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Microtrac 麦奇克莱驰 | 动态图像法在催化剂领域的应用—— CAMSIZER 3D

2026年09月16日 11:18 来源:弗尔德(上海)仪器设备有限公司

催化剂广泛应用于石油化工、煤化工、环保及新能源等领域,涉及化工行业 80%以上的工艺过程。在固定床、流化床和移动床反应器中,催化剂颗粒的尺寸与形貌不仅影响床层孔隙率、压降以及传质传热效果,还直接关系到颗粒的机械强度、耐磨性、流化性能和装填密度,进而影响装置运行周期和产品收率。

因此,如何快速、准确、全面地表征催化剂颗粒的粒径和形貌,是催化剂研发、生产及质量控制中的重要环节。

传统检测方法存在局限

目前,催化剂颗粒的传统表征方法主要包括卡尺测量和筛分分析。

卡尺测量虽然直观,但通常只能逐个测量少量颗粒,存在工作量大、效率低、检测周期长以及样品代表性不足等问题。

筛分分析主要依据筛孔尺寸获得“过筛”结果,难以准确反映颗粒真实的长度、宽度、厚度及三维形貌。对于条形、三叶草形、四叶草形等异形催化剂,筛分结果更难全面体现其实际特征。当样品中混合多种形状的颗粒时,单纯依靠筛析也可能产生较大偏差。

动态图像法:快速获取粒径与形貌信息

—动态图像法光路—

动态图像法(Dynamic Image Analysis,DIA)通过高速相机对自由落体过程中不断翻转的颗粒进行连续成像,并对每个颗粒逐一分析。

与传统检测手段相比,动态图像法具有以下优势:

♦ 检测速度快,可在数分钟内完成大量颗粒的统计分析;

♦ 样品代表性强,可测量数十万甚至数百万个颗粒;

♦ 信息维度丰富,不仅能够获得粒径分布,还能同步获取多种粒形参数;

♦ 适用于异形颗粒,能够更加全面地反映催化剂颗粒的真实形貌。

ISO 13322-2 对动态图像法的测量要求进行了规范。作为动态图像分析领域的代表性仪器,CAMSIZER 3D 在传统动态图像法的基础上引入了 3D 颗粒跟踪技术,使颗粒表征从“随机视角下的单张二维图像”升级为“多视角下的三维运动轨迹”,为催化剂等具有特定形状的颗粒提供了更精准的表征手段。

以一类催化剂样品为例,分别采用动态图像法(Camsizer 3D,3D模式)对催化剂样品进行粒度和粒形分析:

从粒径曲线分布中可以看出,催化剂的3D特征曲线区别非常明显,其中的长度(Length)分布是最大的宽度(width)居中,厚度(thickness)最小,这是3D特征在每组样本中最直观的体现。

通过对催化剂样品粒形分布曲线可以区分出这两者之间的差异性。

(1)长径比曲线分布

(2)球形度曲线分布

(3)对称性曲线分布

(4)凹凸度曲线分布

从整体样品粒形曲线分布来看,虽然催化剂的3D特征区别很大,但是粒形曲线在四个参数下的重复性很好。

图像展示

结论

动态图像法为催化剂颗粒的表征提供了快速、准确、可统计的手段。CAMSIZER 3D 的 3D 颗粒跟踪技术进一步解决了传统 2D 动态图像分析中"长度、宽度与厚度互相混合"的固有局限,实现了对每个颗粒真实三维尺寸的测量。在催化剂领域,CAMSIZER 3D 的 3D 模式可广泛应用于:微球催化剂的球形度与纵横比控制(符合 NB/SH/T 6075-2023)、挤出成型催化剂的长宽厚测量与模具磨损监测、缺陷颗粒检出、颗粒计数,以及替代筛析的过程质量控制。随着催化剂产品向高选择性、高耐磨、长寿命方向发展,基于 3D 模式的动态图像法有望在催化剂研发、生产与使用全过程的质量控制中发挥更大作用。

CAMSIZER 3D —

Microtrac MRB(麦奇克莱驰)为动态图像分析法建立了标准。由于独特的双镜头技术,允许以最高的精度和重现性进行快速分析,并且粒度测量范围极广。

这些优势使CAMSIZER系统产品成为常规分析和质量控制的理想工具。评估软件提供了大量有价值的信息和测量参数,使分析仪也非常适合于催化剂领域应用。



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