触媒ペレットの圧縮強度試験

要件

触媒は、歩留まりと時間の問題が製品をできるだけ早く形成するために重要である工業プロセスで広く使用されています。それらは特定の反応に必要な活性化エネルギーを減少させ、しばしば比較的低い温度で働くことによって反応をスピードアップします。

触媒が効率的に機能するためには、優れた吸着特性だけでなく、優れた物理的強度特性も必要です。多孔質ペレットの機械的故障により、小さな破片や微粒子が形成され、流体の流れが妨げられ、反応器全体の圧力が許容できないほど低下し、熱伝達が変動する可能性があります。したがって、固体触媒の機械的強度を決定することは、信頼性が高く効率的な反応プロセスを確保するための重要なパラメーターの1つです。

市販の触媒は、ペレット、顆粒、錠剤、球体、リング、押出物など、さまざまな形状で提供され、破壊前の変形がほとんどなく、本質的に脆いことがよくあります。これは、テスト時に重要な課題を提示し、その結果、さまざまな形状と触媒のタイプに応じていくつかのテスト標準が開発されました。

解決

ASTM D4179（成形触媒および触媒担体の単一ペレット破砕強度）は、球、短いシリンダー、錠剤などの通常の形態の単一ペレットの圧縮「側面破砕強度」（SCS）の測定をカバーしています。それは、ラジアルまたはアキシャルクラッシュとしての試験を可能にするが、アキシャルクラッシュ強度は、ラジアルクラッシュよりもはるかに高く、反応器内の触媒挙動をあまり表していないことに留意されたい。ペレットが破砕または崩壊し、最大破砕強度（最初の崩壊時点）が記録されるまで、ペレットに一定の速度で力が加えられます。

ASTM D6175—押出触媒および触媒担体粒子のラジアルクラッシュ強度—長さと直径の比率が1：1以上の直径1.6〜3.2 mmの単一押出触媒の圧縮「サイドクラッシュ強度」（SCS）の測定をカバーしています。ラジアルクラッシュとしてのテストのみが可能です。ペレットが押しつぶされるか崩壊するまで、一定の速度で力がペレットに加えられ、変形1ミリメートルあたりの力が記録されます。これは、0〜65 N / mmの圧縮強度を測定するのに適した方法です。

触媒材料が不規則な粒子から作られている場合、単一ペレット強度法を使用して意味のあるテストを行うことはできません。したがって、工業用途では、形成された触媒粒子の床の「バルク圧壊強度」（BCS）テストを実行するのが一般的です。これは、ASTMD7084-触媒および触媒担体のバルク圧壊強度の決定でカバーされます。

ASTM D7084は、顆粒などの直径0.8〜4.8mmの触媒粒子をカバーします。粒子は円筒形のサンプルホルダーに含まれ、ピストンで粉砕されます。粒子の層に一定の速度で圧力をかけ、30秒間保持し、ゆっくりと解放します。微粉（ペレットの半分のサイズのふるいを通過する粒子）の1％を引き起こす圧力が記録され、通常、顆粒の場合は0.1〜0.35 MPa、より大きな成形材料の場合は1〜3.5MPaの間にあります。

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単一ペレット破砕試験とサキュロメータージグ、または粒子、ペレット、顆粒のバルク破砕試験用のカスタムメイドのピストンと容器固定具には、あらゆる種類の自動調心圧縮鋼板が用意されています。

試験装置

• MultiTest-i
• セルフレベリングコンプレッションプレート
• カスタム設計、または標準のサキュロメーター/二重押し出しフィクスチャー