三聚甲醛裂解装置制造方法
【专利摘要】一种三聚甲醛裂解装置包括带有触摸控制屏的中心控制单元、温度传感器、气体流量传感器、三聚甲醛扩散装置、载气输入装置、三通装置、控温加热装置以及催化反应装置，其中温度传感器设置在控温加热装置上，气体流量传感器设置在载气输入装置上，温度传感器和气体流量传感器分别与中心控制单元连接，三聚甲醛扩散装置、载气输入装置以及催化反应装置分别与三通装置连接，控温加热装置设置在三通装置上。该装置的裂解效率高，稳定性好。
【专利说明】三聚甲醛裂解装置【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种三聚甲醛裂解装置。更具体地说，是涉及一种将三聚甲醛分子(C3H6O3)裂解为单分子甲醛(HCHO)的装置，属于用高温加热技术、催化裂解技术以及气路控制技术来产生稳定、定量单分子甲醛混合气体的系统。
【背景技术】
[0002]单分子甲醛混合气体在环境空气监测、标准气体研制、仪器零点调试、化学合成等领域有着广泛的应用。
[0003]用扩散管法配制甲醛标准气体，国内外均有报道，主要集中在以下两个方面:一是采用甲醛水溶液(36%~38%)作为甲醛气体发生源；另一是采用解聚不同聚合度的多聚甲醛作为气体发生源。前者存在诸多影响甲醛准确度的因素，如水蒸气和其它有机蒸气等。后者一般是解聚多聚甲醛或三聚甲醛，采用解聚多聚甲醛国外国内均有报道，但由于多聚甲醛聚合组成及分解成分的不确定因素较大，一定温度下扩散出来的组分也很不稳定，所以很难得到稳定的扩散率。
[0004]制备单分子甲醛混合气体的难点在于:高温下三聚甲醛容易焦化；三聚甲醛裂解效率如何提高？这些都 决定了通过裂解装置产生的单分子甲醛混合气体能否用于标准气体的制备和应用。因此，设计一种三聚甲醛催化裂解装置，能够连续稳定、定量产生高质量单分子甲醛混合气体是各国科学家亟待解决的难题。
[0005]因此，有必要研究一种三聚甲醛裂解装置，使得产生稳定、定量的单分子甲醛混合气体，以解决目前市场上稳定单分子甲醛混合气体欠缺的难题。
实用新型内容
[0006]考虑到至少一个上述问题而完成了本实用新型，并且本实用新型的一个目的在于提供一种三聚甲醛裂解装置。该三聚甲醛裂解装置采用催化裂解技术、高温加热技术以及气路控制技术来产生稳定、定量的单分子甲醛混合气体，以解决目前市场上稳定单分子甲醛混合气体欠缺的难题。
[0007]具体地，一种三聚甲醛裂解装置，其特征在于包括带有触摸控制屏的中心控制单元、温度传感器、气体流量传感器、三聚甲醛扩散装置、载气输入装置、三通装置、控温加热装置以及催化反应装置，其中温度传感器设置在控温加热装置上，气体流量传感器设置在载气输入装置上，温度传感器和气体流量传感器分别与中心控制单元连接，三聚甲醛扩散装置、载气输入装置以及催化反应装置分别与三通装置连接，控温加热装置设置在三通装置上。
[0008]根据本实用新型另一方面，所述中心控制单元为PLC。
[0009]根据本实用新型另一方面，所述控温加热装置为热交换器。
[0010]根据本实用新型另一方面，所述催化反应装置由粒径0.5mm的玻璃珠在酸性溶液中浸泡并干燥后装入石英玻璃柱中制得。[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:本实用新型的三聚甲醛裂解装置的裂解效率高、稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是根据本实用新型一种优选实施例的三聚甲醛裂解装置结构示意图。
[0013]图2是图1中示出的三聚甲醛裂解装置中的化学反应式图。
[0014]图3是接入根据本实用新型优选实施例的三聚甲醛裂解装置的情况下的色谱图。
