氣體吸附劑評價裝置的製作方法
2023-07-15 10:34:41
專利名稱：氣體吸附劑評價裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種吸附劑評價裝置，特別是一種天然氣吸附劑吸附性能的評價裝置。
背景技術：
吸附劑為一種多孔性物質，廣泛用於空氣淨化，氣體分離以及物質回收等各種過程。因此，國內外對吸附劑的研究異常活躍，在研究過程中需要評價吸附劑的各種性能，如吸附量測定，解吸量測定，吸附熱效應以及吸附模擬試驗和吸附劑壽命試驗等。但現有的吸附劑性能評價裝置結構簡單，性能單一，大多僅能評價其中一至二項，給評價工作帶來諸多不便。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種結構優化、操作簡單，並且可實現多種功能的氣體吸附劑性能評價裝置。
本實用新型提供的吸附劑評價裝置包括氣體吸附部分和輸出顯示部分，其中輸出顯示部分包括色譜分析儀，電腦顯示記錄儀及列印設備，氣體吸附部分包括吸附氣瓶、減壓閥、流量計和吸附罐，吸附氣瓶通過管線與減壓閥、流量計和吸附罐串聯連接，吸附罐出口與色譜分析儀相連通，經吸附後的氣體由色譜分析儀進行在線分析測定，流量計由信號線與電腦顯示記錄儀及列印設備相連，以顯示、列印輸出相應數值。
所述的吸附氣瓶最好是兩個或兩個以上。在吸附罐前可串聯預吸附罐。與吸附罐或預吸附罐並聯設有配氣瓶，以配製各種組分和組成的試驗氣體，便於實現多組分氣體的吸附性能評價。所述吸附罐較好為兩個，最好為容積大小不同的兩個吸附罐。在吸附罐內安插有熱電偶(最好是均勻安插)，熱電偶由信號線與電腦顯示記錄儀及列印設備相連，可以實現吸附熱效應評價。
另外，在吸附氣體出裝置的出口前最好裝有背壓閥，便於控制吸附劑的吸附解吸壓力。
該裝置可以評價吸附劑對各種氣體的吸附性能，並能完成多種實驗操作，主要包括體積吸附儲存量的測定、體積有效解吸釋放量的測定、吸附熱效應實驗、天然氣各組分影響效果實驗、真實天然氣吸附解吸模擬實驗、吸附劑壽命實驗等。
該裝置具有如下優點一、功能齊全。一組實驗可以得到多種性能數據，包括系列壓力下吸附劑的儲存量、有效釋放量和吸附熱大小及影響效應等；可以得出各種吸附劑的最佳儲氣壓力，與重量吸附量聯合可以準確預測出微孔孔容、孔分布等微觀性質；並可以測出微孔內氣體儲存密度等微觀指標；還可以進行規模應用的模擬實驗，主要包括真實天然氣各組分影響及解決措施的評價實驗，和吸附劑壽命檢測實驗等。
優點之二、流程優化，操作簡單，精確度高。此套裝置結構緊湊，管件和儀表利用率高，最少節省兩個流量計、一個減壓閥、一個背壓閥、兩個數顯精密壓力表和若干相應閥件與管件，所以操作時應用閥少，調節容易，打通所需流程之後，每個系列實驗所調節的閥只有兩個，所以實驗數據重複性能高，誤差小，系統性能穩定。
圖1為本實用新型裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型裝置的操作示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型裝置進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護範圍不受具體描述的限制。
