CN105080427B - 一种高温高压水冷式可称重反应釜 - Google Patents

Abstract

本发明高温高压水冷式可称重反应釜，有效解决现有反应釜功能单一，操作复杂，在线取样时间长，实验分析精度低的问题，反应釜本体装在机架上，其内的储水铜管上有进水口和出水口，下部连有冷却塔和循环泵，进气管与高压气瓶连，加液管与带触摸屏单缸双缸电动计量泵连，抽气管接在真空泵上，反应釜本体一侧的压力传感器和反应釜本体内的钢管连，和第一压力传感器连接的压力数显表装在控制面板上，控制面板上有和控制器连接的加热开关、温控仪和电源开关，加热开关和电阻线连，温控仪和热电偶连，热电偶伸入反应釜本体内，本发明对反应釜工作温度有效监控，保持稳定，保证实验的安全性，误差小，节省在线取样分析时间，实验分析精度高。

Description

一种高温高压水冷式可称重反应釜

技术领域

本发明一种高温高压水冷式可称重反应釜。

背景技术

反应釜广泛用于煤层气、石油、化工等科研领域，是用于完成水解、裂解、恒温反应等化学工艺过程的反应设备。现有的反应釜用途单一，操作比较复杂，对不同的反应物类型（气液反应、气固反应、固液反应、液液反应）在反应釜内反应进行控制的装置目前尚没有。

在实验模拟植物、煤及油成烃，煤、油热裂解，煤、油的TSR（热化学还原反应）成生H₂S，成岩成矿作用以及涉及燃煤的清洁利用等领域中，当进行科学实验、工程技术研发以及生产实践中在线取样时，通常是在同反应釜内压力相同的条件下，操作人员直接微开取样阀门口取样，这种在线取样装置不但对设备损耗大、取样人员安全也存在隐患，因此，如何能及时对反应物的物料进行快速分析，需要进一步研制。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种高温高压水冷式可称重反应釜，可有效解决现有反应釜功能单一，操作复杂，在线取样分析时间长，实验产物损失高，实验分析精度低及存在安全隐患的问题。

本发明解决的技术方案是，包括反应釜本体，反应釜本体固定在机架上，反应釜本体的下部有出渣（液）口，上部有出气管、进气管、加液管、抽气管，反应釜本体是由内壳体、夹层和外壳体组成，内壳体的外壁上环绕储水铜管和电阻线，构成具有保温隔热作用的夹层， 储水铜管的上部有进水口，下部有出水口，储水铜管的下部连接有冷却塔和循环泵，进气管与高压气瓶连通，加液管与带触摸屏单缸双缸电动计量泵连通，抽气管接在真空泵上，反应釜本体经支撑耳支撑在置物台，置物台焊接在机架上，支撑耳与置物台之间有重量感应器，反应釜本体一侧有第一压力传感器，第一压力传感器和伸入到反应釜本体内的钢管相连接，测量反应釜本体内的压力变化，第一压力传感器将测量出的数值显示在相连接的压力数显表上，压力数显表装在控制面板上，控制面板上有加热开关、温控仪和电源开关，加热开关和电阻线连接，温控仪和热电偶的冷端相连，热电偶的工作端伸入到反应釜本体内，实现对反应釜本体内部温度的监测，控制面板内有和加热开关、温控仪、电源开关、压力数显表、第一压力传感器相连接的控制器。

本发明可以实现对反应釜工作温度的有效监控，保持稳定，并通过对釜体内的压力的监控，保证了实验的安全性，具有称重功能，方便准确掌握反应釜内的物料质量变化，误差小，利于生成物的快速收集，大大节省了在线取样分析时间，避免了实验产物损失，实验分析精度高。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1给出，本发明的结构是，包括反应釜本体，反应釜本体固定在机架14上，反应釜本体的下部有出渣（液）口10b，上部有出气管10d、进气管10c、加液管10e、抽气管10a，反应釜本体是由内壳体1、夹层17和外壳体30组成，内壳体的外壁上环绕储水铜管27和电阻线32，构成具有保温隔热作用的夹层， 储水铜管的上部有进水口28，下部有出水口29，储水铜管的下部连接有冷却塔26和循环泵25，进气管10c与高压气瓶31连通，加液管10e与带触摸屏单缸双缸电动计量泵5连通，抽气管10a接在真空泵24上，反应釜本体经支撑耳2支撑在置物台35，置物台焊接在机架14上，支撑耳与置物台之间有重量感应器3，反应釜本体一侧有第一压力传感器8，第一压力传感器和伸入到反应釜本体内的钢管相连接，测量反应釜本体内的压力变化，第一压力传感器将测量出的数值显示在相连接的压力数显表7上，压力数显表装在控制面板15上，控制面板15上有加热开关12、温控仪6和电源开关11，加热开关12和电阻线32连接，温控仪6和热电偶的冷端相连，热电偶4的工作端伸入到反应釜本体内，实现对反应釜本体内部温度的监测，控制面板15内有和加热开关12、温控仪6、电源开关、压力数显表、第一压力传感器相连接的控制器。

