气压强,单位为帕(Pa),按QJ1492A的规定计算:反应器喉道最小横截面积,单位为平方米(m);推进剂质量流量,单位为于克每秒(kg/s)。6检验规则
6.1检验项目
第4章要求的全部项目均为出厂检验项目2组批
产品按检验批检验,相同原料相同工艺连续生产的同一规格的产品作为一个检验批。6.3采样
·(4)
产品按GB/T6678的规定确定抽样单元数,每1m2网片催化剂定为一个抽样单元,从随机选取的每个抽样单元中裁取长度和宽度均为0.1m(不包含褶皱部分)的试样作为抽样样品,抽样样品应标记好产品名称、规格、批号、抽样日期、抽样人等。在抽取样品随机选定试验样和保留样,其中保留样保存期限一般不少于五年。
6.4判定规则
质量检验部门按本标准进行检验,检验结果的判定按照GB/T8170规定的修约值比较法进行。样品经检验符合第4章的规定,则判定本批产品合格。6.5
5复验规则
若有检验项目不符合要求,则从同批产品中取双倍试样对不合格项目进行复检,如复验合格则判定该批产品合格,若复检项目不符合要求,则判为不合格。7标志、包装、运输和储存
7.1标志
产品应在明显位置附有固定标志,标明产品名称、型号、批号、生产单位名称。产品外包装外粘贴GB/T191规定的“怕雨”标志。
2包装
产品应按照定制尺寸供货,并用铝箔袋包装后抽真空封装。运输
可采用各种运输方式,运输过程中应轻拿轻放,防止雨淋和挤压,7.4储存
GB/T39718—2020
产品应贮存在干燥容器中,容器内相对湿度应不大于10%,存放库房要求通风、阴凉、干燥8
产品随行文件
产品出厂应提供下列随行文件:产品名称、规格、批号、数量;a)
执行的产品标准号;
检验项目及其结果或检验结论;生产单位名称;
出厂日期、检验员签名或盖章。
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