CN2695971Y

CN2695971Y - 气体吸附剂评价装置

Info

Publication number: CN2695971Y
Application number: CN 200320102956
Authority: CN
Inventors: 陈进富; 徐文东; 陆绍信
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2013-11-11

Abstract

本实用新型提供了一种吸附剂评价装置，包括气体吸附部分和输出显示部分，其中气体吸附部分包括：吸附气瓶、减压阀、流量计、预吸附罐和大小两个吸附罐及背压阀，大吸附罐内均匀安插有热电偶；输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备。该装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种吸附性能实验，而且结构紧凑，管件和仪表利用率高，流程优化，操作简单。

Description

气体吸附剂评价装置

技术领域

本实用新型涉及一种吸附剂评价装置，特别是一种天然气吸附剂吸附性能的评价装置。

背景技术

吸附剂为一种多孔性物质，广泛用于空气净化，气体分离以及物质回收等各种过程。因此，国内外对吸附剂的研究异常活跃，在研究过程中需要评价吸附剂的各种性能，如：吸附量测定，解吸量测定，吸附热效应以及吸附模拟试验和吸附剂寿命试验等。但现有的吸附剂性能评价装置结构简单，性能单一，大多仅能评价其中一至二项，给评价工作带来诸多不便。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构优化、操作简单，并且可实现多种功能的气体吸附剂性能评价装置。

本实用新型提供的吸附剂评价装置包括：气体吸附部分和输出显示部分，其中输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备，气体吸附部分包括：吸附气瓶、减压阀、流量计和吸附罐，吸附气瓶通过管线与减压阀、流量计和吸附罐串联连接，吸附罐出口与色谱分析仪相连通，经吸附后的气体由色谱分析仪进行在线分析测定，流量计由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连，以显示、打印输出相应数值。

所述的吸附气瓶最好是两个或两个以上。在吸附罐前可串联预吸附罐。与吸附罐或预吸附罐并联设有配气瓶，以配制各种组分和组成的试验气体，便于实现多组分气体的吸附性能评价。所述吸附罐较好为两个，最好为容积大小不同的两个吸附罐。在吸附罐内安插有热电偶(最好是均匀安插)，热电偶由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连，可以实现吸附热效应评价。

另外，在吸附气体出装置的出口前最好装有背压阀，便于控制吸附剂的吸附解吸压力。

该装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种实验操作，主要包括：体积吸附储存量的测定、体积有效解吸释放量的测定、吸附热效应实验、天然气各组分影响效果实验、真实天然气吸附解吸模拟实验、吸附剂寿命实验等。

该装置具有如下优点：一、功能齐全。一组实验可以得到多种性能数据，包括系列压力下吸附剂的储存量、有效释放量和吸附热大小及影响效应等；可以得出各种吸附剂的最佳储气压力，与重量吸附量联合可以准确预测出微孔孔容、孔分布等微观性质；并可以测出微孔内气体储存密度等微观指标；还可以进行规模应用的模拟实验，主要包括真实天然气各组分影响及解决措施的评价实验，和吸附剂寿命检测实验等。

优点之二、流程优化，操作简单，精确度高。此套装置结构紧凑，管件和仪表利用率高，最少节省两个流量计、一个减压阀、一个背压阀、两个数显精密压力表和若干相应阀件与管件，所以操作时应用阀少，调节容易，打通所需流程之后，每个系列实验所调节的阀只有两个，所以实验数据重复性能高，误差小，系统性能稳定。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置的操作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型装置进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围不受具体描述的限制。

图1给出了本实用新型装置的一个具体的实施方式，由图可见该装置包括有天然气气瓶1、氮气气瓶2、硫化氢气瓶3、二氧化碳气瓶4和石油气类气瓶5，此五个气瓶相互并联，经过减压阀6和吸附流量计10后与预吸附罐9相通。在预吸附罐之前并联有配气瓶7，通过减压阀和压力表及采样口，可以精确配制各种组分和组成的试验气体，为吸附实验提供各种气质的气源，便于实现多组分气体的吸附性能评价。预吸附罐9经压力传感器12后与吸附罐13相连，吸附罐13与色谱分析仪相连，并在吸附罐13和色谱分析仪之间设有采样口8，以备采集样品之用，并且此采样口也可以采集到预吸附罐9之前的气体样品。另在吸附罐13中安装有热电偶14，通过调整热偶插入深度，可以测定吸附解吸过程中吸附罐内部的温度分布。吸附流量计10、压力传感器12和热电偶14以及色谱分析仪分别经信号线与电脑显示记录仪19相连，数据经打印设备18打印输出。另外在吸附罐前设一小吸附罐11，作为大吸附罐的补充。设有循环测温显示表15与热电偶14相连，以用来显示吸附罐内温度。在气体出口前装有背压阀16，用于控制系统操作压力和吸附剂的吸附解吸压力，实现系列压力下吸附剂各吸附性能的评价操作。

