CN220568726U - 用于检测气体吸附剂吸附能力的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于检测气体吸附剂吸附能力的系统。该系统包括：计量单元、吸附单元和检测单元。计量单元包括气体流量测量装置、进气口和出气口；吸附单元包括水汽发生装置和吸附装置，水汽发生装置包括待处理气体入口和待吸附气体出口，待处理气体入口与出口气相连，吸附装置包括吸附剂容纳腔、待吸附气体入口和净化气体出口，待吸附气体入口与待吸附气体出口相连；检测单元包括冷凝装置和气体检测装置，冷凝装置包括净化气体入口和脱水气体出口，净化气体入口与净化气体出口相连，气体检测装置包括待测气体入口，待测气体入口与脱水气体出口相连。该系统检测误差较小，有利于兼顾气体处理工程的运行成本和气体的净化程度。

Description

用于检测气体吸附剂吸附能力的系统

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，涉及用于检测气体吸附剂吸附能力的系统。

背景技术

随着生产力的高速发展，当今社会对能源的需求越来越大。与此同时，化工行业大力发展，煤气、天然气、合成气、变换气、炼厂干气、液化气等能源的需求剧增。硫元素存在于这些工业气体中，影响了这些原料气的进一步利用，同时硫元素还会腐蚀气体管路，造成安全隐患与财产损失。而且，含硫气体燃烧后生成的二氧化硫排放到大气中会形成酸雨，不仅会使水质酸化，导致水生态系统受到影响，还会危害森林,破坏土壤,使农作物产量降低，而且会腐蚀石刻、建筑，因此，脱硫具有非常重要的意义。目前，硫元素的脱除方法大致分为两种，即前端脱硫与后端脱硫，后端脱硫通常采用原料气燃烧的方式，相比于原料气燃烧后端脱硫，前端脱硫具有烟气量小、处理点集中、投资小、设备腐蚀小等诸多优点，具有较大优势。

工业原料气中的硫可以分为有机硫(如COS、CS₂、硫醇、硫醚、噻吩等)和无机硫(如H₂S)两种，通常有机硫的脱除方式是通过水解法或加氢法先将有机硫转化为无机硫，因此，对于无机硫(H₂S)的脱除是脱硫的必经之路。化工生产中通常是采用氧化铁、氧化锌、活性炭等化学吸附剂对硫化氢进行脱除。其中，脱硫过程中硫容(每单位质量的吸附剂所吸收硫的质量)是考察吸附剂的重要指标，硫容的大小决定了脱硫工程中吸附剂的更换周期，从而影响工程的运行成本。

实用新型内容

本实用新型主要是基于以下问题和发现提出的：

目前已公开的针对脱硫处理的吸附剂的检测方式通常具有以下不足：1)在将含有硫化氢的气体通入硫化氢吸附剂反应器前，通常先对含有硫化氢的气体进行干燥处理，以去除气体中夹杂的水分，因此该类方法只适用于无水条件下的脱硫检测，而发明人发现，硫化氢吸附剂的硫容受水分的影响较大，而在实际生产应用中，绝大部分待吸附气体中都含有饱和水汽，如高炉煤气等，因此该类测试方法具有较大的局限性；2)目前的检测过程中，通常还包括硫化氢指示剂层，用于判断经吸附剂吸附后的气体中是否含有硫化氢，从而判定硫化氢吸附剂是否被穿透，在将吸附后的气体通入指示剂层之前需要对气体再次进行干燥处理，以避免水分对硫化氢指示剂的干扰，在干燥过程中，干燥剂不可避免地会吸附气体中的硫化氢，导致测试结果误差较大。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出用于检测气体吸附剂吸附能力的系统及其检测方法。该检测系统使用局限性较小，适用于在实际生产中含水工况条件下的吸附剂吸附能力的检测，检测误差较小，有利于兼顾气体处理工程的运行成本和气体的净化程度。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于检测气体吸附剂吸附能力的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

计量单元，所述计量单元包括气体流量测量装置，所述气体流量测量装置包括进气口和出气口；

吸附单元，所述吸附单元包括水汽发生装置和吸附装置，所述水汽发生装置包括待处理气体入口和待吸附气体出口，所述待处理气体入口与所述出气口相连，所述吸附装置包括吸附剂容纳腔、待吸附气体入口和净化气体出口，所述待吸附气体入口与所述待吸附气体出口相连，所述待吸附气体出口和所述待吸附气体入口之间设有阀门，所述阀门用于控制所述水汽发生装置和所述吸附装置的连通或切断；

