一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置。
【背景技术】
[0002]目前，以瓦斯为原料制甲醇可采用间接转化法和直接转化法。从实验设备的角度考虑，间接转化法实验系统复杂、投资较大的缺点，而直接转化法，特别是近些年兴起的直接液相催化氧化法设备简单、易于搭建、投入较小，备受研宄者关注。低浓度瓦斯中含有大量的空气，在以低浓度瓦斯为原料采用直接液相催化氧化法制备甲醇的过程中，原料气中的大量氮气为非反应的惰性气体，它的存在降低了瓦斯中甲烷的气相分压，减小了甲烷在液相反应溶剂中的溶解度，进而降低了甲醇的产率，而且还增加了反应能耗。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型是为了解决现有瓦斯向甲醇转化的装置存在甲醇产率低、反应能耗大的问题，而提供一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置。
[0004]本实用新型的一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置由瓦斯气瓶、减压阀、第一手动截止阀、质量流量控制器、第二手动截止阀、第二电磁阀、瓦斯吸收塔、第一电磁阀、内压力指示表、单向阀、瓦斯提浓尾气收集器、第三手动截止阀、真空泵、提浓瓦斯收集器、增压泵、第一取样阀、压力传感器、热电偶、第二取样阀、电加热器、磁力搅拌子、甲醇尾气排放管和甲醇尾气收集器组成；所述瓦斯气瓶的出口与所述第一手动截止阀的进口相连，所述瓦斯气瓶的出口与所述第一手动截止阀的进口之间设置有减压阀；所述第一手动截止阀的出口与所述第二手动截止阀的进口相连，所述第一手动截止阀的出口与所述第二手动截止阀的进口之间设置有质量流量控制器；所述第二手动截止阀的出口分别与所述第一电磁阀的进口和所述第三手动截止阀进口相连；所述第一电磁阀的出口与所述瓦斯吸收塔下部的管口相连，所述瓦斯吸收塔的顶部出口与所述第二电磁阀的进口相连，所述瓦斯吸收塔的顶部出口与所述第二电磁阀的进口之间设置有内压力指示表；所述第二电磁阀的出口与所述单向阀的进口相连，所述单向阀的出口与所述瓦斯提浓尾气收集器的进口相连；所述第三手动截止阀的出口与所述真空泵的进口相连，所述真空泵的出口与所述提浓瓦斯收集器的进口相连，所述提浓瓦斯收集器的底部设置有增压泵；所述提浓瓦斯收集器的出口通过管线连接在所述甲醇合成反应釜的釜盖的进液口上，所述提浓瓦斯收集器的出口与所述甲醇合成反应釜的釜盖的进液口之间设置有第一取样阀；所述甲醇合成反应釜的釜盖上设置有压力传感器和热电偶，所述热电偶和磁力搅拌子设置在甲醇合成反应釜内的液面以下，所述压力传感器设置在甲醇合成反应釜内的液面以上；所述甲醇合成反应釜嵌入到电加热器内，所述甲醇合成反应釜的釜盖上的排气口与所述甲醇尾气排放管的进口相连，所述甲醇尾气排放管的出口与所述甲醇尾气收集器的进口相连，所述甲醇尾气排放管上设置有第二取样阀。
[0005]工作原理:
[0006]低浓度瓦斯由瓦斯气瓶流出，经减压阀减压后，经质量流量控制器精确控制流量后进入装有活性炭吸附剂的瓦斯吸附塔，当内压力指示表显示达到所需吸附压力时，打开第二电磁阀，使尾气经单向阀进入瓦斯提浓尾气收集器。当瓦斯吸附塔吸附达饱和后，关闭第一电磁阀，对瓦斯吸附塔降压，富氮尾气经单向阀进入瓦斯提浓尾气收集器，降压结束后，打开第三手动截止阀，开启真空泵对瓦斯吸附塔抽真空，使吸附在活性炭上的瓦斯的主要成分甲烷充分解吸，提浓后的瓦斯气进入提浓瓦斯收集器。
