一种自平衡衬管内外压力的反应器及使用方法与流程

文档序号:14686790发布日期:2018-06-15 03:37阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种自平衡衬管内外压力的反应器,其特征在于:包括二端开口的中空筒状承压外壳,二端开口的中空筒状惰性内衬,惰性内衬穿套于承压外壳内,惰性内衬外壁面与承压外壳内壁面间留有空隙,于惰性内衬外壁面上套设有环状的内衬入口密封圈和环状的内衬出口密封圈,内衬入口密封圈和内衬出口密封圈将位于它们之间的空隙二端密闭,于惰性内衬外壁面与承压外壳内壁面间形成一密闭夹缝;惰性内衬的二开口端分别作为反应物料入口和出口;一两端开口的导管,一端与密闭夹缝相连通,另一端位于惰性内衬的入口端,导管上设有压力平衡阀,压力平衡阀为一只允许的气体从入口端向夹缝流动的单向阀;另一两端开口的导管,一端与密闭夹缝相连通,另一端位于惰性内衬的出口端,导管上设有自保护泄压阀,自保护泄压阀为一仅允许的气体从夹缝向出口端流动的单向阀。

2.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述惰性内衬位于承压外壳内部,惰性内衬的入口端与出口端通过环状密封圈与承压外壳之间密封;承压外壳与惰性内衬之间形成夹缝,压力平衡阀通过管路连接惰性内衬入口端的进气口与夹缝之间,压力平衡阀的气体流向只允许从进气口向夹缝流向;自保护泄压阀通过管路连接夹缝与惰性内衬出口端的尾气出口,气体流向只允许从夹缝流向尾气出口;稳压状态下气体仅从内衬管内部流过,不能流经夹缝。

3.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述承压外壳上下两端分别与进气管和出气管密闭连接,且承压外壳上上端与进气管的连接处或下端与出气管连接处为可以打开与关闭密封,进而可取放惰性内衬。

4.根据权利要求1或3所述的反应器,其特征在于:

所述承压外壳为一圆管,二个带外螺纹的圆筒形螺帽套设于圆管外壁面上,于承压外壳二开口端外壁面上沿径向分别设有一环形突台A,螺帽的内径小于环形突台A的外径,进气管和出气管与承压外壳连接端的外壁上沿径向分别设一环形突台B,二个带内螺纹的下端开口上端密闭圆筒形压盖,压盖的密闭端中部设有通孔,进气管和出气管分别穿套于二个压盖的通孔中,通孔的内径小于环形突台B的外径,二个螺帽分别与二个压盖相螺合,于进气管和出气管与承压外壳之间分别设有密封圈。

5.根据权利要求1-4任一所述的反应器,其特征在于:于承压外壳二开口端内壁面上、分别设有一与承压外壳同轴的带内螺纹的环形凹陷部,所述承压外壳和惰性内衬均分别为一圆管,惰性内衬同轴穿套于承压外壳内,内衬入口密封圈和内衬出口密封圈置于环形凹陷部,二个带外螺纹的中部带通孔的压帽分别螺合于承压外壳二端的环形凹陷部,惰性内衬二端分别穿套于二个压帽的通孔内;惰性内衬外壁面与承压外壳内壁面间留有的空隙,内衬入口密封圈和内衬出口密封圈密封圈。

6.根据权利要求1-5任一所述的反应器,其特征在于:惰性内衬中放置有催化剂或待测样品,放置催化剂或待测样品的区域作为反应炉,所述内衬入口密封圈与内衬出口密封圈位于反应炉两端或者远离反应炉两端以外的区域,保证环境温度低于200℃,密封圈材料可以是橡胶,四氟乙烯,石墨,硅胶中的一种或两种进行密封;

承压外壳是耐高温高压材料制成,承受外压,600℃以下耐压高达13Mpa,如不锈钢;

惰性内衬管材料是石英,刚玉,碳化硅,氧化钛,氧化锆中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述承压外壳与惰性内衬之间形成夹缝,可以不填充固体或填充耐高温导热固体材料;所述压力平衡阀,自保护泄压阀启动压力小于3大气压,优选0.5-2大气压。

8.如权利要求1-7任一所述反应器的使用方法,其特征在于:

使用时,打开反应管上端或下端,取出惰性内衬,清洗后装填待测样品或催化剂;将惰性内衬安装与承压外壳内部,上下端通过密封圈与承压外壳之间密封,密封反应管上端,将承压外壳上下两端分别与进出气管连接;当进行高压实验时,需要在出气口后面安装背压阀,并将自保护泄压阀出口端连接在出气口与背压阀之间。

9.根据权利要求8所述的使用方法,其特征在于:若原料气氛中存在对承压外壳有腐蚀性的组分时,需要先在对承压外壳中的惰性内衬内外侧进行没有腐蚀性的气氛中升压,待压力稳定后再切换成反应原料气体相同压力吹扫置换惰性内衬内的气体;若实验途中需要升高压力,同样需要先切换成惰性气氛中升压,再切换成反应气氛吹扫置换惰性内衬内的气氛。

10.根据权利要求8或9所述的使用方法,其特征在于:若实验过程中需要降低压力,需要先泄压到目标压力一下2大气压稳定后再升压到目标压力,进行测试。

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