检测单元，所述检测单元包括冷凝装置和气体检测装置，所述冷凝装置包括净化气体入口和脱水气体出口，所述净化气体入口与所述净化气体出口相连，所述气体检测装置包括待测气体入口，所述待测气体入口与所述脱水气体出口相连。

根据本实用新型上述实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统，至少具有以下有益效果：1)首先设置计量单元，通过气体流量测量装置读取进气流量，可以为后续对吸附剂吸附量的定量计算提供数据支持；2)通过设置吸附单元，使气体经气体流量测量装置后依次通入水汽发生装置和吸附装置，经水汽发生装置后，气体会携带所处温度下的饱和蒸气压水汽，共同进入吸附装置，由此可以模拟实际生产过程中的气体条件，还原含水工况的吸附环境，减少工业生产与检测过程中气体与吸附剂的反应差异，从而有利于精准控制气体处理工程中吸附剂的更换周期，兼顾生产运行成本和气体净化程度；3)通过设置与吸附单元相连的检测单元，使经吸附剂吸附后的净化气体依次通入冷凝装置和气体检测装置，冷凝装置可以对净化气体中携带的水汽进行冷凝脱除，一方面，可以避免待测气体含水量过多而引起气体检测装置积水，从而影响检测结果的准确性与仪器的使用寿命，另一方面，直接对水汽进行冷凝而不采用干燥剂吸附，可以避免干燥剂对残留在净化气体中的待吸附气体的吸附作用，降低对待吸附气体吸附效果的测试误差，提高对吸附剂吸附能力的检测精度；4)通过设置气体检测装置，不仅可以计算得到吸附剂对待吸附气体的穿透吸附量(例如，待吸附气体为硫化氢时，单位质量的脱硫剂在确保工艺气中硫净化度指标的前提下，所能吸收的硫化氢的最大质量)，还可以得到吸附剂对待吸附气体的饱和吸附量(例如，待吸附气体为硫化氢时，单位质量的脱硫剂所能吸收的硫化氢的最大质量；5)通过在待吸附气体出口和待吸附气体入口之间设置阀门，不仅更有利于提高检测结果的精准度，还有助于检测不同吸附剂对同一待吸附气体的吸附效果，简化操作流程，提高检测效率。综上，采用本实用新型上述实施例的检测系统，使用局限性较小，适用于在实际生产中含水工况条件下的吸附剂吸附能力的检测，检测误差较小，有利于兼顾气体处理工程的运行成本和气体的净化程度。

另外，根据本实用新型上述实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选地，所述计量单元还包括：流量控制装置，所述流量控制装置与所述气体流量测量装置相连，用于控制所述气体流量测量装置单位时间内的过气流量。

任选地，所述气体流量测量装置为质量流量计。

任选地，所述吸附单元还包括：第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置用于加热所述水汽发生装置，所述第二加热装置用于加热所述吸附装置。

任选地，所述水汽发生装置包括：水箱和环形管路，所述待处理气体入口设在所述环形管路的入口端，所述环形管路的出口位于所述水箱的液位线以下，所述待吸附气体出口位于所述水箱的上部且高于所述水箱的液位线设置。

任选地，所述吸附装置包括：中空管和筛板，所述中空管的侧壁和所述筛板围合形成所述吸附剂容纳腔，所述筛板的孔径不大于所述吸附剂的粒径。

任选地，所述吸附剂的粒径为0.85mm～1.18mm。

任选地，所述吸附剂的填充高度与所述吸附剂容纳腔的内径的比值为3～4。

任选地，所述中空管为透明管。

任选地，所述待吸附气体入口设在所述中空管上且位于所述吸附剂容纳腔的上部，所述净化气体出口设在所述中空管上且位于所述筛板的下部。

任选地，该系统还包括尾气处理单元，所述尾气处理单元包括尾气入口和尾气出口，所述尾气入口与所述气体检测装置的出口相连。

任选地，所述尾气处理单元包括尾气处理液容纳区，所述尾气入口设在容纳区且位于所述容纳区的液位线以下。

任选地，所述计量单元、所述吸附单元、所述检测单元的至少一部分和所述尾气处理单元集合于一个箱体中，所述箱体上设有第一显示窗口、第二显示窗口和第三显示窗口，所述第一显示窗口用于显示所述气体流量测量装置的测量值，所述第二显示窗口用于显示所述吸附剂容纳腔的变化，所述第三显示窗口用于显示所述尾气处理单元的排气变化。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型再一个实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统结构示意图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统结构示意图；

