本發(fā)明涉及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種便攜式甲醛發(fā)生器，用于在標(biāo)準(zhǔn)艙內(nèi)均勻的產(chǎn)生一定濃度的污染物。

背景技術(shù)：

空氣凈化器在標(biāo)準(zhǔn)艙內(nèi)進(jìn)行甲醛污染物CADR(潔凈空氣量)測試時(shí)，需要通過相應(yīng)的甲醛污染物發(fā)生器在艙內(nèi)發(fā)生一定濃度的污染物。

傳統(tǒng)的發(fā)生方法，具有以下的缺點(diǎn)：

(1)福爾馬林溶液蒸發(fā)法：發(fā)生甲醛的同時(shí)產(chǎn)生大量甲醇雜質(zhì)，干擾傳感器響應(yīng)。連續(xù)加熱蒸發(fā)時(shí)，溶液中的甲醛容易聚合凝固，不僅堵塞管道，且影響發(fā)生量的計(jì)算；

(2)多聚甲醛熱解法：同樣雜質(zhì)含量較高，而且每次需要手動稱量與汽化多聚甲醛，難以長時(shí)間連續(xù)操作。

(3)多聚甲醛催化裂解法：產(chǎn)生的甲醛濃度不高，不適合國標(biāo)測試。

(4)天然氣直接制甲醛法：轉(zhuǎn)化率比較低，甲醛濃度不高。

(5)甲醇銀法制取甲醛：甲醇轉(zhuǎn)化率不高，常需要引入甲醇循環(huán)等回用甲醇的辦法，且一般裝置復(fù)雜，使用不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高甲醇轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)物甲醛的純度，防止未反應(yīng)的甲醇和甲醛反應(yīng)生成縮醛和半縮醛，本發(fā)明提供了一種便攜式甲醛發(fā)生器。首先該發(fā)生器采用高純甲醇作為原料，通過甲醇的催化部分氧化獲得甲醛。由于采用鐵鉬催化劑，甲醇轉(zhuǎn)化為甲醛的選擇性和效率都非常高，再加上有選擇性的凈化該反應(yīng)的微量副產(chǎn)物，可以獲得高純度等甲醛污染物。

同時(shí)采用嵌入式鋁合金加熱塊，縮小反應(yīng)器體積，并對反應(yīng)條件進(jìn)行精確控制。發(fā)生器可根據(jù)反應(yīng)量不同增加或減少催化劑，并能夠快速拆卸和安裝。各部件獨(dú)立，維修方便。并在此基礎(chǔ)上保證氣流的均勻混合，以及充分的反應(yīng)空間。

具體地，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

(1)用高功率密度的加熱管和高導(dǎo)熱系數(shù)的鋁合金塊(螺紋)連接，可以快速制造一個小型的、適合反應(yīng)的恒溫場。

(2)加熱管完全密封在鋁合金內(nèi)部，熱量全部傳遞給鋁合金，通過控溫?zé)犭娕际箿囟瓤刂凭_。

(3)在鋁合金恒溫塊中分別嵌入獨(dú)立的汽化混合管和催化反應(yīng)管。

(4)采用恒流泵將甲醇無死體積地送到汽化混合管，甲醇液體在汽化混合管中受熱汽化，并與過量空氣混合均勻。

(5)在催化反應(yīng)管中填充高效鐵鉬催化劑，在過量空氣環(huán)境下高效率和高選擇性地將甲醇部分氧化為甲醛。

(6)發(fā)生器各部分，如加熱管，鋁合金塊，汽化混合管以及催化 反應(yīng)管相互獨(dú)立并方便拆卸，可以方便的更換任一部分。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是能夠定量、定速發(fā)生甲醛，所得甲醛純度高、濃度高，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，穩(wěn)定性高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

一種便攜式甲醛發(fā)生器的整體流程圖如圖1所示：精密注射泵將高純甲醇液體定量定速注入汽化混合管；同時(shí)空氣進(jìn)入汽化混合管與汽化后的甲醇混合均勻；混合后的空氣/甲醇?xì)怏w進(jìn)入催化反應(yīng)管進(jìn)行部分氧化反應(yīng)；反應(yīng)后的甲醛/雜質(zhì)/空氣混合氣體通過吸附凈化器進(jìn)一步凈化，并最終得到純度高的甲醛/空氣氣體。

圖2給出了一種便攜式甲醛發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖。其中，1為汽化混合管，2為鋁合金塊，3為連接管，4為加熱管，5為催化反應(yīng)管；1、4、5分別通過螺紋和2連接。通過三通，空氣和甲醇分別通入。甲醇通過注射管直接通入2。將2溫度控制在反應(yīng)溫度，如300℃。因此甲醇出注射管即受熱汽化，無液態(tài)甲醇儲存的體積，從而參與反應(yīng)的甲醇量控制精準(zhǔn)?？諝鈴尼樄芡鈧?cè)，反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)入2?？諝夂图状荚?內(nèi)混合均勻。

混合氣體經(jīng)過3進(jìn)入5，5內(nèi)部填入需要的高效鐵鉬催化劑，兩頭用纖維棉等填塞固定?；旌蠚庠?充分反應(yīng)。反應(yīng)完成以后進(jìn)入吸附凈化器除去雜質(zhì)，隨后可以引出使用。

圖3給出了一種便攜式甲醛發(fā)生器的剖面圖。其中，加熱器1通過螺紋擰進(jìn)鋁合金塊，通過溫度測點(diǎn)2布置熱電偶控制反應(yīng)管的溫度。

圖4給出了汽化混合管的結(jié)構(gòu)圖。其中，管子中間為連接螺紋，通過此處與鋁合金塊連接，上部接三通分別通入甲醇和空氣，下部連接催化反應(yīng)管，將汽化混合好的混合氣體送入反應(yīng)區(qū)域。

圖5給出了催化反應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖。其中，中間螺紋部分未連接螺紋，通過此處與鋁合金塊連接，內(nèi)部填充反應(yīng)催化劑。上端接管與汽化混合管連接。下端部為反應(yīng)管出口，可以接吸附凈化器。

圖6給出了高功率密度加熱管的結(jié)構(gòu)圖。其中，加熱管為單頭加熱管，為了提高功率密度，螺紋部分設(shè)計(jì)為發(fā)熱結(jié)構(gòu)。整個加熱管通過螺帽密封在鋁合金塊內(nèi)部。

由于一種便攜式甲醛發(fā)生器體積較小，啟動以后可以迅速達(dá)到反應(yīng)所需溫度，如5～10分鐘。

通過控制汽化混合管和連接管的直徑和長度，可以很好地解決混合均勻性問題。

催化反應(yīng)管通過螺紋傳熱，可以很好地吸收鋁合金塊的熱量，反應(yīng)結(jié)果顯示轉(zhuǎn)化率接近100％。