[0015]图4是不接入本实用新型优选实施例的三聚甲醛裂解装置的情况下的色谱图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，通过优选实施例来描述本实用新型的最佳实施方式，这里的【具体实施方式】在于详细地说明本实用新型，而不应理解为对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0017]参见图1，其中示出了本实用新型优选实施例的三聚甲醛裂解装置示意图。该三聚甲醛裂解装置包括带有触摸控制屏的中心控制单元(未示出)、温度传感器(未示出)、气体流量传感器(未示出)、三聚甲醛扩散装置、载气输入装置、三通装置、控温加热装置以及催化反应装置，其中温度传感器设置在控温加热装置上，气体流量传感器设置在载气输入装置上，温度传感器和气体流量传感器分别与中心控制单元连接，三聚甲醛扩散装置、载气输入装置以及催化反应装置分别与三通装置连接，控温加热装置设置在三通装置上。可以理解的是，载气输入装置用于提供携带扩散的三聚甲醛的具有一定流速的气体。
[0018]优选地，所述中心控制单元为PLC (可编程逻辑控制器)。
[0019]优选地，所述控温加热装置为热交换器。
[0020]优选地，所述催化反应装置由粒径0.5mm的玻璃珠在酸性溶液中浸泡并干燥后装入石英玻璃柱中制得。
[0021]有利地，本实用新型所采用的技术方案是载有三聚甲醛的混合气体按混合气流动方向采用高温加热、催化裂解、及流量控制工序对三聚甲醛进行100%裂解，使其达到稳定、定量单分子甲醛混合气体的要求。
[0022]I)高温加热及催化裂解技术
[0023]优选地，载有三聚甲醛的气体经热交换器进行热交换，预热到约160°C后进入催化反应器。反应式如图2中所示。
[0024]三聚甲醛混合气体经催化高温裂解后，100%转变为单分子甲醛混合气体。
[0025]2)三聚甲醛裂解装置主要性能
[0026]1.本装置采用PLC作为中心控制单元，采用触摸控制屏(现场)对整个生产工艺的温度、气体流量等实施控制和监测。
[0027]I1.三聚甲醛裂解效率的测定
[0028]三聚甲醛从扩散装置例如扩散管中扩散出来后，由载气带入催化反应装置中，高温下裂解成单分子甲醛。裂解效率通过将甲醛动态配气装置与GC - FID相连进样，分别在接入催化裂解装置和不接入催化裂解装置情况下，考察甲醛和三聚甲醛的色谱峰情况，以及实验条件下的甲醛和三聚甲醛的检测限。参见图3，其为接入催化裂解装置情况下的色谱图。参见图4，其为不接入催化裂解装置情况下的色谱图。
[0029]优选地，实验条件是:柱箱温度，60°C;气体进样阀，60°C;分流比，50:1 ;毛细管柱，HP — 5MS，0.25mmX30mX0.25 μ m ;载气流速，2ml/min ;检测器，FID。甲醛浓度，1.5ymol/mo l;三聚甲醛浓度，0.δμmol/πmol。从图3和图4可以看出，甲醛在实验条件下出峰时间为
1.39分钟(甲醛保留时间定性是通过进样纯甲醛蒸汽获得)，三聚甲醛在实验条件下出峰时间为5.75分钟(三聚甲醛保留时间定性是通过进样纯三聚甲醛蒸汽获得)。接入催化裂解装置情况下没有检出三聚甲醛色谱峰，不接入催化裂解装置情况下没有检出甲醛色谱峰。试验条件下三聚甲醛的检出限为1 XlO 一 1Qg，则三聚甲醛裂解率为:
[0030]
【权利要求】
1.一种三聚甲醛裂解装置，其特征在于包括带有触摸控制屏的中心控制单元、温度传感器、气体流量传感器、三聚甲醛扩散装置、载气输入装置、三通装置、控温加热装置以及催化反应装置，其中温度传感器设置在控温加热装置上，气体流量传感器设置在载气输入装置上，温度传感器和气体流量传感器分别与中心控制单元连接，三聚甲醛扩散装置、载气输入装置以及催化反应装置分别与三通装置连接，控温加热装置设置在三通装置上。
2.一种根据权利要求1所述的三聚甲醛裂解装置，其特征在于所述中心控制单元为PLC。
3.一种根据权利要求1或2所述的三聚甲醛裂解装置，其特征在于所述控温加热装置为热交换器。
【文档编号】B01J8/00GK203484132SQ201320602422
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】周泽义 申请人:中国计量科学研究院