图4是根据本实用新型另一个实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统结构示意图；

图5是根据本实用新型再一个实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于检测气体吸附剂吸附能力的系统。根据本实用新型的实施例，结合图1理解，该系统包括：计量单元100、吸附单元200和检测单元300，计量单元100包括气体流量测量装置110，气体流量测量装置110包括进气口111和出气口112；吸附单元200包括水汽发生装置210和吸附装置220，水汽发生装置210包括待处理气体入口211和待吸附气体出口212，待处理气体入口211与出气口112相连，吸附装置220包括吸附剂容纳腔221、待吸附气体入口222和净化气体出口223，待吸附气体入口222与待吸附气体出口212相连，待吸附气体出口212和待吸附气体入口333之间设有阀门230，阀门230用于控制水汽发生装置210和吸附装置220的连通或切断；检测单元300包括冷凝装置310和气体检测装置320，冷凝装置310包括净化气体入口311和脱水气体出口312，净化气体入口311与净化气体出口223相连，气体检测装置320包括待测气体入口321，待测气体入口321与脱水气体出口312相连。

根据本实用新型上述实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统，至少具有以下有益效果：1)首先设置计量单元，通过气体流量测量装置读取进气流量，可以为后续对吸附剂吸附量的定量计算提供数据支持；2)通过设置吸附单元，使气体经气体流量测量装置后依次通入水汽发生装置和吸附装置，经水汽发生装置后，气体会携带所处温度下的饱和蒸气压水汽，共同进入吸附装置，由此可以模拟实际生产过程中的气体条件，还原含水工况的吸附环境，减少工业生产与检测过程中气体与吸附剂的反应差异，从而有利于精准控制气体处理工程中吸附剂的更换周期，兼顾生产运行成本和气体净化程度；3)通过设置与吸附单元相连的检测单元，使经吸附剂吸附后的净化气体依次通入冷凝装置和气体检测装置，冷凝装置可以对净化气体中携带的水汽进行物理冷凝脱除，一方面，可以避免待测气体含水量过多而引起气体检测装置积水，从而影响检测结果的准确性与仪器的使用寿命，另一方面，直接对水汽进行冷凝而不采用干燥剂吸附，可以避免干燥剂对残留在净化气体中的待吸附气体的吸附作用，降低对待吸附气体吸附效果的测试误差，提高对吸附剂吸附能力的检测精度；4)通过设置气体检测装置，不仅可以计算得到吸附剂对待吸附气体的穿透吸附量(例如，待吸附气体为硫化氢时，单位质量的脱硫剂在确保工艺气中硫净化度指标的前提下，所能吸收的硫化氢的最大质量)，还可以得到吸附剂对待吸附气体的饱和吸附量(例如，待吸附气体为硫化氢时，单位质量的脱硫剂所能吸收的硫化氢的最大质量；5)通过在待吸附气体出口和待吸附气体入口之间设置阀门，不仅更有利于提高检测结果的精准度，还有助于检测不同吸附剂对同一待吸附气体的吸附效果，简化操作流程，提高检测效率。综上，采用本实用新型上述实施例的检测系统，使用局限性较小，适用于在实际生产中含水工况条件下的吸附剂吸附能力的检测，检测误差较小，有利于兼顾气体处理工程的运行成本和气体的净化程度。

根据本实用新型的实施例，结合图1理解，通过在待吸附气体出口212和待吸附气体入口222之间设置阀门230，用于控制水汽发生装置210和吸附装置220的连通或切断。当阀门230打开时，气体可以由计量单元100经过吸附单元200进入检测单元300，实现该系统的连通，当阀门230关闭时，系统通路断开，可以使计量单元100和吸附单元200的水汽发生装置210处在通入的气体样品氛围中，同时对吸附装置220进行吸附剂的填装或更换。通过设置阀门，不仅更有利于提高检测结果的精准度，还有助于检测不同吸附剂对同一待吸附气体的吸附效果，简化操作流程，提高检测效率。根据本实用新型的一些具体示例，针对在水中溶解度较大的待吸附气体，可以在对待吸附气体进行吸附检测前，先将气体通入不含有吸附剂的检测系统中，使得气体样品在水汽发生器中充分浸润，并通过气体检测装置320检测脱水气体中待吸附气体的浓度，直至脱水气体中待吸附气体的浓度与气体样品中待吸附气体的浓度一致，则说明在该条件下，溶解于水汽发生器中的气体样品在水中实现饱和，然后关闭阀门230，使计量单元100和吸附单元200的水汽发生装置210处在气体样品的氛围中，并将吸附剂装入吸附装置220中，然后打开阀门230，使气体样品继续通入含有吸附剂的检测系统中，进行吸附剂吸附能力的检测，由此可以避免或减少由于水汽发生器结合气体样品产生损耗，而对检测结果造成的影响。