图2为本实用新型评价装置操作示意图，下面结合该图对本装置的具体操作过程进行描述，主要是天然气吸附剂的性能评价操作过程。

1、配气流程：

由于重组分(C₃H₈、H₂S等)容易液化，气瓶压力只在1MPa左右，所以配气前要把配气罐放空，并且先按估算比例冲重组分气体，最后冲甲烷至所需压力。操作如下：

首先打开容易液化的气体钢瓶阀H₂S，记录压力表P-1的压力，打开阀3V-2至C-7，缓慢打开减压阀6，注意流量计10和压力表P-2的变化，调减压阀6使压力表P-2的压力达到比压力表P-1低0.2～0.5MPa即可，打开配气瓶7的气罐阀，再调节调节阀Lz-1使得流量计10的瞬时流量在15～90％之间，当流量计10的累计流量达到预定值时，依次关闭阀H₂S，减压阀6，调节阀Lz-1，三通阀3V-1，记录流量计10的累计流量。

重复上述步骤可以冲进其他组分。

对于甲烷，操作步骤基本相同，只是特别注意两点：一、调节减压阀6时，要使得压力表P-2读数直接达到所需配气罐压力(比如10MPa)；二、调节阀Lz-1控制瞬时流量不大于100％。

配气结束后要吹扫流程，置换管路中其他气体，并采样分析。首先依次打开减压阀6，阀2V-8，通过采样口放空管路中储存气体后关闭；然后打开三通阀3V-1至减压阀6，接通配气瓶至减压阀6前(关键)，调节减压阀6，使得压力表P-3达到0.2MPa左右，再依次打开阀2V-4，阀2V-2，阀2V-7，背压阀16，少量通气半分钟即可关闭阀2V-4，同时依次打开调节阀Lz-1，三通阀3V-2(先通向预吸附罐9，后通向流量计10’)，阀2V-1或调节阀Lz-2，半分钟后即可吹扫完毕。此时关闭三通阀3V-2，打开阀2V-8即可采样分析。

2、吸附热测量流程

吸附热测量主要包括四种情况：快速冲气过程，慢速冲气过程，快速释放过程和慢速释放过程。此装置有效计量的瞬时流量为1～10L/min，所以超出此范围的过程(快速冲放气)不走流量计10’。下面具体说明相关步骤：

快速冲气过程：开阀顺序依次为：三通阀3V-1(通向减压阀6前)，减压阀6，阀2V-4，阀2V-5，其关键操作步骤是减压阀的调节，在打开阀2V-5前，根据压力数显表Ps来确定减压阀6的开度，冲气后就不再改变了。

快速释放过程：开阀顺序依次为：阀2V-6，阀2V-4，阀2V-2，阀2V-7，背压阀BJ。操作关键在于根据压力数显表Ps来控制背压压力。

慢速冲气过程：开阀顺序依次为：三通阀3V-1至减压阀6前，减压阀6，流量计10，调节阀Lz-1，三通阀3V-2至预吸附罐9，阀2V-1，阀2V-2，压力数显表Ps，阀2V-5。操作关键在于：打开阀2V-5前根据压力数显表Ps调节减压阀压力，并调节阀Lz-1控制流量计10的瞬时流量在15～90％之间。

慢速释放过程：开阀顺序依次为：阀2V-6，流量计10，调节阀Lz-1，三通阀3V-2通向预吸附罐9，阀2V-1，阀2V-7，背压阀16。操作关键在于：根据压力数显表Ps调节背压阀16压力和控制流量计10的瞬时流量在15～90％之间。

3、体积吸附量测量流程

用小吸附罐测量体积吸附量的特点就是流量小，必须专用流量计10’(量程为1L/min)，所以冲气过程的开阀顺序依次为：三通阀3V-1通向减压阀6前，减压阀6，流量计10(不做记录)，调节阀Lz-1(全开)，三通阀3V-2通向流量计10’，流量计10’，调节阀Lz-2，阀2V-2，阀2V-3。操作关键在于：开阀2V-3前根据压力数显表Ps控制减压阀6压力，调节阀Lz-2控制流量计10’的瞬时流量在15～90％之间。

释放过程的开阀顺序依次为：阀2V-3，阀2V-4，流量计10(不做记录)，调节阀Lz-1(全开)，三通阀3V-2通向流量计10’，流量计10’，调节阀Lz-2，阀2V-7，背压阀16。操作关键在于：根据压力数显表Ps控制背压阀16压力，瞬时流量控制在15～90％。

本装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种实验操作，而且流程优化，操作简单。此套装置结构紧凑，管件和仪表利用率高。可广泛用于各种气体吸附剂性能评价实验。

Claims

1.一种吸附剂评价装置，包括：气体吸附部分和输出显示部分，输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备，其特征在于，气体吸附部分包括：吸附气瓶、减压阀、流量计和吸附罐，并通过管线依次串联连接，吸附罐出口与色谱分析仪相连通，流量计由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连。

2.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述的吸附气瓶是两个或两个以上。

3.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附罐前串联有预吸附罐。

4.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附罐前并联设有配气瓶。

5.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述吸附罐为两个，相互并联连接。

6.按照权利要求5所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述两个吸附罐的容积大小不同。

7.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，吸附罐内安插有热电偶，热电偶由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连。

8.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附气体出装置的出口前装有背压阀。