所述的控制器为HKY-1控制器芯片的控制器，如海安石油科研仪器有限公司生产的HKY-1型控制器。

所述的反应釜本体的上口部有釜盖18。

所述的第一压力传感器8的下端有安全阀34，当反应釜本体内的压力超过30MPa压力时，通过安全阀34卸压，第一压力传感器量程为40Mpa。

所述的带触摸屏单缸双缸电动计量泵的计量泵开关13装在控制面板上，带触摸屏单缸双缸电动计量泵的盛液杯23下端和加液管10e连通，带触摸屏单缸双缸电动计量泵的第二压力传感器用于将测定的釜内压力传输到带触摸屏单缸双缸电动计量泵的触摸屏21，通过触摸屏对釜内压力进行调节，满足实验要求，触摸屏21随时调节差压值、误差值、传感器的零点及满量程的矫正等参数；通过带触摸屏单缸双缸电动计量泵5上的手动盘22向反应釜内加液、加压，带触摸屏单缸双缸电动计量泵具有跟踪速度快、跟踪差值精确，实现环压随着内压的变化而自动跟踪，从而保证环压和内压保持固定的差值。

所述的储水铜管27、冷却塔26、循环泵25相互连接在一起，构成了快速冷却装置。

所述的支撑耳2有三个，等距离安装在反应釜本体上，重量感应器和显示器9相连接，显示器9安装在控制面板15上，构成了称重装置。

所述的机架14下部的四角处装有可以转向的轮子16。

所述的出渣（液）口10b、出气管10d、进气管10c、加液管10e、抽气管10a和盛液杯23的出口上均装有截止阀33。

所述的釜盖18经密封垫19由釜盖上对称分布的螺栓20固定密封在反应釜本体的上口部；密封垫19由聚四氟乙烯制成。

所述的进水口28伸出反应釜本体上部外侧。

所述的带触摸屏单缸双缸电动计量泵5为江苏海安县石油科研仪器有限公司生产的海科仪牌单缸、双缸电动计量泵。

本发明以煤的TSR（热化学还原反应）成生H₂S为例说明使用时的操作步骤：

1、反应物（煤）和反应介质可打开釜盖18加入，反应介质也可以通过带触摸屏单缸双缸电动计量泵5上的盛液杯23加入。

2、釜盖18、反应釜本体通过螺栓连接压紧密封垫19，上螺栓时应对称用力，使密封垫19受力均匀。

3、真空泵24，通过抽气管10a与反应釜本体连接，对釜内抽真空。

4、加热时，打开控制面板15上电源开关11及加热开关12，在温控仪6上设定加热温度，温控仪6自动控制加温度并自动恒温在设定温度，温控范围为室温至700℃。

5、加压时，触摸屏21可随时调节差压值、误差值、传感器的零点及满量程的矫正等参数，通过手动盘22向反应釜内加液、加压。

6、要停止加热时，把加热开关12关闭，或将控制温度设定到室温以下，通过冷却塔26利用循环泵25和储水铜管27中的水对反应釜本体进行快速降温，及时将生成的气从出气管10d收集到储气袋中，再与分析仪器进样口连通或直接将出气管10d与分析仪器进样口连通，能准确地分析生成气的成分和含量。

7、使反应釜以20℃/h升温速率从200℃上升到700℃，反复上述操作步骤3、4、5、6，可以得到不同温度段所生成的气体的数量和成分，以便进行煤的TSR成生硫化氢及成烃等规律的分析。