根据本实用新型的一些实施例，结合图2理解，计量单元100还可以包括流量控制装置120，流量控制装置120与气体流量测量装置110相连，用于控制气体流量测量装置110单位时间内的过气流量，通过设置流量控制装置，可以实现对进入吸附单元的气流流量的精准控制，不仅可以为后续计算吸附剂吸附量提供数据支持，还可以根据不同的吸附气体和实际生产条件下的反应空速来调控气体流量，使得该系统的可适用范围更加广泛。需要说明的是，流量控制装置120和气体流量测量装置110的连接方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如二者可以通过信号线相连等。

根据本实用新型的一些实施例，结合图1～2理解，气体流量测量装置110可以为质量流量计。发明人发现，同样的气体在不同温度下的体积差异较大，若采用常规的气体体积流量计(如浮子流量计等)在不同温度下测量质量相同的气体体积，差异比较明显，容易增大吸附剂吸附能力的检测误差。本实用新型通过采用质量流量计作为气体流量测量装置，可适用于不同温度下、针对不同气体的吸附剂吸附量检测，更有利于准确计量气体样品的通入量，减少测试误差，提高吸附剂吸附能力测试结果的准确性。进一步地，根据本实用新型的一些具体示例，与质量流量计进气口相连的管路可以为不锈钢管或聚四氟乙烯管，通过采用上述材质的管路不仅具有较好的耐腐蚀性，还可以有效减少管路内壁对气体样品的吸附作用，进一步降低检测误差。

根据本实用新型的一些实施例，结合图1～2理解，吸附单元200还可以包括：第一加热装置(图中未示出)和第二加热装置(图中未示出)，第一加热装置用于加热水汽发生装置210，第二加热装置用于加热吸附装置220。通过对水汽发生装置210进行加热处理，可以模拟实际生产条件下的气体温度以及在气体在该设定温度下的水汽携带量，从而减少工业生产与检测过程中气体与吸附剂的反应差异，提高检测结果在实际应用中的准确度和可靠性。此外，发明人发现，不同类型的工业气体或者在不同工况下的同种工业气体温度不同，吸附效果也有差异，并且吸附剂的吸附能力也受温度影响较大，例如，当待吸附气体为硫化氢，吸附剂为脱硫剂时，若需测试逆反应或硫单质析出对脱硫剂吸附量的影响，则需在加热条件下进行吸附处理。通过设置第二加热装置，可以控制吸附装置220的环境温度，使其与实际生产中的吸附温度一致，同时还可以控制吸附温度恒定，有利于减少因检测条件与使用条件不同而产生的测试误差。需要说明的是，本实用新型中对于第一加热装置和第二加热装置的具体类型与连接方式均没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如，第一加热装置和第二加热装置可以分别独立地为水浴加热装置，通过对水汽发生装置210和吸附装置220水浴加热，更有利于控制水汽温度和吸附温度的均匀恒定；此外，第一加热装置和第二加热装置还可以分别独立地包括搅拌组件，通过搅拌组件对加热水进行搅拌更有利于促使热量在水汽发生装置210和吸附装置220中的均匀分布，其中，本实用新型中对于搅拌组件的具体类型也没有特别限制，例如搅拌组件可以为磁力搅拌器等。

根据本实用新型的一些实施例，结合图3理解，水汽发生装置210可以包括：水箱213和环形管路214，待处理气体入口211可以设在环形管路214的入口端，环形管路214的出口位于水箱213的液位线以下，待吸附气体出口212位于水箱213的上部且高于水箱213的液位线设置。待处理气体可以通过待处理气体入口211进入环形管路214，然后从位于水箱213液位线以下的环形管路出口排出，使得排出的气体可以携带设定温度下的饱和蒸气压水汽，并通过位于水箱213的上部且高于水箱213的液位线的待吸附气体出口212供给至吸附装置。通过设置环形管路，可以延长气体在水箱液面以下的停留时间，从而可以延长对气体的加热时长，有利于使气体的温度与水箱中的液体温度保持一致，减小检测过程与实际应用过程中的气体条件和吸附环境的差异，降低检测误差。

根据本实用新型的一些实施例，结合图3理解，吸附装置220可以包括：中空管和筛板224，中空管的侧壁和筛板224围合形成吸附剂容纳腔221，筛板224的孔径可以不大于吸附剂的粒径，由此可以降低吸附剂颗粒进入检测单元的风险，减小检测误差。

