專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于消氫性能測(cè)試的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別涉及一種催化劑性能測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的測(cè)氫流程多為簡(jiǎn)易填充床式，只適合一般條件的測(cè)試，比如干空氣氣氛下或者含有水蒸氣的空氣氣氛下的消氫性能測(cè)試，但無(wú)法模擬核電站一般工況和事故后消氫催化劑所面臨的環(huán)境。此外，填充床式是將一定質(zhì)量的催化劑填充在一定管徑的反應(yīng)床中，要求氣體由下向上通過(guò)催化劑填充段，此時(shí)氣氛中氫氣可以與催化劑充分接觸，反應(yīng)完全。但是，AP1000核電站的特色在于非能動(dòng)。非能動(dòng)消氫的模式在于氣氛從下向上經(jīng)過(guò)催化劑是自發(fā)的，流經(jīng)過(guò)程中不能有太大阻力，所以不能采用傳統(tǒng)的填充床式反應(yīng)測(cè)試裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)驗(yàn)裝置，以實(shí)現(xiàn)催化劑的消氫性能測(cè)試。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，它包括箱體，進(jìn)氣口管路，氣體分散器，流量閥，催化劑消氫裝置，分流管路，氣體排出管路和外圍測(cè)試儀器；其中，為了更好的分散混合氣體，進(jìn)氣口管路的內(nèi)壁帶有螺旋扇葉；箱體安裝在支架上，其由上封頭、罐身、下封頭三部分組成，其中上封頭、罐身和下封頭分別通過(guò)法蘭連接；下封頭設(shè)有連接氣體分散器的進(jìn)氣口管路，并開(kāi)有一個(gè)補(bǔ)水口，補(bǔ)水口與注水管路連通并配有一個(gè)流量閥A，罐身內(nèi)壁并列開(kāi)有豎直且相互間留有間隙的卡槽，催化劑消氫裝置依次對(duì)應(yīng)的安裝在卡槽內(nèi)，在催化劑消氫裝置的下方和上方罐身內(nèi)部的中心位置均設(shè)有測(cè)壓力點(diǎn)和測(cè)氫氣濃度點(diǎn)，在罐身內(nèi)壁左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)催化劑消氫裝置的高度方向?qū)ΨQ(chēng)的設(shè)有測(cè)溫點(diǎn)；上封頭為實(shí)體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部安有分流管路，分流管路分為3組，其進(jìn)氣口分別位于催化劑消氫裝置的左右兩端及中心位置上方，3組分流管路在上封頭的上端收攏并連接氣體排出管路，氣體排出管路配有一個(gè)流量閥B ；外圍測(cè)試儀器包括與進(jìn)氣口管路相連互通的減壓閥和流量計(jì)，與測(cè)壓點(diǎn)相連互通的測(cè)壓裝置，與測(cè)濃度點(diǎn)相連互通的干燥劑和氫氣分析儀，與測(cè)溫點(diǎn)相連互通的熱電偶測(cè)溫裝置。其工作流程為首先按實(shí)驗(yàn)需求在箱體內(nèi)裝配好催化劑消氫裝置，密封箱體，然后將配置好的氫氣與空氣的混合氣體與減壓閥連接，經(jīng)過(guò)流量計(jì)后進(jìn)入內(nèi)壁帶有螺旋扇葉的進(jìn)氣口管路并進(jìn)入到氣體分散器中，混合氣體從氣體分散器的噴口流出折返向上，經(jīng)過(guò)催化劑消氫裝置前通過(guò)測(cè)壓力點(diǎn)和測(cè)濃度點(diǎn)測(cè)得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)值，混合氣體流經(jīng)催化劑消氫裝置，氫氧反應(yīng)并放熱，箱體兩側(cè)的熱電偶裝置測(cè)得催化劑裝置之間各個(gè)空間位置的溫度，混合氣體通過(guò)催化劑消氫裝置后通過(guò)上端的側(cè)壓力點(diǎn)和測(cè)濃度點(diǎn)測(cè)得一組反應(yīng)數(shù)據(jù)，最后經(jīng)分流管路、氣體排出管路排出；如果實(shí)驗(yàn)有濕度要求，則通過(guò)補(bǔ)水口注入一定量的水溶液，使液面高于氣體分散器的噴口。