[发明专利]多组分进料的催化剂/吸附剂评价装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多组分进料的催化剂/吸附剂评价装置。 

背景技术

在化学反应工程领域中，固定床/流化床反应装置是用来研究、开发催化剂、吸附剂等的一类重要装置。为避免金属的管壁效应及玻璃材料高温（500℃以上）软化的弊端，石英材质的反应器或吸附器得到了越来越广泛的应用。 

在固定床反应器或吸附器中，为了形成固定床的床层，需要采用支撑和覆盖的措施。CN1724135A和CN201207048A中均采用了石英棉支撑层和石英棉覆盖层。由于石英棉属纤维，与石英管非固定性连接，每次操作只能实现单次支撑或覆盖的功能。此外，采用这种石英棉支撑与覆盖的方式所形成固体床层质量很小，往往以毫克计，限制了固定床床层的规模。 

在半连续的管式固定流化床反应器或吸附器中，如何保证连续相气流线速低时催化剂或吸附剂细粉或颗粒不泄漏、以及反应气流在离开反应器或吸附器时不携带催化剂或吸附剂细粉或颗粒是流化床模式能否操作成功的关键之处。 

通常，石英材质的反应器与外部管线连接方式存在不足，如通常使用橡胶管或塑料管，因为不满足针对硫化物、氮化物之类惰性的要求，从而大大限制了实验体系的适用范围；此外石英管比较硬而脆，不能通过公知的硬连接及密封方式与金属管线相连接。 

此外，在工业生产过程中或科研开发实验中，两种以上气体需要混合时通常使用气体混合器。现有的气体混合器一般是在一个容器中同时通入两种 或两种以上气体，通过气体之间的扩散运动进行混合。这种传统的气体混合方式存在如下不足：混合不够均匀、混合速度慢等。 

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的多组分进料的催化剂/吸附剂评价装置，该装置不仅可以确保多组分进料气体均匀混合，而且还克服了石英材质的反应器/吸附器与金属管线的现有连接方式的上述不足。 

本发明提供了一种多组分进料的催化剂/吸附剂评价装置，该装置包括气体混合器、管式反应器/吸附器和气体分析仪，来自所述气体混合器的混合气体进入所述管式反应器/吸附器中进行处理，并且经过所述管式反应器/吸附器处理后的尾气进入所述气体分析仪中进行分析，其中， 

所述气体混合器包括具有上端开口的器体、与所述器体的上端开口相配合的顶盖以及位于所述器体内的叶轮，所述叶轮通过叶轮上支架和叶轮下支架安装在所述器体内，其中，在所述器体的内部，在所述叶轮上支架和所述叶轮下支架之间设置有带孔隔板； 

所述管式反应器/吸附器为石英材质，连接所述气体混合器的混合气体出口的金属管线与所述管式反应器/吸附器的原料气进气管通过第一柔性转接部件连接，连接所述气体分析仪的入口的金属管线与所述管式反应器/吸附器的尾气出气管通过第二柔性转接部件连接，其中，所述第一柔性转接部件和所述第二柔性转接部件各自包括锁紧螺母、金属垫圈、密封圈和金属接头，所述金属接头的一端通过锁紧螺母与所述管式反应器/吸附器的原料气进气管或尾气出气管固定连接，所述金属垫圈和所述密封圈相互间隔布置，并且位于所述金属接头和所述管式反应器/吸附器的原料气进气管或尾气出气管之间，所述金属接头的另一端与金属管线连接。 

优选地，在所述气体混合器中，所述带孔隔板的数量为至少两个，更优 选为3-10个，且这些带孔隔板与所述叶轮上支架和所述叶轮下支架平行设置。 

更优选地，所述带孔隔板为单边带孔隔板，且相邻两个带孔隔板上的孔分别分布在叶轮的中心轴线的两侧。 

优选地，所述叶轮位于所述带孔隔板的上方。 

优选地，在所述管式反应器/吸附器中，沿着气体物流的流向，依次包括原料气进气管、扩径段、第一石英管桶、第二石英管桶和石英封头，所述第一英管桶的下部和所述第二石英管桶的上部分别设置有石英滤片。 

更优选地，所述石英封头带有尾气出气管和石英管热电偶阱，所述石英管热电偶阱沿轴向贯穿所述第二石英管桶并延伸到所述第一石英管桶中。 

优选地，所述金属管线为金属波纹管。 

优选地，所述金属接头的另一端采用梯形槽口方式连接所述金属管线。 

优选地，在连接所述气体分析仪的入口的金属管线上设置有气体冷凝器，来自所述管式反应器/吸附器的尾气进入所述气体冷凝器中进行冷凝，冷凝后的物流通过所述金属管线进入所述气体分析仪进行分析。 

优选地，所述装置还包括尾气处理罐，用于处理来自所述气体分析仪、所述气体混合器和所述管式反应器/吸附器中的至少一个的气体物流。