圖1給出了本實用新型裝置的一個具體的實施方式，由圖可見該裝置包括有天然氣氣瓶1、氮氣氣瓶2、硫化氫氣瓶3、二氧化碳氣瓶4和石油氣類氣瓶5，此五個氣瓶相互並聯，經過減壓閥6和吸附流量計10後與預吸附罐9相通。在預吸附罐之前並聯有配氣瓶7，通過減壓閥和壓力表及採樣口，可以精確配製各種組分和組成的試驗氣體，為吸附實驗提供各種氣質的氣源，便於實現多組分氣體的吸附性能評價。預吸附罐9經壓力傳感器12後與吸附罐13相連，吸附罐13與色譜分析儀相連，並在吸附罐13和色譜分析儀之間設有採樣口8，以備採集樣品之用，並且此採樣口也可以採集到預吸附罐9之前的氣體樣品。另在吸附罐13中安裝有熱電偶14，通過調整熱偶插入深度，可以測定吸附解吸過程中吸附罐內部的溫度分布。吸附流量計10、壓力傳感器12和熱電偶14以及色譜分析儀分別經信號線與電腦顯示記錄儀19相連，數據經列印設備18列印輸出。另外在吸附罐前設一小吸附罐11，作為大吸附罐的補充。設有循環測溫顯示錶15與熱電偶14相連，以用來顯示吸附罐內溫度。在氣體出口前裝有背壓閥16，用於控制系統操作壓力和吸附劑的吸附解吸壓力，實現系列壓力下吸附劑各吸附性能的評價操作。
圖2為本實用新型評價裝置操作示意圖，下面結合該圖對本裝置的具體操作過程進行描述，主要是天然氣吸附劑的性能評價操作過程。
1、配氣流程由於重組分(C3H8、H2S等)容易液化，氣瓶壓力只在1MPa左右，所以配氣前要把配氣罐放空，並且先按估算比例衝重組分氣體，最後衝甲烷至所需壓力。操作如下首先打開容易液化的氣體鋼瓶閥H2S，記錄壓力表P-1的壓力，打開閥3V-2至C-7，緩慢打開減壓閥6，注意流量計10和壓力表P-2的變化，調減壓閥6使壓力表P-2的壓力達到比壓力表P-1低0.2～0.5MPa即可，打開配氣瓶7的氣罐閥，再調節調節閥Lz-1使得流量計10的瞬時流量在15～90％之間，當流量計10的累計流量達到預定值時，依次關閉閥H2S，減壓閥6，調節閥Lz-1，三通閥3V-1，記錄流量計10的累計流量。
重複上述步驟可以衝進其他組分。
對於甲烷，操作步驟基本相同，只是特別注意兩點一、調節減壓閥6時，要使得壓力表P-2讀數直接達到所需配氣罐壓力(比如10MPa)；二、調節閥Lz-1控制瞬時流量不大於100％。
配氣結束後要吹掃流程，置換管路中其他氣體，並採樣分析。首先依次打開減壓閥6，閥2V-8，通過採樣口放空管路中儲存氣體後關閉；然後打開三通閥3V-1至減壓閥6，接通配氣瓶至減壓閥6前(關鍵)，調節減壓閥6，使得壓力表P-3達到0.2MPa左右，再依次打開閥2V-4，閥2V-2，閥2V-7，背壓閥16，少量通氣半分鐘即可關閉閥2V-4，同時依次打開調節閥Lz-1，三通閥3V-2(先通向預吸附罐9，後通向流量計10』)，閥2V-1或調節閥Lz-2，半分鐘後即可吹掃完畢。此時關閉三通閥3V-2，打開閥2V-8即可採樣分析。
2、吸附熱測量流程吸附熱測量主要包括四種情況快速衝氣過程，慢速衝氣過程，快速釋放過程和慢速釋放過程。此裝置有效計量的瞬時流量為1～10L/min，所以超出此範圍的過程(快速衝放氣)不走流量計10』。下面具體說明相關步驟快速衝氣過程開閥順序依次為三通閥3V-1(通向減壓閥6前)，減壓閥6，閥2V-4，閥2V-5，其關鍵操作步驟是減壓閥的調節，在打開閥2V-5前，根據壓力數顯表Ps來確定減壓閥6的開度，衝氣後就不再改變了。
快速釋放過程開閥順序依次為閥2V-6，閥2V-4，閥2V-2，閥2V-7，背壓閥BJ。操作關鍵在於根據壓力數顯表Ps來控制背壓壓力。
慢速衝氣過程開閥順序依次為三通閥3V-1至減壓閥6前，減壓閥6，流量計10，調節閥Lz-1，三通閥3V-2至預吸附罐9，閥2V-1，閥2V-2，壓力數顯表Ps，閥2V-5。操作關鍵在於打開閥2V-5前根據壓力數顯表Ps調節減壓閥壓力，並調節閥Lz-1控制流量計10的瞬時流量在15～90％之間。