根据本实用新型的一些实施例，吸附剂的粒径可以为0.85mm～1.18mm，例如吸附剂的粒径可以为0.9mm、0.95mm、1mm、1.05mm、1.1mm或1.15mm等，若采用的吸附剂粒径过大，气体容易从吸附剂的颗粒缝隙之间穿过，影响吸附剂对气体的吸附效果；若采用的吸附剂粒径过小，对气体流通产生的阻力较大，影响气体的吸附效率。本实用新型通过控制附剂的粒径为所给范围，有利于兼顾气体吸附效果和处理效率。

根据本实用新型的一些实施例，结合图3理解，吸附剂的填充高度与吸附剂容纳腔221的内径的比值可以为3～4，例如吸附剂的填充高度与吸附剂容纳腔221的内径的比值可以为3.2、3.4、3.6或3.8等，若吸附剂的填充高度与吸附剂容纳腔221内径的比值过大，气体流经吸附剂的路径较长，流通阻力较大，对气体处理的效率较低；若吸附剂的填充高度与吸附剂容纳腔221内径的比值过小，气体流经的吸附剂的路径和时长较短，影响对气体的吸附效果。本实用新型通过控制附剂的填充高度与吸附剂容纳腔221的内径的比值为所给范围，有利于兼顾对气体吸附效果和处理效率。

根据本实用新型的一些实施例，结合图3理解，吸附装置220的中空管可以为透明管。由于针对不同的待吸附气体和吸附剂，二者发生反应可能会产生颜色的变化，例如当采用氧化铁或羟基氧化铁作为吸附剂，吸附硫化氢气体时，随着反应的进行，氧化铁或羟基氧化铁逐渐从黄色变为黑色，通过采用透明的中空管，可以直观地观察吸附剂的颜色变化，有利于辅助判断反应进程。

根据本实用新型的一些实施例，结合图3理解，待吸附气体入口222可以设在中空管上且可以位于吸附剂容纳腔221的上部，净化气体出口223可以设在中空管上且可以位于筛板224的下部。发明人发现，现有的吸附剂吸附量的检测装置通常采用横置反应管，而横置反应管在填装吸附剂后容易在上部产生空间，气体经过上部空间时容易发生气体短路，不仅影响吸附效果，而且也难以还原在实际应用过程中的吸附剂在反应塔中竖向堆放的堆积状态。本实用新型通过上述设置，使得待吸附气体由吸附剂容纳腔的上部进入吸附剂容纳腔中，与竖向堆放的吸附剂充分接触反应得到净化气体，净化气体通过筛板由净化气体出口排出，不仅可有效避免发生气体短路，而且还可以较大程度地还原实际生产过程中吸附剂紧密堆积的状态，减小检测过程与实际应用的反应差异，提高检测结果的可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，结合图1～3理解，净化气体入口311可以设于冷凝装置310的下部，脱水气体出口312可以设于冷凝装置的上部，由此，可以使得净化气体由冷凝装置的下方进入，在冷凝装置中发生自然冷却后水分析出，脱水气体由冷凝装置上部经脱水气体出口供给至气体检测装置。通过上述设置，更有利于实现水分的析出和与脱水气体的分离。

根据本实用新型的一些实施例，结合图4理解，检测系统还可以包括尾气处理单元400，尾气处理单元400可以包括尾气入口410和尾气出口420，尾气入口410可以与气体检测装置320的出口322相连。发明人发现，进入气体检测装置的待测气体中还可能含有待吸附的有毒或污染气体，若将检测后的气体直接排放，容易造成环境污染或危害测试人员安全，通过设置尾气处理单元400，使得检测后的气体经气体检测装置320的出口322通入尾气处理单元400，实现对尾气的处理回收，经处理后的气体可以直接排放到空气中，无需设置引管将尾气引入安全距离外再排放，减少了管路的使用，提高了该系统的灵活性和便捷性。需要说明的是，本实用新型中对于尾气处理单元采用的尾气处理原料的具体组成没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如，针对硫化氢气体的处理，可以采用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度可以为5wt％，等等。

根据本实用新型的一些实施例，结合图4理解，尾气处理单元400可以包括尾气处理液容纳区430，尾气入口410可以设在容纳区430且位于容纳区430的液位线以下，通过上述设置，一方面可以使得尾气经尾气入口410直接通入尾气处理液中，实现与尾气处理液的充分反应，另一方面，还可以通过观察尾气入口410处的气泡情况，判断该检测系统中气体流速是否平稳，或系统内部是否出现漏气或堵塞的情况。

