多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置。
【背景技術】
[0002]在化學反應工程領域中，固定床/流化床反應裝置是用來研究、開發催化劑、吸附劑等的一類重要裝置。為避免金屬的管壁效應及玻璃材料高溫(500°C以上)軟化的弊端，石英材質的反應器或吸附器得到了越來越廣泛的應用。
[0003]在固定床反應器或吸附器中，為了形成固定床的床層，需要采用支撐和覆蓋的措施。CN1724135A和CN201207048A中均采用了石英棉支撐層和石英棉覆蓋層。由于石英棉屬纖維，與石英管非固定性連接，每次操作只能實現單次支撐或覆蓋的功能。此外，采用這種石英棉支撐與覆蓋的方式所形成固體床層質量很小，往往以毫克計，限制了固定床床層的規模。
[0004]在半連續的管式固定流化床反應器或吸附器中，如何保證連續相氣流線速低時催化劑或吸附劑細粉或顆粒不泄漏、以及反應氣流在離開反應器或吸附器時不攜帶催化劑或吸附劑細粉或顆粒是流化床模式能否操作成功的關鍵之處。
[0005]通常，石英材質的反應器與外部管線連接方式存在不足，如通常使用橡膠管或塑料管，因為不滿足針對硫化物、氮化物之類惰性的要求，從而大大限制了實驗體系的適用范圍；此外石英管比較硬而脆，不能通過公知的硬連接及密封方式與金屬管線相連接。
[0006]此外，在工業生產過程中或科研開發實驗中，兩種以上氣體需要混合時通常使用氣體混合器。現有的氣體混合器一般是在一個容器中同時通入兩種或兩種以上氣體，通過氣體之間的擴散運動進行混合。這種傳統的氣體混合方式存在如下不足:混合不夠均勻、混合速度慢等。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了提供一種新的多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置，該裝置不僅可以確保多組分進料氣體均勻混合，而且還克服了石英材質的反應器/吸附器與金屬管線的現有連接方式的上述不足。
[0008]本發明提供了一種多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置，該裝置包括氣體混合器、管式反應器/吸附器和氣體分析儀，來自所述氣體混合器的混合氣體進入所述管式反應器/吸附器中進行處理，并且經過所述管式反應器/吸附器處理后的尾氣進入所述氣體分析儀中進行分析，其中，
[0009]所述氣體混合器包括具有上端開口的器體、與所述器體的上端開口相配合的頂蓋以及位于所述器體內的葉輪，所述葉輪通過葉輪上支架和葉輪下支架安裝在所述器體內，其中，在所述器體的內部，在所述葉輪上支架和所述葉輪下支架之間設置有帶孔隔板；
[0010]所述管式反應器/吸附器為石英材質，連接所述氣體混合器的混合氣體出口的金屬管線與所述管式反應器/吸附器的原料氣進氣管通過第一柔性轉接部件連接，連接所述氣體分析儀的入口的金屬管線與所述管式反應器/吸附器的尾氣出氣管通過第二柔性轉接部件連接，其中，所述第一柔性轉接部件和所述第二柔性轉接部件各自包括鎖緊螺母、金屬墊圈、密封圈和金屬接頭，所述金屬接頭的一端通過鎖緊螺母與所述管式反應器/吸附器的原料氣進氣管或尾氣出氣管固定連接，所述金屬墊圈和所述密封圈相互間隔布置，并且位于所述金屬接頭和所述管式反應器/吸附器的原料氣進氣管或尾氣出氣管之間，所述金屬接頭的另一端與金屬管線連接。
[0011]優選地，在所述氣體混合器中，所述帶孔隔板的數量為至少兩個，更優選為3-10個，且這些帶孔隔板與所述葉輪上支架和所述葉輪下支架平行設置。
[0012]更優選地，所述帶孔隔板為單邊帶孔隔板，且相鄰兩個帶孔隔板上的孔分別分布在葉輪的中心軸線的兩側。
[0013]優選地，所述葉輪位于所述帶孔隔板的上方。
[0014]優選地，在所述管式反應器/吸附器中，沿著氣體物流的流向，依次包括原料氣進氣管、擴徑段、第一石英管桶、第二石英管桶和石英封頭，所述第一英管桶的下部和所述第二石英管桶的上部分別設置有石英濾片。
[0015]更優選地，所述石英封頭帶有尾氣出氣管和石英管熱電偶阱，所述石英管熱電偶阱沿軸向貫穿所述第二石英管桶并延伸到所述第一石英管桶中。
[0016]優選地，所述金屬管線為金屬波紋管。
[0017]優選地，所述金屬接頭的另一端采用梯形槽口方式連接所述金屬管線。