有酸堿要求時(shí)，亦可配入一定量的酸性或者堿性溶液?；旌蠚怏w經(jīng)過(guò)噴口后由溶液中折返出來(lái)，可將酸/堿溶液帶入試驗(yàn)環(huán)境。試驗(yàn)完畢后要及時(shí)清洗箱體底部。本發(fā)明的箱體采用三段式結(jié)構(gòu)，便于拆裝安放催化劑消氫裝置，以及便于處理實(shí)驗(yàn)后的清理；箱體底部開(kāi)有補(bǔ)水口，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同需求注入液體，解決了干空氣氣氛、空氣和水蒸氣混合氣氛、酸性和堿性條件下的空氣和蒸汽混合氣氛等多種核電站運(yùn)行工況和事故后環(huán)境的模擬。在本流程的設(shè)計(jì)中，為了降低氣體流經(jīng)催化劑時(shí)遇到的阻力，在催化劑消氫裝置之間留出空隙以便氣流通過(guò)。本發(fā)明同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在以上幾種條件下，對(duì)催化劑抗高溫高濕、酸堿等方面的性能的測(cè)試。


圖1為本發(fā)明工作流程不意圖；圖2為本發(fā)明箱體中段俯視圖；圖3為本發(fā)明箱體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-減壓閥2-流量計(jì)3-催化劑消氫裝置4-氣體分散器5-氣體排出管路6-熱電偶測(cè)溫裝置7-測(cè)壓裝置8-干燥劑9-氫氣分析儀10注水管路11-出水口12-流量閥A 13-支架14-加熱帶15-氣體進(jìn)入管路16-分流管路17-法蘭18-流量閥B
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖1、3，一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，它包括箱體，內(nèi)壁帶有螺旋扇葉的進(jìn)氣口管路15，氣體分散器4，流量閥12，催化劑消氫裝置3，分流管路16，氣體排出管路5和外圍測(cè)試儀器；參見(jiàn)附圖2，箱體安裝在支架13上，其由上封頭、罐身、下封頭三部分組成，其中上封頭、罐身和下封頭分別通過(guò)法蘭17連接；下封頭設(shè)有連接氣體分散器4的進(jìn)氣口管路15，并開(kāi)有一個(gè)補(bǔ)水口，補(bǔ)水口與注水管路10連通并配有一個(gè)流量閥A12，罐身內(nèi)壁并列開(kāi)有豎直且相互間留有間隙的卡槽，催化劑消氫裝置3依次對(duì)應(yīng)的安裝在卡槽內(nèi)，在催化劑消氫裝置3的下方和上方罐身內(nèi)部的中心位置均設(shè)有測(cè)壓力點(diǎn)和測(cè)氫氣濃度點(diǎn)，在罐身內(nèi)壁左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)催化劑消氫裝置3的高度方向?qū)ΨQ(chēng)的設(shè)有測(cè)溫點(diǎn)；上封頭為實(shí)體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部安有分流管路16，分流管路16分為3組，其進(jìn)氣口分別位于催化劑消氫裝置3的左右兩端及中心位置上方，3組分流管路16在上封頭的上端收攏并連接氣體排出管路5，氣體排出管路5配有一個(gè)流量閥B18 ；外圍測(cè)試儀器包括與進(jìn)氣口管路相連互通的減壓閥I和流量計(jì)2，與測(cè)壓點(diǎn)相連互通的測(cè)壓裝置7，與測(cè)濃度點(diǎn)相連互通的干燥劑8和氫氣分析儀9，與測(cè)溫點(diǎn)相連互通的熱電偶測(cè)溫裝置；其中，氣體分散器4的噴口的底部為封閉平板，側(cè)面開(kāi)有300個(gè)直徑相等的圓孔，300個(gè)圓孔的面積之和等于進(jìn)氣口管路15截面面積。下封頭外部圍有加熱帶14，罐體的左右兩端的測(cè)溫點(diǎn)設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上。分流管路16分為3組，每組為5-6根管路，分流管路16的截面面積之和等于氣體排出管路5截面面積。
權(quán)利要求