本发明是一种煤、烃源岩技术领域高温高压水冷式可称重实验模拟装置所用的反应釜，其优点主要体现在：（1）机架下安装转向轮子，可以轻易的移动装置。（2）可以实现对反应釜工作温度的有效监控，还可以实现一个周期化的温度控制运行，实现其反应所需的工作温度，保持其稳定。（3）可以实现对釜体内的压力进行有效监控，还可以对釜体内的压力通过手动、自动加压，同时，在釜体内的压力偏高时，第一压力传感器会对釜体自动卸压，保证了实验的安全性。（4）反应液体介质可通过打开釜盖加入，也可通过联通釜体内部的盛液杯加入；反应所需的气体介质可通过进气口实现加载。（5）带触摸屏单缸双缸电动计量泵，实现了环压随着内压的变化而自动跟踪，从而保证环压和内压保持固定的差值，还带加液装置。（6）称重装置，能使得操作人员准确掌握反应釜内的物料质量变化，从而为实验及数据分析提供依据。（7）快速冷却装置，可以快速地对反应后的釜体进行降温，可有效减少误差，利于生成物的快速收集。

综上所述，本发明这种水冷式可称重反应釜可进行不同物质的反应，具有在线取样方便，同时能大幅节省了实验等待时间，实验等待时间由原先的12小时以上降到半小时以内；大幅缩短了反应产物与实验介质的反应时间，降低反应产物的损失，有效提高实验分析精度；称重装置可实时监测反应物质量的变化，可及时对反应程度进行有效分析。

Claims (9)

1.一种高温高压水冷式可称重反应釜，包括反应釜本体，其特征在于，反应釜本体固定在机架(14)上，反应釜本体的下部有出渣口(10b)，上部有出气管(10d)、进气管(10c)、加液管(10e)、抽气管(10a)，反应釜本体是由内壳体(1)、夹层(17)和外壳体(30)组成，内壳体的外壁上环绕储水铜管(27)和电阻线(32)，构成具有保温隔热作用的夹层，储水铜管的上部有进水口(28)，下部有出水口(29)，储水铜管的下部连接有冷却塔(26)和循环泵(25)，进气管(10c)与高压气瓶(31)连通，加液管(10e)与带触摸屏单缸双缸电动计量泵(5)连通，抽气管(10a)接在真空泵(24)上，反应釜本体经支撑耳(2)支撑在置物台(35)，置物台焊接在机架(14)上，支撑耳与置物台之间有重量感应器(3)，反应釜本体一侧有第一压力传感器(8)，第一压力传感器和伸入到反应釜本体内的钢管相连接，测量反应釜本体内的压力变化，第一压力传感器将测量出的数值显示在相连接的压力数显表(7)上，压力数显表装在控制面板(15)上，控制面板(15)上有加热开关(12)、温控仪(6)和电源开关(11)，加热开关(12)和电阻线(32)连接，温控仪(6)和热电偶的冷端相连，热电偶(4)的工作端伸入到反应釜本体内，实现对反应釜本体内部温度的监测，控制面板(15)内有和加热开关(12)、温控仪(6)、电源开关、压力数显表、第一压力传感器相连接的控制器；所述的储水铜管(27)、冷却塔(26)、循环泵(25)相互连接在一起，构成了快速冷却装置。

2.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的反应釜本体的上口部有釜盖(18)。

3.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的第一压力传感器(8)的下端有安全阀(34)，当反应釜本体内的压力超过30MPa压力时，通过安全阀(34)卸压。

4.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的带触摸屏单缸双缸电动计量泵的计量泵开关(13)装在控制面板上，带触摸屏单缸双缸电动计量泵的盛液杯(23)下端和加液管(10e)连通。

5.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的支撑耳(2)有三个，等距离安装在反应釜本体上，重量感应器和显示器(9)相连接，显示器(9)安装在控制面板(15)上，构成了称重装置。

6.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的机架(14)下部的四角处装有可以转向的轮子(16)。

7.根据权利要求4所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的出渣口(10b)、出气管(10d)、进气管(10c)、加液管(10e)、抽气管(10a)和盛液杯(23)的出口上均装有截止阀(33)。

8.根据权利要求2所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的釜盖(18)经密封垫(19)由釜盖上对称分布的螺栓(20)固定密封在反应釜本体的上口部，密封垫(19)由聚四氟乙烯制成。

9.根据权利要求1所述的高温高压水冷式可称重反应釜，其特征在于，所述的进水口(28)伸出反应釜本体上部外侧。