CN203249880U - 一种汽气比测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种汽气比测定装置，所述装置包括毛细管、冷凝液收集器、三通管、缓冲瓶和气体流量计，所述毛细管的一端与取样阀联接、另一端与冷凝液收集器联接，所述三通管联接在冷凝液收集器与缓冲瓶之间，所述缓冲瓶与气体流量计联接。本实用新型所述装置可用于各种含有水蒸汽和气体的反应器中汽气比的测定，同时也能够采集到能够气体相组分分析所需的样品。在使用时，无需称重，直接读数计算，分析数据准确性高，保证了生产的安全稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种化工分析成套装置，特别涉及一种可用于各种含有水蒸汽和气体的反应器中汽气比测定的装置。
背景技术
大型化工装置中某些工段需要测定其汽气比，如工业变换中改变水蒸汽的比例是工业变换反应中最重要的调节手段，工艺气中汽气比越高，CO的变换率越高；还有转换炉入口的天然气/蒸汽混合物以及转换炉出口合成气/蒸汽混合物中汽气比的测定；同时催化合成装置在开车前一般需要对催化剂进行升温还原活化，如甲醇合成、天然气合成系统等，在加氢催化剂还原过程中，产生大量的水蒸汽，可通过测定水蒸汽的量来判断催化剂的还原活化程度等。此外，几乎所有煤化工装置中均有变换和催化剂升温还原等过程，在这些生产过程中均需测定反应炉中汽气比，有时还需要测定其中气体的相组分。
目前，通常测定汽气比的方法是冷凝（水冷却）称重法和氧化钙干燥剂吸收称重法。但这两种方法存在测定过程繁琐、误差较大，且适用范围有限，例如氧化钙吸收法不适合含二氧化碳气体的汽气比测定。另外需要测定气体的相组分时这两种方法不具有同时采集气体样品的功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种能够快速测定汽气比的装置，该装置特别适用于含有水蒸汽和气体的反应炉中汽气比的快速测定，同时具备采集样品的功能。
针对上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种汽气比测定装置，包括毛细管、冷凝液收集器、三通管（优选T型三通管）、缓冲瓶和气体流量计，所述毛细管的一端与取样阀联接、另一端与冷凝液收集器联接，所述三通管联接在冷凝液收集器与缓冲瓶之间，所述缓冲瓶与气体流量计联接。
优选地，所述毛细管通过毛细管联接器与取样阀联接、通过橡胶塞与冷凝液收集器联接。毛细管的末端联接着一个冷凝液收集器，在那里收集冷凝的蒸汽，从而与不凝结的气体分开。
优选地，所述毛细管联接器的接头配件为SS-400-1-4RT型或SS-400-P型，购自世伟洛克公司（Swagelok）。
优选地，所述冷凝液收集器上部带有支管，所述三通管通过橡胶管联接在所述支管上。
优选地，所述三通管与缓冲瓶之间还联接有直形弯管，所述直形弯管通过橡胶管与所述三通管联接、通过橡胶塞与所述缓冲瓶联接。
优选地，所述缓冲瓶通过另一弯管与所述气体流量计联接。
优选地，所述直形弯管和/或另一弯管为玻璃管或塑料管，内径为1/4英寸。
优选地，所述毛细管为不锈钢毛细管，优选冷拔不锈钢；所述毛细管两端均为针头类型（即毛细管两端均为针形口），优选304针头类型。所述不锈钢毛细管长10～20m，外径0.032英寸，内径0.020英寸。采用不锈钢毛细管对样品中蒸汽进行冷却，使含有气体和蒸汽的样品，经过该不锈钢毛细管，以空气冷凝及调节压力流量。而毛细管的截面较小，可使保留在样品管线内液体的量忽略不计。
优选地，所述冷凝液收集器为标有刻度的滴定管状玻璃容器，所述冷凝液收集器的量程为100mL、分度值为0.2mL。
优选地，所述缓冲瓶为容积为500mL或1000mL的玻璃制品或塑料制品。
优选地，所述气体流量计为分度值为0.1L的湿式气体流量计。
优选地，所述装置还可以包括注射器，所述注射器设于所述三通管的下端口，通过橡胶管与三通管联接。
优选地，所述注射器为容积为50mL或100mL的玻璃气体注射器。
本实用新型所述装置可用于各种含有水蒸汽和气体的反应器中汽气比的测定，如可用于化工装置反应炉中汽气比的测定，也可用于工业变换、转换炉入口的天然气/蒸汽混合物以及转换炉出口的合成气/蒸汽混合物汽气比的测定，还可用于催化合成装置在开车前的催化剂进行升温还原中水蒸汽汽气比的测定。同时，如果需要测定气体相组分，本实用新型所述装置也能够采集到能够气体相组分分析所需的样品。
本实用新型所述装置在使用时，无需称重，直接读数计算，分析数据准确性高，保证了生产的安全稳定运行。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
1、毛细管，2、毛细管联接器，3、橡胶塞，4、冷凝液收集器，5、橡胶管，6、三通管，7、注射器，8、橡胶管，9、直形弯管，10、橡胶塞，11、缓冲瓶，12、气体流量计，13、另一弯管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型所述汽气比测定装置包括：与取样阀通过毛细管联接器2联接的毛细管1，与毛细管1另一端通过橡胶塞3联接的带有支管的冷凝液收集器4，与冷凝液收集器4支管通过橡胶管5联接的三通管6，三通管6与缓冲瓶11之间联接有与三通管6通过橡胶管8联接、与缓冲瓶11通过橡胶塞10联接的直形弯管9，缓冲瓶11通过联接在橡胶塞10上的另一弯管13与气体流量计12联接。同时，三通管6的下端口还可以通过软管联接有注射器7。
