[实用新型]一种水蒸气标准气发生装置

说明书

本实用新型公开了一种水蒸气标准气发生装置，包括水蒸气标气发生器、标气配置器、乙烯气发生器和气相色谱仪。水蒸气标气发生器包括外筒、内筒、氮气导入管、标气导出管和温度计，外筒和内筒内部均装有冰水混合物，氮气导入管和标气导出管均置于外筒内；标气配置器分别与标气导出管和第二氮气标气源连接，标气配置器用于混合所述标气导出管输出的气体和第二氮气标气源输出的气体；乙烯气发生器内装有碳化钙颗粒，乙烯气发生器的进气端与标气配置器的混合气体出口连接，乙烯气发生器的出气端与气相色谱仪连接。该装置结构简单，使用方便，以通过该装置产生的标气作为参比测定催化剂还原过程中产生的水汽浓度，为催化剂的还原提供了准确的分析数据。

技术领域

本实用新型属于分析技术领域，具体涉及一种水蒸气标准气发生装置。

背景技术

氨合成塔催化剂还原是合成氨生产中极其关键的步骤之一，合成催化剂还原的好坏，直接关系着工厂的效益，还原的目的是将氧化态催化剂中的Fe₂O₃还原成具有活性的α-Fe，达到将H₂、N₂转化成氨的目的：H₂+Fe₂O₃→Fe+H₂O。还原过程中合成塔进出口水汽浓度是控制床层温度和还原速度的重要依据。

目前，分析化验中心分析水汽浓度的方法采用气相色谱法，该方法通过水汽与碳化钙反应生成乙炔，生成的乙炔进入气相色谱进行分析。但是水蒸气的标准气由于受温度、压力等外界因素影响较大，所以没有现成的水蒸气标气出售，因而无法得到能作为气相色谱的校准气体。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水蒸气标准气发生装置，该装置结构简单，使用方便，以通过该装置产生的标气作为参比测定催化剂还原过程中产生的水汽浓度，为催化剂的还原提供了准确的分析数据。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种水蒸气标准气发生装置，包括水蒸气标气发生器、标气配置器、乙烯气发生器和气相色谱仪；

所述水蒸气标气发生器包括外筒、内筒、氮气导入管、标气导出管和温度计，所述内筒置于外筒内，外筒和内筒内部均装有冰水混合物，所述氮气导入管和标气导出管均置于外筒内，氮气导入管的顶端与第一氮气标气源连接，氮气导入管的底端延伸至内筒底部，所述标气导出管的顶端设置在所述内筒的顶部，标气导出管的底端与标气配置器连接，所述温度计置于所述内筒内；进入水蒸气标气发生器的氮气经外筒的冰水混合物冷却至一定温度后，进入内筒的冰水混合物，离开内筒的气体也要经外筒的冰水混合物再次冷却，以保证内筒的水蒸气露点在0℃，如果氮气温度高会使结果偏高；

所述标气配置器分别与所述标气导出管和第二氮气标气源连接，标气配置器用于混合所述标气导出管输出的气体和第二氮气标气源输出的气体，所述标气配置器设置混合气体出口；

所述乙烯气发生器内装有碳化钙颗粒，乙烯气发生器的进气端与所述标气配置器的混合气体出口连接，乙烯气发生器的出气端与气相色谱仪连接。

进一步地，所述氮气导入管的底端设置扩散头，所述扩散头置于所述内筒的内底部；扩散头能将氮气分散成小气泡从内筒底部进入内筒上部空间。

进一步地，所述氮气导入管的顶端与第一氮气标气源连接的管路上设置第一流量计，所述第一流量计能控制氮气流速在0.5L/min。

进一步地，所述标气配置器包括第二流量计、第三流量计和混合气罐，所述标气导出管通过第二流量计与所述混合气罐连接，所述第二氮气标气源通过第三流量计与所述混合气罐连接，所述混合气罐的上部设置所述混合气体出口。

进一步地，所述乙烯气发生器呈U型状，乙烯气发生器的进气端和出气端分别位于U型状的左右两侧。

进一步地，所述乙烯气发生器的进气端与所述混合气罐的混合气体出口连接的管路上设置三通阀。