三聚甲醛裂解裝置制造方法
【專利摘要】一種三聚甲醛裂解裝置包括帶有觸摸控制屏的中心控制單元、溫度傳感器、氣體流量傳感器、三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置、三通裝置、控溫加熱裝置以及催化反應裝置，其中溫度傳感器設置在控溫加熱裝置上，氣體流量傳感器設置在載氣輸入裝置上，溫度傳感器和氣體流量傳感器分別與中心控制單元連接，三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置以及催化反應裝置分別與三通裝置連接，控溫加熱裝置設置在三通裝置上。該裝置的裂解效率高，穩(wěn)定性好。
【專利說明】三聚甲醛裂解裝置【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種三聚甲醛裂解裝置。更具體地說，是涉及一種將三聚甲醛分子(C3H6O3)裂解為單分子甲醛(HCHO)的裝置，屬于用高溫加熱技術、催化裂解技術以及氣路控制技術來產(chǎn)生穩(wěn)定、定量單分子甲醛混合氣體的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]單分子甲醛混合氣體在環(huán)境空氣監(jiān)測、標準氣體研制、儀器零點調(diào)試、化學合成等領域有著廣泛的應用。
[0003]用擴散管法配制甲醛標準氣體，國內(nèi)外均有報道，主要集中在以下兩個方面:一是采用甲醛水溶液(36%~38%)作為甲醛氣體發(fā)生源；另一是采用解聚不同聚合度的多聚甲醛作為氣體發(fā)生源。前者存在諸多影響甲醛準確度的因素，如水蒸氣和其它有機蒸氣等。后者一般是解聚多聚甲醛或三聚甲醛，采用解聚多聚甲醛國外國內(nèi)均有報道，但由于多聚甲醛聚合組成及分解成分的不確定因素較大，一定溫度下擴散出來的組分也很不穩(wěn)定，所以很難得到穩(wěn)定的擴散率。
[0004]制備單分子甲醛混合氣體的難點在于:高溫下三聚甲醛容易焦化；三聚甲醛裂解效率如何提高？這些都 決定了通過裂解裝置產(chǎn)生的單分子甲醛混合氣體能否用于標準氣體的制備和應用。因此，設計一種三聚甲醛催化裂解裝置，能夠連續(xù)穩(wěn)定、定量產(chǎn)生高質量單分子甲醛混合氣體是各國科學家亟待解決的難題。
[0005]因此，有必要研究一種三聚甲醛裂解裝置，使得產(chǎn)生穩(wěn)定、定量的單分子甲醛混合氣體，以解決目前市場上穩(wěn)定單分子甲醛混合氣體欠缺的難題。
實用新型內(nèi)容
[0006]考慮到至少一個上述問題而完成了本實用新型，并且本實用新型的一個目的在于提供一種三聚甲醛裂解裝置。該三聚甲醛裂解裝置采用催化裂解技術、高溫加熱技術以及氣路控制技術來產(chǎn)生穩(wěn)定、定量的單分子甲醛混合氣體，以解決目前市場上穩(wěn)定單分子甲醛混合氣體欠缺的難題。
[0007]具體地，一種三聚甲醛裂解裝置，其特征在于包括帶有觸摸控制屏的中心控制單元、溫度傳感器、氣體流量傳感器、三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置、三通裝置、控溫加熱裝置以及催化反應裝置，其中溫度傳感器設置在控溫加熱裝置上，氣體流量傳感器設置在載氣輸入裝置上，溫度傳感器和氣體流量傳感器分別與中心控制單元連接，三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置以及催化反應裝置分別與三通裝置連接，控溫加熱裝置設置在三通裝置上。
[0008]根據(jù)本實用新型另一方面，所述中心控制單元為PLC。
[0009]根據(jù)本實用新型另一方面，所述控溫加熱裝置為熱交換器。
[0010]根據(jù)本實用新型另一方面，所述催化反應裝置由粒徑0.5mm的玻璃珠在酸性溶液中浸泡并干燥后裝入石英玻璃柱中制得。[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:本實用新型的三聚甲醛裂解裝置的裂解效率高、穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施例的三聚甲醛裂解裝置結構示意圖。
[0013]圖2是圖1中示出的三聚甲醛裂解裝置中的化學反應式圖。
[0014]圖3是接入根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的三聚甲醛裂解裝置的情況下的色譜圖。