[0007]反复进行上述提浓过程，使大量提浓瓦斯收集于提浓瓦斯收集器中，通过第一取样阀取少量提浓瓦斯进行成分及含量分析后，用增压泵对提浓瓦斯收集器中的提浓瓦斯进行增压，使其通过气体管线和甲醇合成反应釜釜盖上的孔洞进入装有液相反应溶剂和催化剂的甲醇合成反应釜，用电加热器对甲醇合成反应釜加热，以提供甲醇合成所需温度，压力传感器、热电偶和磁力搅拌子穿过甲醇合成反应釜釜盖进入甲醇合成反应釜中。甲醇合成反应结束以后，将甲醇合成反应釜从电加热器中取出，冷却至室温后，通过甲醇尾气排放管上的气体取样阀取少量甲醇尾气进行成分及含量分析后，将甲醇合成反应釜中全部气体经甲醇尾气排放管排入甲醇尾气收集器，打开甲醇合成反应釜取其中的液体进行甲醇含量分析。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]本实用新型的优点在于可实现提高低浓度瓦斯直接液相催化氧化合成甲醇实验中甲醇产率的目的。用此系统能将甲烷浓度为30 %的低浓度瓦斯提浓至甲烷浓度为47 %，从而使甲醇的产率提高40.3%。
【附图说明】
[0010]图1为一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式的一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置由瓦斯气瓶1、减压阀2、第一手动截止阀3、质量流量控制器4、第二手动截止阀5、第二电磁阀6、瓦斯吸收塔7、第一电磁阀8、内压力指示表9、单向阀10、瓦斯提浓尾气收集器11、第三手动截止阀12、真空泵13、提浓瓦斯收集器14、增压泵15、第一取样阀16、压力传感器17、热电偶18、第二取样阀19、电加热器20、磁力搅拌子21、甲醇尾气排放管22和甲醇尾气收集器23组成；所述瓦斯气瓶I的出口与所述第一手动截止阀3的进口相连，所述瓦斯气瓶I的出口与所述第一手动截止阀3的进口之间设置有减压阀2 ;所述第一手动截止阀3的出口与所述第二手动截止阀5的进口相连，所述第一手动截止阀3的出口与所述第二手动截止阀5的进口之间设置有质量流量控制器4 ;所述第二手动截止阀5的出口分别与所述第一电磁阀8的进口和所述第三手动截止阀12进口相连；所述第一电磁阀8的出口与所述瓦斯吸收塔7下部的管口相连，所述瓦斯吸收塔7的顶部出口与所述第二电磁阀6的进口相连，所述瓦斯吸收塔7的顶部出口与所述第二电磁阀6的进口之间设置有内压力指示表9 ;所述第二电磁阀6的出口与所述单向阀10的进口相连，所述单向阀10的出口与所述瓦斯提浓尾气收集器11的进口相连；所述第三手动截止阀12的出口与所述真空泵13的进口相连，所述真空泵13的出口与所述提浓瓦斯收集器14的进口相连，所述提浓瓦斯收集器14的底部设置有增压泵15 ;所述提浓瓦斯收集器14的出口通过管线连接在所述甲醇合成反应釜24的釜盖的进液口上，所述提浓瓦斯收集器14的出口与所述甲醇合成反应釜24的釜盖的进液口之间设置有第一取样阀16 ;所述甲醇合成反应釜24的釜盖上设置有压力传感器17和热电偶18，所述热电偶18和磁力搅拌子21设置在甲醇合成反应釜24内的液面以下，所述压力传感器17设置在甲醇合成反应釜24内的液面以上；所述甲醇合成反应釜24嵌入到电加热器20内，所述甲醇合成反应釜24的釜盖上的排气口与所述甲醇尾气排放管22的进口相连，所述甲醇尾气排放管22的出口与所述甲醇尾气收集器23的进口相连，所述甲醇尾气排放管22上设置有第二取样阀19。
【主权项】
