专利名称：气体吸附剂评价装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种吸附剂评价装置，特别是一种天然气吸附剂吸附性能的评价装置。
背景技术：
吸附剂为一种多孔性物质，广泛用于空气净化，气体分离以及物质回收等各种过程。因此，国内外对吸附剂的研究异常活跃，在研究过程中需要评价吸附剂的各种性能，如吸附量测定，解吸量测定，吸附热效应以及吸附模拟试验和吸附剂寿命试验等。但现有的吸附剂性能评价装置结构简单，性能单一，大多仅能评价其中一至二项，给评价工作带来诸多不便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构优化、操作简单，并且可实现多种功能的气体吸附剂性能评价装置。
本实用新型提供的吸附剂评价装置包括气体吸附部分和输出显示部分，其中输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备，气体吸附部分包括吸附气瓶、减压阀、流量计和吸附罐，吸附气瓶通过管线与减压阀、流量计和吸附罐串联连接，吸附罐出口与色谱分析仪相连通，经吸附后的气体由色谱分析仪进行在线分析测定，流量计由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连，以显示、打印输出相应数值。
所述的吸附气瓶最好是两个或两个以上。在吸附罐前可串联预吸附罐。与吸附罐或预吸附罐并联设有配气瓶，以配制各种组分和组成的试验气体，便于实现多组分气体的吸附性能评价。所述吸附罐较好为两个，最好为容积大小不同的两个吸附罐。在吸附罐内安插有热电偶(最好是均匀安插)，热电偶由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连，可以实现吸附热效应评价。
另外，在吸附气体出装置的出口前最好装有背压阀，便于控制吸附剂的吸附解吸压力。
该装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种实验操作，主要包括体积吸附储存量的测定、体积有效解吸释放量的测定、吸附热效应实验、天然气各组分影响效果实验、真实天然气吸附解吸模拟实验、吸附剂寿命实验等。
该装置具有如下优点一、功能齐全。一组实验可以得到多种性能数据，包括系列压力下吸附剂的储存量、有效释放量和吸附热大小及影响效应等；可以得出各种吸附剂的最佳储气压力，与重量吸附量联合可以准确预测出微孔孔容、孔分布等微观性质；并可以测出微孔内气体储存密度等微观指标；还可以进行规模应用的模拟实验，主要包括真实天然气各组分影响及解决措施的评价实验，和吸附剂寿命检测实验等。
优点之二、流程优化，操作简单，精确度高。此套装置结构紧凑，管件和仪表利用率高，最少节省两个流量计、一个减压阀、一个背压阀、两个数显精密压力表和若干相应阀件与管件，所以操作时应用阀少，调节容易，打通所需流程之后，每个系列实验所调节的阀只有两个，所以实验数据重复性能高，误差小，系统性能稳定。
图1为本实用新型装置的结构示意图；图2为本实用新型装置的操作示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型装置进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围不受具体描述的限制。
图1给出了本实用新型装置的一个具体的实施方式，由图可见该装置包括有天然气气瓶1、氮气气瓶2、硫化氢气瓶3、二氧化碳气瓶4和石油气类气瓶5，此五个气瓶相互并联，经过减压阀6和吸附流量计10后与预吸附罐9相通。在预吸附罐之前并联有配气瓶7，通过减压阀和压力表及采样口，可以精确配制各种组分和组成的试验气体，为吸附实验提供各种气质的气源，便于实现多组分气体的吸附性能评价。预吸附罐9经压力传感器12后与吸附罐13相连，吸附罐13与色谱分析仪相连，并在吸附罐13和色谱分析仪之间设有采样口8，以备采集样品之用，并且此采样口也可以采集到预吸附罐9之前的气体样品。另在吸附罐13中安装有热电偶14，通过调整热偶插入深度，可以测定吸附解吸过程中吸附罐内部的温度分布。吸附流量计10、压力传感器12和热电偶14以及色谱分析仪分别经信号线与电脑显示记录仪19相连，数据经打印设备18打印输出。另外在吸附罐前设一小吸附罐11，作为大吸附罐的补充。设有循环测温显示表15与热电偶14相连，以用来显示吸附罐内温度。在气体出口前装有背压阀16，用于控制系统操作压力和吸附剂的吸附解吸压力，实现系列压力下吸附剂各吸附性能的评价操作。
图2为本实用新型评价装置操作示意图，下面结合该图对本装置的具体操作过程进行描述，主要是天然气吸附剂的性能评价操作过程。
1、配气流程由于重组分(C3H8、H2S等)容易液化，气瓶压力只在1MPa左右，所以配气前要把配气罐放空，并且先按估算比例冲重组分气体，最后冲甲烷至所需压力。操作如下首先打开容易液化的气体钢瓶阀H2S，记录压力表P-1的压力，打开阀3V-2至C-7，缓慢打开减压阀6，注意流量计10和压力表P-2的变化，调减压阀6使压力表P-2的压力达到比压力表P-1低0.2～0.5MPa即可，打开配气瓶7的气罐阀，再调节调节阀Lz-1使得流量计10的瞬时流量在15～90％之间，当流量计10的累计流量达到预定值时，依次关闭阀H2S，减压阀6，调节阀Lz-1，三通阀3V-1，记录流量计10的累计流量。
