专利名称：高真空多层绝热用吸附剂活化的装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种高真空多层绝热用吸附剂活化的装置与方法，属于低温绝热容器领域。
背景技术：
低温绝热容器要获得优异的绝热性能，需要将各种形式的热量传递降低至最低。高真空多层绝热不仅可以消除绝热空间的气体对流换热和大部分气体导热，并通过采用表面反射率低的多层绝热夹层大幅削弱辐射热流，是目前绝热性能最好的绝热型式。高真空多层绝热的主要困难是如何在绝热腔中获得并长期保持所要求的真空度。导致低温绝热容器真空度寿命降低的原因主要有:一是金属和绝热夹层材料的放气，二是通过焊缝从大气环境向低温容器筒体的漏气以及抽空不彻底残留的部分气体，由于活性炭和分子筛吸附了一定量的杂质气体，其在低压下的吸附能力很弱，需要通过加温、抽空置换等活化措施来提高其在低压下的吸附性能，使其满足低温绝热腔高真空度维持的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显著提高绝热用吸附剂的吸附性能，大大延长了高真空绝热容器的使用时限的高真空多层绝热用吸附剂活化的装置与方法。涉及一种可以大大提高真空吸附剂性能的高真空多层绝热用吸附剂的活化的装置与方法。上述高真空多层 绝热用吸附剂活化装置包括冷阱，真空微调阀，第一电离规，第一热偶规，标定容器，第一关断阀，第二关断阀，第二电离规，第二热偶规，活化盒，第三关断阀，真空泵，第四关断阀，安全阀；冷阱进气口与高纯氮气气源相连，冷阱出口与真空微调阀的第一端相连，真空微调阀的第二端与标定容器进气口与相连，标定容器出口与第一关断阀的第一端相连，第一关断阀的第二端与第二关断阀第一端相连，第二关断阀的第二端与活化盒相连；第四关断阀第一端通过一段管路连接在真空微调阀与冷阱之间的管路上，安全阀通过这段管路上的泄压孔与管路相连，第三关断阀的第一端与真空泵相连，第三关断阀的第二端分成两条支路，第一条支路与第四关断阀的第二端相连，第二条支路连接在第一关断阀与第二关断阀之间的管路上；上述标定容器上留有两个测量端口，分别连接第一电离规与第一热偶规；上述第二关断阀与活化盒之间的连接管路上留有两个测量端口，分别连接第二电离规与第二热偶规。利用所述高真空多层绝热用吸附剂活化的装置的吸附剂活化方法，其特征在于包括以下过程:
一、活化过程:
步骤1、将需活化的吸附剂装入活化盒中； 步骤2、将活化盒放入加热炉中，使第一关断阀、第三关断阀和真空微调阀关闭，使第二关断阀、第四关断阀开启，设置加热炉温，用于活化分子筛温度为550°C，用于活性炭温度为250°C，持续加热24小时；
步骤3、24小时后，停止加热，打开炉膛，向炉膛内鼓风冷却，直到炉内温度低于100°C后停止鼓风，自然冷却；
步骤4、使第四关断阀、真空微调阀关闭，使第一关断阀、第二关断阀、第三关断阀开启，然后开启真空泵，抽真空到5Pa，再关闭真空泵，第三关断阀；
步骤5、冷阱入口联通高纯氮气气源，使第一关断阀、第二关断阀开启，使第三关断阀、第四关断阀关闭，通过调节真空微调阀向活化盒充氮气，达到一个大气压后停止充气，关闭第二关断阀，保持一小时；
步骤6、打开第二关断阀、第三关断阀，使真空微调阀、第一关断阀、第三关断阀关闭，开启真空泵，抽真空至KT2Pa后停止真空泵，关闭第二关断阀，保持I小时；
步骤7、重复步骤(5) — (6)两至三次。二、老练强化过程:
步骤1、将活化盒取出放入液氮环境内；
步骤2、关闭第三关断阀、第四关断阀，保持第一关断阀、第二关断阀的开启，通过真空微调阀向活化盒充注氮气，保持盒内压力为一个大气压左右，直到盒内压力半小时无明显变化后关闭真空微调阀和第二关断阀；