根据本实用新型的一些实施例，结合图5理解，计量单元100、吸附单元200、检测单元300的至少一部分和尾气处理单元400可以集合于一个箱体中，箱体上可以设有第一显示窗口10、第二显示窗口20和第三显示窗口30，第一显示窗口10可用于显示气体流量测量装置110的测量值，第二显示窗口20可用于显示吸附剂容纳腔221的变化，第三显示窗口30可用于显示尾气处理单元400的排气变化。由此，更有利于实现该检测系统的一体性和便携性。此外，不同的单元之间可以通过金属板隔开，金属板与箱体可以为一体设计，由此可以使得该系统具有较好的密封性和独立性。需要说明的是，本实用新型中对于第一显示窗口10、第二显示窗口20和第三显示窗口30的具体材质均没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如，第一显示窗口10、第二显示窗口20和第三显示窗口30可以分别独立为亚克力材质，并与箱体相连，通过采用亚克力材质，可以使各显示窗口具有较好的透明度和强度，而且便于与箱体的组装。

根据本实用新型的一些实施例，结合图5理解，流量控制装置120可以包括显示屏幕，用于读取气体流量，箱体上可以开与流量控制装置显示屏幕相同大小的通孔，将流量控制装置的显示屏幕与控制旋钮一侧通过螺栓卡扣固定在箱体上，可以更加方便地读取流量示数。此外，与气体流量测量装置110进气口处可以设有螺母，通入气体样品时，可以采用相同直径的螺帽实现连接，使用方便且有利于减少漏气风险。

为方便理解本实用新型上述实施例的检测系统，下面对采用该检测系统检测气体吸附剂吸附能力的方法进行详细说明。根据本实用新型的实施例，该方法包括：

S100：将含有待吸附气体的气体样品经气体流量测量装置供给至水汽发生装置进行润湿处理，得到携带水汽的气体

根据本实用新型的实施例，结合图1理解，将含有待吸附气体的气体样品由进气口111通入气体流量测量装置110，确定气体流量后，气体样品由气体流量测量装置的出气口112供给至水汽发生装置210进行润湿处理，由此可以得到携带水汽的气体。采用润湿处理的效果和目的已在前述部分进行了详细描述，此处不再赘述。总的来说，通过润湿处理可以模拟实际生产过程中的气体条件，还原含水工况的吸附环境，减少工业生产与检测过程中气体与吸附剂的反应差异，从而有利于精准控制气体处理工程中吸附剂的更换周期，兼顾生产运行成本和气体净化程度。

根据本实用新型的一些实施例，可以利用加热装置对水汽发生装置进行加热，由此，更有利于模拟实际生产条件下的气体温度以及在气体在该设定温度下的水汽携带量，从而减少工业生产与检测过程中气体与吸附剂的反应差异，提高检测结果在实际应用中的准确度和可靠性。

S200：将携带水汽的气体通入容纳有吸附剂的吸附装置中进行吸附处理，得到净化气体，吸附剂用于吸附待吸附气体

根据本实用新型的实施例，结合图1理解，携带水汽的气体依次经过待吸附气体出口212和待吸附气体入口222供给至容纳有吸附剂的吸附装置220中进行吸附处理，使得待吸附气体与吸附剂进行反应，得到净化气体。

根据本实用新型的一些实施例，可以利用加热装置对吸附装置进行加热，调控吸附装置220的环境温度可以与实际生产中的吸附温度一致，同时还可以控制吸附温度恒定，同样有利于减少因检测条件与使用条件不同产生的测试误差，更有利于判断吸附剂在预设温度下的吸附能力。

S300：将净化气体通入冷凝装置进行冷凝处理，得到脱水气体

根据本实用新型的实施例，结合图1理解，净化气体依次经过净化气体出口223和净化气体入口311供给至冷凝装置进行冷凝处理，对净化气体中携带的水汽进行冷凝脱除，一方面，可以避免待测气体含水量过多而引起气体检测装置积水，从而影响检测结果的准确性与仪器的使用寿命，另一方面，直接对水汽进行冷凝而不采用干燥剂吸附，可以避免干燥剂对残留在净化气体中的待吸附气体的吸附作用，降低对待吸附气体吸附效果的测试误差，提高对吸附剂吸附能力的检测精度。

S400：将脱水气体通入气体检测装置并检测脱水气体中待吸附气体的浓度

根据本实用新型的实施例，结合图1理解，脱水气体依次经过脱水气体出口312和待测气体入口321供给至气体检测装置320，通过气体检测装置320检测脱水气体中待吸附气体的浓度。

