CN111830191A - 催化剂性能评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种催化剂性能评价装置，包括换热器、加热器和反应器，其中换热器具有预热侧和热回收侧，所述预热侧上连接有进气管，热回收侧上连接有出气管，预热侧与加热器之间连接有第一管道，加热器与反应器之间连接有第二管道，反应器与热回收侧之间连接有第三管道，所述反应器包括筒体，筒体内部具有催化剂仓，用于盛装催化剂，筒体的上端可拆卸地配置有法兰盘筒盖。本发明的有益效果是：通用性好，能够评价多种催化剂的性能，且更换催化剂的间隔时间短，加热能耗低，工作效率高，经济性好。
Description
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种催化剂性能评价装置。
背景技术
催化剂是化学工业中重要的触媒，从某种意义上说催化剂是推动技术发展的动力，也是提高生产力的动力。催化剂的性能直接影响着物质的转化效率，对化工生产力起到了决定性的作用，因此，催化剂应用之前必须对其性能进行评价。
催化剂的种类繁多，比如压缩空气除油催化剂、催化燃烧催化剂等等，虽然市面上已经出现了一些用于评价这些催化剂性能的评价装置，但是这些评价装置仍存在通用性差，仅能够评价一种催化剂，以及使用能耗高等技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种催化剂性能评价装置，以解决现有技术中，评价装置通用性差，仅能够评价一种催化剂，以及使用能耗高等技术问题。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种催化剂性能评价装置，包括换热器、加热器和反应器，其中换热器具有预热侧和热回收侧，所述预热侧连接有进气管，热回收侧连接有出气管，出气管远离热回收侧的一端连接有含油量检测仪，其关键在于：所述预热侧通过第一管道连接至加热器的进气端，加热器出气端与反应器进气端之间连接有第二管道，反应器出气端通过第三管道与热回收侧连接，所述反应器包括筒体，筒体内部具有催化剂仓，用于盛装待评价的催化剂，筒体的上端可拆卸地配置有法兰盘筒盖。
采用上述结构，将待评价的催化剂装在筒体的催化剂仓内，压缩空气依次经进气管、预热侧、第一管道、加热器、第二管道进入反应器内，然后在催化剂的催化作用下，压缩空气中的油渍发生催化氧化反应，最后压缩空气再依次通过第三管道、热回收侧和出气管排出，对排出的压缩空气进行含油量的分析，即可完成催化剂性能的评价。法兰盘筒盖以可拆卸地方式安装在筒体的上端，打开法兰盘筒盖即可更换催化剂，以实现对不同种类的催化剂进行性能评价。
作为优选：所述第二管道与进气管之间连接有分支管道，分支管道上设有第一阀门，所述进气管上设有第二阀门。采用上述结构，在评价多种催化剂的性能时，当其中一种催化剂完成评价后，关闭第二阀门并打开第一阀门，通过分支管道向反应器内通入低温气体，可使反应器内部的催化剂快速降温冷却，从而方便操作者取出已完成评价的催化剂，并重新放入下一种待评价的催化剂，这样不仅提升了工作效率，而且设置分支管道还避免了低温气体经过加热器，保证加热器内部一直处于热平衡，在评价下一种催化剂时无需重新对加热器进行长时间的加热，起到了节能增效的作用。
作为优选：所述第三管道上设有至少一处活接头。采用上述结构，以便于拆装法兰盘筒盖。
作为优选：所述筒体上安装有第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，三组热电偶沿筒体的高度方向分布。采用上述结构，以便于实时监控反应器各部分的温度。
作为优选：所述加热器包括罐体，所述罐体内部填充有蓄热瓷球，外部安装有加热圈。采用上述结构，能够对流经加热器的压缩空气进行加热。
作为优选：所述罐体内布置有气体导流管，气体导流管的下端靠近罐体的底部，上端向上延伸至罐体的上部，并从罐体的侧壁伸出，所述第一管道连接在气体导流管的上端。采用上述结构，能够使压缩空气与罐体内部的蓄热瓷球充分接触，确保加热效果。
作为优选：所述罐体上安装有第四热电偶和第五热电偶，其中第四热电偶位于罐体的上端，第五热电偶位于所述加热圈上。采用上述结构，以便于实时监控加热器各部分的温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、法兰盘筒盖以可拆卸地方式安装在筒体的上端，打开法兰盘筒盖即可更换催化剂，评价装置能够评价不同种类的催化剂，通用性好。
2、可以对加热器的温度进行灵活的调整，从而可以测试不同温度下催化剂的反应活性，使催化剂的性能测试更全面。
3、在评价多种催化剂的性能时，通过分支管道直接向反应器内通入低温气体，可使反应器内部的催化剂快速降温冷却，缩短了操作者更换催化剂的间隔时间，提升了工作效率，经济性好。
4、在更换催化剂时，分支管道的设置避免了低温气体经过加热器，确保加热器已提升的温度不受损耗，在评价下一种催化剂时无需重新对加热器进行长时间的加热，起到了节能增效的作用，同时也缩短了催化剂评价时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本实施例以评价压缩空气除油类催化剂为例进行详细说明。
如图1所示，一种催化剂性能评价装置，涉及的主要部件有：换热器1、加热器2和反应器3，其中换热器1具有预热侧1a和热回收侧1b，预热侧1a上连接有进气管4，热回收侧1b上连接有出气管5，预热侧1a与加热器2之间连接有第一管道6，加热器2与反应器3之间连接有第二管道7，反应器3与热回收侧1b之间连接有第三管道8，反应器3包括筒体3a，筒体3a内部设有催化剂仓3b，筒体3a的上端可拆卸地安装有法兰盘筒盖3c。