步骤3、取出活化盒放在空气中，打开第二关断阀、第四关断阀，知道活化盒恢复至室温，然后关闭第一关断阀，打开第三关断阀，开启真空泵，抽真空至10_2Pa，再关闭第二关断阀，保持I小时；
步骤4、重复步骤(I) — (3)三至五次。相对于已经在工业领域广泛应用的加热活化技术，通过本专利涉及的高真空多层绝热用吸附剂活化装置与方法，能有效去除吸附剂孔隙中的残余气体，提高吸附剂的有效吸附面积，从而显著提高绝热用吸附剂的活性和吸附性能，大大延长了高真空绝热容器的使用时限，对LNG领域的技术进步有重要意义。
图1是高真空多层绝热用吸附剂活化设备示意 图1中的编号名称为:1、冷讲，2、真空微调阀,3、第一电离规,4、第一热偶规,5、标定容器，6、第一关断阀，7、第二关断阀，8、第二电离规，9、第二热偶规，10、活化盒，11、第三关断阀，12、真空泵，13、第四关断阀，14、安全阀。
具体实施例方式根据图1所示，高真空多层绝热用吸附剂的活化装置包括1、冷阱，2、真空微调阀，
3、第一电离规，4、第一热偶规，5、标定容器，6、第一关断阀，7、第二关断阀，8、第二电离规，
9、第二热偶规，10、活化盒，11、第三关断阀，12、真空泵，13、第四关断阀，14、安全阀。活化过程如下:
步骤1、将需活化的吸附剂装入活化盒10中； 步骤2、将活化盒10放入加热炉中，使第一关断阀6、第三关断阀11和真空微调阀2关闭，使第二关断阀7、第四关断阀13开启，设置加热炉温，如用于活化分子筛温度为550°C，活性炭温度为250°C，持续加热24小时；
步骤3、24小时后，停止加热，打开炉膛，向炉膛内鼓风冷却，直到炉内温度低于100°C后停止鼓风，自然冷却；
步骤4、使第四关断阀13、真空微调阀2关闭，使第一关断阀6、第二关断阀7、第三关断阀11开启，然后开启真空泵12，抽真空到5Pa，再关闭真空泵12，第三关断阀11 ；
步骤5、冷阱I入口联通高纯氮气气源，使第一关断阀6、第二关断阀7开启，使第三关断阀11、第四关断阀13关闭，通过调节真空微调阀2向活化盒10充氮气，达到一个大气压后停止充气，关闭第二关断阀7，保持一小时；
步骤6、1小时后，打开第二关断阀7、第三关断阀11，使真空微调阀2、第一关断阀6、第三关断阀11关闭，开启真空泵12，抽真空至10_2Pa后停止真空泵12，关闭第二关断阀7，保持I小时；
步骤7、重复步骤(5) — (6)两次。老练强化过程如下:
步骤1、将活化盒10取出放入液氮环境内；
步骤2、关闭第三关断阀11、第四关断阀13，保持第一关断阀6、第二关断阀7的开启，通过真空微调阀2向活化盒10充注氮气，保持盒内压力为一个大气压左右，直到盒内压力半小时无明显变化后关闭真空微调阀2和第二关断阀7 ；
步骤3、取出活化盒10放在空气中，打开第二关断阀7、第四关断阀13，知道活化盒10恢复至室温，然后关闭第一关断阀6，打开第三关断阀7，开启真空泵12，抽真空至10_2Pa，再关闭第二关断阀7，保持I小时；
步骤4、重复步骤(I) — (3)四次。
权利要求
1.一种高真空多层绝热用吸附剂活化的装置，其特征在于:包括冷阱(1)，真空微调阀(2)，第一电离规(3)，第一热偶规(4)，标定容器(5)，第一关断阀(6)，第二关断阀(7)，第二电离规(8)，第二热偶规(9)，活化盒(10)，第三关断阀(11)，真空泵(12)，第四关断阀(13)，安全阀(14)； 