S500：基于气体样品中和脱水气体中的待吸附气体的浓度、气体流量测量装置检测的过气流量、吸附剂的重量变化，判断吸附剂的吸附能力

根据本实用新型的实施例，基于气体样品和脱水气体中待吸附气体的浓度、气体流量测量装置检测的过气流量、吸附剂的重量变化，可判断不同吸附剂的吸附能力。例如，相同的过气流量下，当气体样品和脱水气体中待吸附气体的浓度达到一致时，吸附剂的重量变化率越大，表明吸附剂的吸附能力越强。

根据本实用新型的一些实施例，可以结合气体样品和脱水气体中待吸附气体的浓度、气体流量测量装置检测的过气流量、吸附剂的重量变化等具体数值，定量计算单位质量的吸附剂对待吸附气体的穿透吸附量w，计算公式可以为：w＝c×v×(t₂-t₁)/(m×10)；其中，w的单位为％；t₁为步骤(1)开始的时间，单位为min；t₂为气体检测装置检测到脱水气体中待吸附气体的浓度不为0时的瞬时时间，单位为min；c为气体样品中待吸附气体的浓度，单位为kg/m³；v为气体样品的流速，单位为mL/min；m为吸附剂的初始质量，单位为g。通过定量计算得到吸附剂的穿透吸附量，可以将其应用于实际生产中，有利于精准控制气体处理工程中吸附剂的更换周期，兼顾生产运行成本和气体净化程度。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型中对于待吸附气体和吸附剂的具体类型均没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如，待吸附气体可以为硫化氢气体，针对硫化氢气体的吸附剂可以包括脱硫剂等。根据本实用新型的一些具体示例，待吸附气体可以为硫化氢，吸附剂可以为氧化铁，有基于此，S100中，可以记气体的流量v₁，单位为mL/min、通入时间t’₁，单位为min，气体中的硫的质量浓度为c₁，单位为kg/m³；S200中，记吸附前氧化铁的重量为m₁，单位为g；S400中，记气体检测装置中硫化氢质量浓度不为0时的瞬时时间t’₂，单位为min，记气体检测装置中硫化氢的质量浓度等于c₁时，氧化铁的重量m₂，则，单位质量的氧化铁对硫化氢中硫的穿透吸附量(即氧化铁的穿透硫容)w₁的计算公式可以为：w₁＝c₁×v₁×(t’₂-t’₁)/(m₁×10)；单位质量的氧化铁对硫化氢中硫的饱和吸附量(即氧化铁的饱和硫容)w₂的计算公式可以为：w₂＝2×100×(m₂-m₁)/m₁，其中，w₁和w₂的单位均为％。

根据本实用新型的一些实施例，在进行S100之前，还可以包括：

S110：将含有待吸附气体的气体样品经气体流量测量装置供给至水汽发生装置进行润湿处理，得到携带水汽的气体；

S120：将携带水汽的气体经不含吸附剂的吸附装置供给至冷凝装置进行冷凝处理，得到脱水气体；

S130：将净化气体通入冷凝装置进行冷凝处理，得到脱水气体；

S140：将脱水气体通入气体检测装置并检测脱水气体中待吸附气体的浓度；

S150：观察脱水气体中待吸附气体的浓度变化，当脱水气体中待吸附气体的浓度与气体样品中待吸附气体的浓度一致时切断冷凝装置和吸附装置的气体通路，并将吸附剂装入吸附装置中。

采用上述步骤，在对待吸附气体进行吸附检测前，先将气体样品通入不含有吸附剂的检测系统中，使得气体样品在水汽发生器中充分浸润，直至脱水气体中待吸附气体的浓度与气体样品中待吸附气体的浓度一致，则说明在该条件下，水汽发生器中的水结合气体样品实现饱和，然后切断冷凝装置和吸附装置间的气体通路，使计量单元100和吸附单元200的水汽发生装置210处在气体样品的氛围中时，将吸附剂装入吸附装置220中，而后再连通冷凝装置和吸附装置间的气体通路，将气体样品继续通入含有吸附剂的检测系统中。采用上述方法，可以避免在吸附剂吸附气体过程中，气体样品通过水汽发生器时发生溶解而产生气体损失，有利于进一步提高检测结果的准确度。