使用时，测定汽气比的步骤为：先把取样阀全开，轻轻的推动毛细管1，使毛细管1通过毛细管联接器接头和取样阀阀门，直到毛细管1末端到达气体主管线直径的1/3直径处，记录气体流量计12的读数、气体流量计12的温度和气压；再将毛细管1另一端插入冷凝液收集器4顶部的橡胶塞3内，直至冷凝液收集器4的100mL刻度处；接着，开始用冷凝液收集器4收集冷凝的水蒸汽，不凝结的气体则依次通过冷凝液收集器4支管、三通管6、直形弯管9和缓冲瓶11和气体流量计12，当收集到适量冷凝液后（应不少于20mL），立即将毛细管1从橡胶塞3中拔出；然后读取冷凝液收集器4中冷凝液总体积，记录气体流量、气体流量计12的温度和压力；当需要分析气体样品的相组分时，将毛细管1再次插入橡胶塞3中，用注射器7抽取气体样品，当不需要分析气体相组分时，则不用安装注射器7；最后，从取样阀中抽出毛细管1，直至能刚好关闭取样阀阀门。
根据上述测定步骤得到的数据，测定平均温度和压力读数，按下列公式（1）计算，即可计算得出所测汽气比，公式（1）为：
汽气比=B/A （1）
式中，A为760mm汞柱压力、0℃下干气体的体积（L），即，
A=（气体流量计读数/升）×{（Po-Pw）/760}×{273/(273+tm)};
B为760mm汞柱压力、0℃下总水蒸汽的体积（L），即，
B=1.224V+（气体流量计读数/升）×{Pw×273/(273+tm)×273}。
其中，tm—气体流量计温度平均值；
Po—压力平均值；
Pw—温度tm下水蒸汽压，mm汞柱；
V—收集冷凝液收集器中冷凝液的体积，mL。
下面将所述汽气比测定装置用于测定合成甲醇变换工段的汽气比，以进一步解释说明本实用新型。
采用上述步骤进行汽气比的测定，其中，冷凝液收集器中冷凝液的体积为在20ml以上，气体流量计显示气体体积。重复测定5次，按下列公式（1）计算，结果如表1所示。
表1 合成甲醇变换工段汽气比的测定结果
| 序号/项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 | 标准偏差 |
| 汽气比 | 0.42 | 0.41 | 0.41 | 0.43 | 0.44 | 0.42 | 1.32% |
由表1可以看出，采用本实用新型所述装置测定变换装置的汽气比分析结果满足生产的需要，且准确可靠。
尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，但应当理解，上述描述并非用以限定本发明，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽气比测定装置，其特征在于，所述装置包括毛细管、冷凝液收集器、三通管、缓冲瓶和气体流量计，所述毛细管的一端与取样阀联接、另一端与冷凝液收集器联接，所述三通管联接在冷凝液收集器与缓冲瓶之间，所述缓冲瓶与气体流量计联接。
2.根据权利要求1所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述毛细管通过毛细管联接器与取样阀联接、通过橡胶塞与冷凝液收集器联接。
3.根据权利要求2所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述毛细管联接器的接头配件为SS-400-1-4RT型或SS-400-P型。
4.根据权利要求1中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述冷凝液收集器上部带有支管，所述三通管通过橡胶管联接在所述支管上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述三通管与缓冲瓶之间还联接有直形弯管，所述直形弯管通过橡胶管与所述三通管联接、通过橡胶塞与所述缓冲瓶联接。
6.根据权利要求5所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述直形弯管为玻璃管或塑料管，内径为1/4英寸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述缓冲瓶通过另一弯管与所述气体流量计联接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述冷凝液收集器为上部带有支管、标有刻度的滴定管状玻璃容器，所述冷凝液收集器的量程为100mL、分度值为0.2mL。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述毛细管为不锈钢毛细管，优选冷拔不锈钢；所述毛细管两端均为针头类型，优选304针头类型；所述毛细管长10～20m，外径0.08128cm，内径0.0079cm；所述缓冲瓶为容积为500mL或1000mL的玻璃制品或塑料制品，所述气体流量计为分度值为0.1L的湿式气体流量计。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的汽气比测定装置，其特征在于，所述装置还可以包括注射器，所述注射器设于所述三通管的下端口，通过软管与三通管联接。
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