1.一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，其特征在于，它包括箱體，進(jìn)氣口管路(15)，氣體分散器(4)，流量閥(12)，催化劑消氫裝置(3)，分流管路(16)，氣體排出管路(5)和外圍測(cè)試儀器；其中，所述進(jìn)氣口管路(15)的內(nèi)壁帶有螺旋扇葉； 所述箱體安裝在支架(13 )上，其由上封頭、罐身、下封頭三部分組成，其中上封頭、罐身和下封頭分別通過(guò)法蘭(17)連接；所述下封頭設(shè)有連接所述氣體分散器(4)的進(jìn)氣口管路(15),并開(kāi)有一個(gè)補(bǔ)水口，所述補(bǔ)水口與注水管路(10)連通并配有一個(gè)流量閥A(12)，所述罐身內(nèi)壁并列開(kāi)有豎直且相互間留有間隙的卡槽，所述催化劑消氫裝置(3)依次對(duì)應(yīng)的安裝在所述卡槽內(nèi)，在所述催化劑消氫裝置(3)的下方和上方罐身內(nèi)部的中心位置均設(shè)有測(cè)壓力點(diǎn)和測(cè)氫氣濃度點(diǎn)，在罐身內(nèi)壁左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)催化劑消氫裝置(3)的高度方向?qū)ΨQ(chēng)的設(shè)有測(cè)溫點(diǎn)；所述上封頭為實(shí)體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部安有分流管路(16)，所述分流管路(16)分為3組，其進(jìn)氣口分別位于所述催化劑消氫裝置(3)的左右兩端及中心位置上方，所述3組分流管路(16)在所述上封頭的上端收攏并連接氣體排出管路(5)，氣體排出管路(5)配有一個(gè)流量閥B (18)； 所述外圍測(cè)試儀器包括與所述進(jìn)氣口管路相連互通的減壓閥(I)和流量計(jì)(2)，與測(cè)壓點(diǎn)相連互通的測(cè)壓裝置(7)，與測(cè)濃度點(diǎn)相連互通的干燥劑(8)和氫氣分析儀(9)，與測(cè)溫點(diǎn)相連互通的熱電偶測(cè)溫裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述氣體分散器(4)的噴口的底部為封閉平板，側(cè)面開(kāi)有300個(gè)直徑相等的圓孔，300個(gè)圓孔的面積之和等于所述進(jìn)氣口管路(15 )截面面積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述下封頭外部圍有加熱帶(14)，所述罐體的左右兩端的測(cè)溫點(diǎn)設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述分流管路(16)分為3組，每組為5-6根管路，所述分流管路(16)的截面面積之和等于所述氣體排出管路(5)截面面積。
5.如權(quán)利要求3所述的一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述分流管路分為3組，每組為5-6根管路，所述分流管路的截面面積之和等于所述氣體排出管路(5)截面面積。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別涉及一種催化劑性能測(cè)試裝置。它提供了一種用于消氫性能測(cè)試的裝置，該裝置為一個(gè)通過(guò)法蘭(17)連接的三段式罐體結(jié)構(gòu)，它包括由上封頭、罐身、下封頭三部分組成箱體，內(nèi)壁帶有螺旋扇葉的進(jìn)氣口管路(15)，氣體分散器(4)，補(bǔ)水口，出水口(11)，流量閥A(12)，流量閥B(18),催化劑消氫裝置(3)，分流管路(16)，氣體排出管路(5)和外圍測(cè)試儀器；混合氣體從進(jìn)氣口管路(15)進(jìn)入箱體，經(jīng)催化劑消氫裝置(3)反應(yīng)后，由氣體排出管路(5)排除；在箱體的測(cè)溫點(diǎn)、測(cè)壓力點(diǎn)、測(cè)濃度點(diǎn)分別連接測(cè)試儀器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，測(cè)試催化劑消氫裝置(3)的性能。
文檔編號(hào)G01N33/00GK103018408SQ20121052584
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者趙寧, 姜韶堃, 陶志勇 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所