1.一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置，其特征在于实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置由瓦斯气瓶(1)、减压阀(2)、第一手动截止阀(3)、质量流量控制器(4)、第二手动截止阀(5)、第二电磁阀(6)、瓦斯吸收塔(7)、第一电磁阀(8)、内压力指示表(9)、单向阀(10)、瓦斯提浓尾气收集器(11)、第三手动截止阀(12)、真空泵(13)、提浓瓦斯收集器(14)、增压泵(15)、第一取样阀(16)、压力传感器(17)、热电偶(18)、第二取样阀(19)、电加热器(20)、磁力搅拌子(21)、甲醇尾气排放管(22)和甲醇尾气收集器(23)组成；所述瓦斯气瓶(I)的出口与所述第一手动截止阀(3)的进口相连，所述瓦斯气瓶(I)的出口与所述第一手动截止阀(3)的进口之间设置有减压阀(2);所述第一手动截止阀(3)的出口与所述第二手动截止阀(5)的进口相连，所述第一手动截止阀(3)的出口与所述第二手动截止阀(5)的进口之间设置有质量流量控制器(4);所述第二手动截止阀(5)的出口分别与所述第一电磁阀(8)的进口和所述第三手动截止阀(12)进口相连；所述第一电磁阀(8)的出口与所述瓦斯吸收塔(7)下部的管口相连，所述瓦斯吸收塔(7)的顶部出口与所述第二电磁阀(6)的进口相连，所述瓦斯吸收塔(7)的顶部出口与所述第二电磁阀(6)的进口之间设置有内压力指示表(9);所述第二电磁阀(6)的出口与所述单向阀(10)的进口相连，所述单向阀(10)的出口与所述瓦斯提浓尾气收集器(11)的进口相连；所述第三手动截止阀(12)的出口与所述真空泵(13)的进口相连，所述真空泵(13)的出口与所述提浓瓦斯收集器(14)的进口相连，所述提浓瓦斯收集器(14)的底部设置有增压泵(15);所述提浓瓦斯收集器(14)的出口通过管线连接在所述甲醇合成反应釜(24)的釜盖的进液口上，所述提浓瓦斯收集器(14)的出口与所述甲醇合成反应釜(24)的釜盖的进液口之间设置有第一取样阀(16);所述甲醇合成反应釜(24)的釜盖上设置有压力传感器(17)和热电偶(18)，所述热电偶(18)和磁力搅拌子(21)设置在甲醇合成反应釜(24)内的液面以下，所述压力传感器(17)设置在甲醇合成反应釜(24)内的液面以上；所述甲醇合成反应釜(24)嵌入到电加热器(20)内，所述甲醇合成反应釜(24)的釜盖上的排气口与所述甲醇尾气排放管(22)的进口相连，所述甲醇尾气排放管(22)的出口与所述甲醇尾气收集器(23)的进口相连，所述甲醇尾气排放管(22)上设置有第二取样阀(19)。
【专利摘要】一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置。本实用新型涉及一种实验用低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇的装置。本实用新型是为解决现有瓦斯向甲醇转化的装置存在甲醇产率低、反应能耗大的问题。该装置由瓦斯气瓶、减压阀、第一手动截止阀、质量流量控制器、第二手动截止阀、第二电磁阀、瓦斯吸收塔、第一电磁阀、内压力指示表、单向阀、瓦斯提浓尾气收集器、第三手动截止阀、真空泵、提浓瓦斯收集器、增压泵、第一取样阀、压力传感器、热电偶、第二取样阀、电加热器、磁力搅拌子、甲醇尾气排放管和甲醇尾气收集器组成。本实用新型用于实验室内低浓度煤矿瓦斯催化氧化制甲醇。
【IPC分类】C07C31-04, C07C29-50
【公开号】CN204569776
【申请号】CN201520276946
【发明人】徐锋, 朱丽华, 吴扬, 李创
【申请人】黑龙江科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月30日