重复上述步骤可以冲进其他组分。
对于甲烷，操作步骤基本相同，只是特别注意两点一、调节减压阀6时，要使得压力表P-2读数直接达到所需配气罐压力(比如10MPa)；二、调节阀Lz-1控制瞬时流量不大于100％。
配气结束后要吹扫流程，置换管路中其他气体，并采样分析。首先依次打开减压阀6，阀2V-8，通过采样口放空管路中储存气体后关闭；然后打开三通阀3V-1至减压阀6，接通配气瓶至减压阀6前(关键)，调节减压阀6，使得压力表P-3达到0.2MPa左右，再依次打开阀2V-4，阀2V-2，阀2V-7，背压阀16，少量通气半分钟即可关闭阀2V-4，同时依次打开调节阀Lz-1，三通阀3V-2(先通向预吸附罐9，后通向流量计10’)，阀2V-1或调节阀Lz-2，半分钟后即可吹扫完毕。此时关闭三通阀3V-2，打开阀2V-8即可采样分析。
2、吸附热测量流程吸附热测量主要包括四种情况快速冲气过程，慢速冲气过程，快速释放过程和慢速释放过程。此装置有效计量的瞬时流量为1～10L/min，所以超出此范围的过程(快速冲放气)不走流量计10’。下面具体说明相关步骤快速冲气过程开阀顺序依次为三通阀3V-1(通向减压阀6前)，减压阀6，阀2V-4，阀2V-5，其关键操作步骤是减压阀的调节，在打开阀2V-5前，根据压力数显表Ps来确定减压阀6的开度，冲气后就不再改变了。
快速释放过程开阀顺序依次为阀2V-6，阀2V-4，阀2V-2，阀2V-7，背压阀BJ。操作关键在于根据压力数显表Ps来控制背压压力。
慢速冲气过程开阀顺序依次为三通阀3V-1至减压阀6前，减压阀6，流量计10，调节阀Lz-1，三通阀3V-2至预吸附罐9，阀2V-1，阀2V-2，压力数显表Ps，阀2V-5。操作关键在于打开阀2V-5前根据压力数显表Ps调节减压阀压力，并调节阀Lz-1控制流量计10的瞬时流量在15～90％之间。
慢速释放过程开阀顺序依次为阀2V-6，流量计10，调节阀Lz-1，三通阀3V-2通向预吸附罐9，阀2V-1，阀2V-7，背压阀16。操作关键在于根据压力数显表Ps调节背压阀16压力和控制流量计10的瞬时流量在15～90％之间。
3、体积吸附量测量流程用小吸附罐测量体积吸附量的特点就是流量小，必须专用流量计10’(量程为1L/min)，所以冲气过程的开阀顺序依次为三通阀3V-1通向减压阀6前，减压阀6，流量计10(不做记录)，调节阀Lz-1(全开)，三通阀3V-2通向流量计10’，流量计10’，调节阀Lz-2，阀2V-2，阀2V-3。操作关键在于开阀2V-3前根据压力数显表Ps控制减压阀6压力，调节阀Lz-2控制流量计10’的瞬时流量在15～90％之间。
释放过程的开阀顺序依次为阀2V-3，阀2V-4，流量计10(不做记录)，调节阀Lz-1(全开)，三通阀3V-2通向流量计10’，流量计10’，调节阀Lz-2，阀2V-7，背压阀16。操作关键在于根据压力数显表Ps控制背压阀16压力，瞬时流量控制在15～90％。
本装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种实验操作，而且流程优化，操作简单。此套装置结构紧凑，管件和仪表利用率高。可广泛用于各种气体吸附剂性能评价实验。
权利要求1.一种吸附剂评价装置，包括气体吸附部分和输出显示部分，输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备，其特征在于，气体吸附部分包括吸附气瓶、减压阀、流量计和吸附罐，并通过管线依次串联连接，吸附罐出口与色谱分析仪相连通，流量计由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连。
2.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述的吸附气瓶是两个或两个以上。
3.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附罐前串联有预吸附罐。
4.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附罐前并联设有配气瓶。
5.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述吸附罐为两个，相互并联连接。
6.按照权利要求5所述的吸附剂评价装置，其特征在于，所述两个吸附罐的容积大小不同。
7.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，吸附罐内安插有热电偶，热电偶由信号线与电脑显示记录仪及打印设备相连。
8.按照权利要求1所述的吸附剂评价装置，其特征在于，在吸附气体出装置的出口前装有背压阀。
专利摘要本实用新型提供了一种吸附剂评价装置，包括气体吸附部分和输出显示部分，其中气体吸附部分包括吸附气瓶、减压阀、流量计、预吸附罐和大小两个吸附罐及背压阀，大吸附罐内均匀安插有热电偶；输出显示部分包括色谱分析仪，电脑显示记录仪及打印设备。该装置可以评价吸附剂对各种气体的吸附性能，并能完成多种吸附性能实验，而且结构紧凑，管件和仪表利用率高，流程优化，操作简单。
文档编号G01N30/04GK2695971SQ20032010295
公开日2005年4月27日 申请日期2003年11月11日 优先权日2003年11月11日
发明者陈进富, 徐文东, 陆绍信 申请人:石油大学(北京)