慢速釋放過程開閥順序依次為閥2V-6，流量計10，調節閥Lz-1，三通閥3V-2通向預吸附罐9，閥2V-1，閥2V-7，背壓閥16。操作關鍵在於根據壓力數顯表Ps調節背壓閥16壓力和控制流量計10的瞬時流量在15～90％之間。
3、體積吸附量測量流程用小吸附罐測量體積吸附量的特點就是流量小，必須專用流量計10』(量程為1L/min)，所以衝氣過程的開閥順序依次為三通閥3V-1通向減壓閥6前，減壓閥6，流量計10(不做記錄)，調節閥Lz-1(全開)，三通閥3V-2通向流量計10』，流量計10』，調節閥Lz-2，閥2V-2，閥2V-3。操作關鍵在於開閥2V-3前根據壓力數顯表Ps控制減壓閥6壓力，調節閥Lz-2控制流量計10』的瞬時流量在15～90％之間。
釋放過程的開閥順序依次為閥2V-3，閥2V-4，流量計10(不做記錄)，調節閥Lz-1(全開)，三通閥3V-2通向流量計10』，流量計10』，調節閥Lz-2，閥2V-7，背壓閥16。操作關鍵在於根據壓力數顯表Ps控制背壓閥16壓力，瞬時流量控制在15～90％。
本裝置可以評價吸附劑對各種氣體的吸附性能，並能完成多種實驗操作，而且流程優化，操作簡單。此套裝置結構緊湊，管件和儀表利用率高。可廣泛用於各種氣體吸附劑性能評價實驗。
權利要求1.一種吸附劑評價裝置，包括氣體吸附部分和輸出顯示部分，輸出顯示部分包括色譜分析儀，電腦顯示記錄儀及列印設備，其特徵在於，氣體吸附部分包括吸附氣瓶、減壓閥、流量計和吸附罐，並通過管線依次串聯連接，吸附罐出口與色譜分析儀相連通，流量計由信號線與電腦顯示記錄儀及列印設備相連。
2.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，所述的吸附氣瓶是兩個或兩個以上。
3.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，在吸附罐前串聯有預吸附罐。
4.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，在吸附罐前並聯設有配氣瓶。
5.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，所述吸附罐為兩個，相互並聯連接。
6.按照權利要求5所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，所述兩個吸附罐的容積大小不同。
7.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，吸附罐內安插有熱電偶，熱電偶由信號線與電腦顯示記錄儀及列印設備相連。
8.按照權利要求1所述的吸附劑評價裝置，其特徵在於，在吸附氣體出裝置的出口前裝有背壓閥。
專利摘要本實用新型提供了一種吸附劑評價裝置，包括氣體吸附部分和輸出顯示部分，其中氣體吸附部分包括吸附氣瓶、減壓閥、流量計、預吸附罐和大小兩個吸附罐及背壓閥，大吸附罐內均勻安插有熱電偶；輸出顯示部分包括色譜分析儀，電腦顯示記錄儀及列印設備。該裝置可以評價吸附劑對各種氣體的吸附性能，並能完成多種吸附性能實驗，而且結構緊湊，管件和儀表利用率高，流程優化，操作簡單。
文檔編號G01N30/04GK2695971SQ20032010295
公開日2005年4月27日 申請日期2003年11月11日 優先權日2003年11月11日
發明者陳進富, 徐文東, 陸紹信 申請人:石油大學(北京)