冷阱(I)进气口与高纯氮气气源相连，冷阱(I)出口与真空微调阀(2)的第一端相连，真空微调阀(2)的第二端与标定容器(5)进气口与相连，标定容器(5)出口与第一关断阀(6)的第一端相连，第一关断阀(6)的第二端与第二关断阀(7)第一端相连，第二关断阀(7)的第二端与活化盒(10)相连；第四关断阀(13)第一端通过一段管路连接在真空微调阀(2)与冷阱(I)之间的管路上，安全阀(14)通过这段管路上的泄压孔与管路相连，第三关断阀(11)的第一端与真空泵(12 )相连，第三关断阀(11)的第二端分成两条支路，第一条支路与第四关断阀(13)的第二端相连，第二条支路连接在第一关断阀(2)与第二关断阀(7)之间的管路上； 上述标定容器(5)上留有两个测量端口，分别连接第一电离规(3)与第一热偶规(4); 上述第二关断阀(7)与活化盒(10)之间的连接管路上留有两个测量端口，分别连接第二电离规(8)与第二热偶规(9)。
2.利用权利要求1所述高真空多层绝热用吸附剂活化的装置的吸附剂活化方法，其特征在于包括以下过程: 一、活化过程: 步骤1、将需活化的吸附剂装入活化盒(10)中； 步骤2、将活化盒(1 0)放入加热炉中，使第一关断阀(6)、第三关断阀(11)和真空微调阀(2)关闭，使第二关断阀(7)、第四关断阀(13)开启，设置加热炉温，用于活化分子筛温度为550°C，用于活性炭温度为250°C，持续加热24小时； 步骤3、24小时后，停止加热，打开炉膛，向炉膛内鼓风冷却，直到炉内温度低于100°C后停止鼓风，自然冷却； 步骤4、使第四关断阀(13)、真空微调阀(2)关闭，使第一关断阀(6)、第二关断阀(7)、第三关断阀(11)开启，然后开启真空泵(12)，抽真空到5Pa，再关闭真空泵(12)，第三关断阀(11)； 步骤5、冷阱(I)入口联通高纯氮气气源，使第一关断阀(6)、第二关断阀(7)开启，使第三关断阀(11)、第四关断阀(13)关闭，通过调节真空微调阀(2)向活化盒(10)充氮气，达到一个大气压后停止充气，关闭第二关断阀(7 )，保持一小时； 步骤6、打开第二关断阀(7)、第三关断阀(11)，使真空微调阀(2)、第一关断阀(6)、第三关断阀(11)关闭，开启真空泵(12)，抽真空至10_2Pa后停止真空泵(12)，关闭第二关断阀(7)，保持I小时； 步骤7、重复步骤(5) — (6)两次； 二、老练强化过程: 步骤1、将活化盒(10)取出放入液氮环境内； 步骤2、关闭第三关断阀(11)、第四关断阀(13)，保持第一关断阀(6)、第二关断阀(7)的开启，通过真空微调阀(2 )向活化盒(10 )充注氮气，保持盒内压力为一个大气压左右，直到盒内压力半小时无明显变化后关闭真空微调阀(2)和第二关断阀(7)；步骤3、取出活化盒(10)放在空气中，打开第二关断阀(7)、第四关断阀(13)，知道活化盒(10)恢复至室温，然后关闭第一关断阀(6)，打开第三关断阀(7)，开启真空泵(12)，抽真空至10_2Pa，再关闭第二关断阀(7)，保持I小时； 步骤4、重复步骤(I) — (3)三至五次。
全文摘要
一种高真空多层绝热用吸附剂活化的装置与方法，属于低温绝热容器领域。包括冷阱(1)，真空微调阀(2)，第一电离规(3)，第一热偶规(4)，标定容器(5)，第一关断阀(6)，第二关断阀(7)，第二电离规(8)，第二热偶规(9),活化盒(10)，第三关断阀(11)，真空泵(12)，第四关断阀(13)，安全阀(14)。其特征在于通过本装置的活化与强化老练工艺，使绝热容器真空夹层的活性炭、分子筛等吸附剂的吸附性能提高，从而延长真空绝热容器的使用时效。
文档编号B01J20/00GK103157429SQ20131009253
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者蒋彦龙, 李鹏越 申请人:南京玖壹环境科技有限公司