根据本实用新型的一些实施例，在进行S110之前，还可以包括：采用氮气和/或惰性气体对各装置进行排空处理。通过氮气和/或惰性气体对各装置的排空处理，可以除去装置中原有的空气，有利于避免或减少空气中存在的水汽对吸附剂吸附量的影响，进一步减小检测误差，提高对吸附剂吸附能力的检测精度。

综上，本实用新型上述实施例的检测气体吸附剂吸附能力的方法具有上述用于检测吸附剂吸附能力的系统的所有特征及效果，此处不再赘述，总的来说，该方法不仅检测工艺简单，而且适用于在实际生产中含水工况条件下的吸附剂吸附能力的检测，检测误差较小，有利于兼顾气体处理工程的运行成本和气体的净化程度。

综上，本实用新型上述实施例的用于检测气体吸附剂吸附能力的系统可以具有以下有益效果：1)通过设置水汽发生装置，以适应某些工业气(如高炉煤气)应用条件下的检测要求；2)通过设置气体检测装置，不仅可以计算得到吸附剂对待吸附气体的穿透吸附量，还可以得到吸附剂对待吸附气体的饱和吸附量；3)可以针对待吸附气体(如硫化氢)的体积计量问题进行设计，采用不受温度影响的质量流量计对气体样品进行定量，有利于更加准确的计量气体样品的通入量，减少测试过程中的误差；4)可以针对检测过程中的温度影响进行了设计，采用加热装置(如水浴等)保证了吸附单元温度的恒定，并且可以通过调节吸附单元的温度以达到宽温区硫容的测试能力；5)可以将吸附装置设计成竖向放置，以最大程度地模拟实际应用过程中吸附剂紧密堆积的状态，有效避免空隙产生；6)通过设置尾气处理单元，使得检测后的气体可直接排放；7)可以将各个单元进行集成，提高了系统的一体化和便携性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于检测气体吸附剂吸附能力的系统，其特征在于，包括：

计量单元，所述计量单元包括气体流量测量装置，所述气体流量测量装置包括进气口和出气口；

吸附单元，所述吸附单元包括水汽发生装置和吸附装置，所述水汽发生装置包括待处理气体入口和待吸附气体出口，所述待处理气体入口与所述出气口相连，所述吸附装置包括吸附剂容纳腔、待吸附气体入口和净化气体出口，所述待吸附气体入口与所述待吸附气体出口相连，所述待吸附气体出口和所述待吸附气体入口之间设有阀门，所述阀门用于控制所述水汽发生装置和所述吸附装置的连通或切断；

检测单元，所述检测单元包括冷凝装置和气体检测装置，所述冷凝装置包括净化气体入口和脱水气体出口，所述净化气体入口与所述净化气体出口相连，所述气体检测装置包括待测气体入口，所述待测气体入口与所述脱水气体出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计量单元还包括：流量控制装置，所述流量控制装置与所述气体流量测量装置相连，用于控制所述气体流量测量装置单位时间内的过气流量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体流量测量装置为质量流量计。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述吸附单元还包括：第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置用于加热所述水汽发生装置，所述第二加热装置用于加热所述吸附装置。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述水汽发生装置包括：水箱和环形管路，所述待处理气体入口设在所述环形管路的入口端，所述环形管路的出口位于所述水箱的液位线以下，所述待吸附气体出口位于所述水箱的上部且高于所述水箱的液位线设置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述吸附装置包括：中空管和筛板，所述中空管的侧壁和所述筛板围合形成所述吸附剂容纳腔，所述筛板的孔径不大于所述吸附剂的粒径。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，满足下列条件中的至少之一：

所述吸附剂的粒径为0.85mm～1.18mm；

所述吸附剂的填充高度与所述吸附剂容纳腔的内径的比值为3～4；

所述中空管为透明管；

所述待吸附气体入口设在所述中空管上且位于所述吸附剂容纳腔的上部，所述净化气体出口设在所述中空管上且位于所述筛板的下部。

8.根据权利要求1或7所述的系统，其特征在于，该系统还包括尾气处理单元，所述尾气处理单元包括尾气入口和尾气出口，所述尾气入口与所述气体检测装置的出口相连。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述尾气处理单元包括尾气处理液容纳区，所述尾气入口设在容纳区且位于所述容纳区的液位线以下。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述计量单元、所述吸附单元、所述检测单元的至少一部分和所述尾气处理单元集合于一个箱体中，所述箱体上设有第一显示窗口、第二显示窗口和第三显示窗口，所述第一显示窗口用于显示所述气体流量测量装置的测量值，所述第二显示窗口用于显示所述吸附剂容纳腔的变化，所述第三显示窗口用于显示所述尾气处理单元的排气变化。