在评价催化剂的性能时，将待评价的催化剂装在筒体3a的催化剂仓3b内，外部的空气压缩机10产生含油的压缩空气，压缩空气经进气管4进入换热器1的预热侧1a进行预热，预热的压缩空气再经第一管道6进入加热器2进行高温加热，高温加热的压缩空气再经第二管道7进入反应器3内，然后在催化剂的催化作用下，压缩空气中的油渍发生催化氧化反应，然后压缩空气再通过第三管道8送入热回收侧1b，热回收侧1b与预热侧1a进行热交换，完成热量回收，最后压缩空气再通过出气管5排出，通过外在的检测设备对排出的压缩空气进行含油量的分析，即可完成催化剂性能的评价。本实施例中，优选采用含油量检测仪9分析压缩空气的含油量，含油量检测仪9连接在出气管5远离热回收侧1b的一端，含油量检测仪9为现有成熟技术，此处不再赘述。
进一步的，为方便向进气管4内通入压缩空气，进气管4远离预热侧1a的一端连接有空气压缩机10。
为方便拆装法兰盘筒盖3c，第三管道8上设有至少一处活接头8a，打开法兰盘筒盖3c即可更换催化剂，操作颇为便利。
第二管道7上连接有分支管道12，分支管道12上设有第一阀门13，进气管4上设有第二阀门11，在评价多种催化剂的性能时，当其中一种催化剂完成评价后，关闭第二阀门11并打开第一阀门13，通过分支管道12向反应器3内通入低温气体，可使反应器3内部的催化剂快速降温冷却，从而方便操作者取出已完成评价的催化剂，并重新放入下一种待评价的催化剂，这样可以缩短更换催化剂的间隔时间，提升工作效率。同时置分支管道12还避免了低温气体经过加热器2，确保加热器2内部一直处于热平衡，在评价下一种催化剂时无需重新对加热器2进行加热，起到了节能增效的作用。为使评价装置的管路系统更加紧凑，所述分支管道12远离第二管道7的一端连接在进气管4上。
加热器2包括罐体2a、填充在罐体2a内部的蓄热瓷球2b、安装在罐体2a外部的加热圈2c，罐体2a内部还布置有气体导流管2d，气体导流管2d的下端靠近罐体2a的底部，上端向上延伸至罐体2a的上部，并从罐体2a的侧壁伸出，第一管道6远离预热侧1a的一端连接在气体导流管2d的上端，第二管道7远离反应器3的一端连接在罐体2a的上端，压缩空气通过气体导流管2d引导至罐体2a的底部位置，然后再在罐体2a内部向上流动至罐体2a顶端，最后再从第二管道7流向反应器3，通过这样的流动路径，压缩空气能够与罐体2a内部的蓄热瓷球2b充分接触，加热效率较高。
进一步的，为便于实时监控反应器3和加热器2相应位置的温度，筒体3a上安装有第一热电偶3d、第二热电偶3e和第三热电偶3f，这三组热电偶沿筒体3a的高度方向分布，第一热电偶3d是对催化剂床层出口侧的温度进行监测，第二热电偶3e是对催化剂床层中间的温度进行监测，第三热电偶3f是对催化剂床层进口侧温度进行监测。
罐体2a上安装有第四热电偶2f和第五热电偶2e，其中第四热电偶2f位于罐体2a的上端，第五热电偶2e位于加热圈2c上。第四热电偶2f是对加热器2出口的气体温度进行监测，第五热电偶2e是通过采集紧贴的罐体2a表面温度来反馈加热器2的加热温度，从而对加热器2进行温度控制。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种催化剂性能评价装置，包括换热器(1)、加热器(2)和反应器(3)，其中换热器(1)具有预热侧(1a)和热回收侧(1b)，所述预热侧(1a)连接有进气管(4)，热回收侧(1b)连接有出气管(5)，出气管(5)远离热回收侧(1b)的一端连接有含油量检测仪(9)，其特征在于：所述预热侧(1a)通过第一管道(6)连接至加热器(2)的进气端，加热器(2)出气端与反应器(3)进气端之间连接有第二管道(7)，反应器(3)出气端通过第三管道(8)与热回收侧(1b)连接，所述反应器(3)包括筒体(3a)，筒体(3a)内部具有催化剂仓(3b)，用于盛装待评价的催化剂，筒体(3a)的上端可拆卸地配置有法兰盘筒盖(3c)。
2.根据权利要求1所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述第二管道(7)与进气管(4)之间连接有分支管道(12)，分支管道(12)上设有第一阀门(13)，所述进气管(4)上设有第二阀门(11)。
3.根据权利要求2所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述第三管道(8)上设有至少一处活接头(8a)。
4.根据权利要求1或2或3所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述筒体(3a)上安装有第一热电偶(3d)、第二热电偶(3e)和第三热电偶(3f)，三组热电偶沿筒体(3a)的高度方向分布。
5.根据权利要求4所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述加热器(2)包括罐体(2a)，所述罐体(2a)内部填充有蓄热瓷球(2b)，外部安装有加热圈(2c)。
6.根据权利要求5所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述罐体(2a)内布置有气体导流管(2d)，气体导流管(2d)的下端靠近罐体(2a)的底部，上端向上延伸至罐体(2a)的上部，并从罐体(2a)的侧壁伸出，所述第一管道(6)连接在气体导流管(2d)的上端。
7.根据权利要求6所述的催化剂性能评价装置，其特征在于：所述罐体(2a)上安装有第四热电偶(2f)和第五热电偶(2e)，其中第四热电偶(2f)位于罐体(2a)的上端，第五热电偶(2e)位于所述加热圈(2c)上。
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