[0018]優選地，在連接所述氣體分析儀的入口的金屬管線上設置有氣體冷凝器，來自所述管式反應器/吸附器的尾氣進入所述氣體冷凝器中進行冷凝，冷凝后的物流通過所述金屬管線進入所述氣體分析儀進行分析。
[0019]優選地，所述裝置還包括尾氣處理罐，用于處理來自所述氣體分析儀、所述氣體混合器和所述管式反應器/吸附器中的至少一個的氣體物流。
[0020]在本發明提供的所述多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置中，對于所述氣體混合器，通過在器體內設置葉輪并且在安裝葉輪的葉輪上支架和葉輪下支架之間設置帶孔隔板，使得進入氣體混合器內的多路原料氣體在葉輪的旋轉下進行攪拌混合，而且多路原料氣體在通過帶孔隔板上的孔時也會發生環繞流動，使得多路原料氣體在氣體混合器內能夠實現快速均勻地混合。
[0021]而且，在本發明提供的所述多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置中，采用特定的柔性連接部件可以實現將石英材質的管式反應器/吸附器與金屬外部件進行柔性連接，并且通過在柔性連接部件中間隔布置金屬墊圈和密封圈，可以確保密封連接。
[0022]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0023]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0024]圖1是本發明提供的多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置的結構示意圖。
[0025]圖2是氣體混合器的結構示意圖。
[0026]圖3是管式反應器/吸附器的結構示意圖。
[0027]圖4是柔性連接部件的結構示意圖。
[0028]附圖標記說明
[0029]A氣體流量控制計B氣體混合器
[0030]C開關閥D柔性連接部件
[0031]E管式反應器/吸附器F氣體冷凝器
[0032]G氣體分析儀H尾氣處理罐
[0033]I進料氣體管線2去分析儀器的混合原料氣管線
[0034]3近反應器的混合原料氣管線
[0035]4反應尾氣管線5進分析儀器的分流氣體管線
[0036]6進氣體處理罐的氣體管線7放空氣體管線
[0037]8單路氣體進口9葉輪上支架
[0038]10帶孔隔板11葉輪下支架
[0039]12旋緊螺釘13頂蓋
[0040]14葉輪 15器體
[0041]16混合氣出口 17混合原料氣進氣管
[0042]18擴徑段19，23石英濾片
[0043]20石英管桶 21擴徑段
[0044]22石英管熱電偶阱24內磨砂接口
[0045]25外磨砂接口 26石英封頭
[0046]27反應尾氣出口
[0047]28管式反應器/吸附器的原料氣進氣管或尾氣出氣管
[0048]29鎖緊螺母 30墊圈
[0049]31?封圈 32金屬接頭
[0050]33金屬波紋管
【具體實施方式】
[0051]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0052]在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是指參考附圖所示的上、下；“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內、外。
[0053]在本發明中，“催化劑/吸附劑評價裝置”是指催化劑或吸附劑評價裝置，當該裝置用于評價催化劑時則為催化劑評價裝置，當該裝置用于評價吸附劑時則為吸附劑評價裝置。
[0054]在本發明中，“管式反應器/吸附器”是指管式反應器或吸附器，當本發明提供的所述裝置用于評價催化劑時則為管式反應器，當本發明提供的所述裝置用于評價吸附劑時則為管式吸附器。
[0055]如圖1所示，本發明提供的所述多組分進料的催化劑/吸附劑評價裝置包括氣體混合器B、管式反應器/吸附器E和氣體分析儀G，來自所述氣體混合器B的混合氣體進入所述管式反應器/吸附器E中進行處理，并且經過所述管式反應器/吸附器E處理后的尾氣進入所述氣體分析儀G中進行分析，
[0056]其中，所述氣體混合器B包括具有上端開口的器體15、與所述