[0015]圖4是不接入本實用新型優(yōu)選實施例的三聚甲醛裂解裝置的情況下的色譜圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，通過優(yōu)選實施例來描述本實用新型的最佳實施方式，這里的【具體實施方式】在于詳細地說明本實用新型，而不應理解為對本實用新型的限制，在不脫離本實用新型的精神和實質范圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0017]參見圖1，其中示出了本實用新型優(yōu)選實施例的三聚甲醛裂解裝置示意圖。該三聚甲醛裂解裝置包括帶有觸摸控制屏的中心控制單元(未示出)、溫度傳感器(未示出)、氣體流量傳感器(未示出)、三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置、三通裝置、控溫加熱裝置以及催化反應裝置，其中溫度傳感器設置在控溫加熱裝置上，氣體流量傳感器設置在載氣輸入裝置上，溫度傳感器和氣體流量傳感器分別與中心控制單元連接，三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置以及催化反應裝置分別與三通裝置連接，控溫加熱裝置設置在三通裝置上。可以理解的是，載氣輸入裝置用于提供攜帶擴散的三聚甲醛的具有一定流速的氣體。
[0018]優(yōu)選地，所述中心控制單元為PLC (可編程邏輯控制器)。
[0019]優(yōu)選地，所述控溫加熱裝置為熱交換器。
[0020]優(yōu)選地，所述催化反應裝置由粒徑0.5mm的玻璃珠在酸性溶液中浸泡并干燥后裝入石英玻璃柱中制得。
[0021]有利地，本實用新型所采用的技術方案是載有三聚甲醛的混合氣體按混合氣流動方向采用高溫加熱、催化裂解、及流量控制工序對三聚甲醛進行100%裂解，使其達到穩(wěn)定、定量單分子甲醛混合氣體的要求。
[0022]I)高溫加熱及催化裂解技術
[0023]優(yōu)選地，載有三聚甲醛的氣體經(jīng)熱交換器進行熱交換，預熱到約160°C后進入催化反應器。反應式如圖2中所示。
[0024]三聚甲醛混合氣體經(jīng)催化高溫裂解后，100%轉變?yōu)閱畏肿蛹兹┗旌蠚怏w。
[0025]2)三聚甲醛裂解裝置主要性能
[0026]1.本裝置采用PLC作為中心控制單元，采用觸摸控制屏(現(xiàn)場)對整個生產(chǎn)工藝的溫度、氣體流量等實施控制和監(jiān)測。
[0027]I1.三聚甲醛裂解效率的測定
[0028]三聚甲醛從擴散裝置例如擴散管中擴散出來后，由載氣帶入催化反應裝置中，高溫下裂解成單分子甲醛。裂解效率通過將甲醛動態(tài)配氣裝置與GC - FID相連進樣，分別在接入催化裂解裝置和不接入催化裂解裝置情況下，考察甲醛和三聚甲醛的色譜峰情況，以及實驗條件下的甲醛和三聚甲醛的檢測限。參見圖3，其為接入催化裂解裝置情況下的色譜圖。參見圖4，其為不接入催化裂解裝置情況下的色譜圖。
[0029]優(yōu)選地，實驗條件是:柱箱溫度，60°C;氣體進樣閥，60°C;分流比，50:1 ;毛細管柱，HP — 5MS，0.25mmX30mX0.25 μ m ;載氣流速，2ml/min ;檢測器，F(xiàn)ID。甲醛濃度，1.5ymol/mo l;三聚甲醛濃度，0.δμmol/πmol。從圖3和圖4可以看出，甲醛在實驗條件下出峰時間為
1.39分鐘(甲醛保留時間定性是通過進樣純甲醛蒸汽獲得)，三聚甲醛在實驗條件下出峰時間為5.75分鐘(三聚甲醛保留時間定性是通過進樣純?nèi)奂兹┱羝@得)。接入催化裂解裝置情況下沒有檢出三聚甲醛色譜峰，不接入催化裂解裝置情況下沒有檢出甲醛色譜峰。試驗條件下三聚甲醛的檢出限為1 XlO 一 1Qg，則三聚甲醛裂解率為:
[0030]
【權利要求】
1.一種三聚甲醛裂解裝置，其特征在于包括帶有觸摸控制屏的中心控制單元、溫度傳感器、氣體流量傳感器、三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置、三通裝置、控溫加熱裝置以及催化反應裝置，其中溫度傳感器設置在控溫加熱裝置上，氣體流量傳感器設置在載氣輸入裝置上，溫度傳感器和氣體流量傳感器分別與中心控制單元連接，三聚甲醛擴散裝置、載氣輸入裝置以及催化反應裝置分別與三通裝置連接，控溫加熱裝置設置在三通裝置上。
2.一種根據(jù)權利要求1所述的三聚甲醛裂解裝置，其特征在于所述中心控制單元為PLC。
3.一種根據(jù)權利要求1或2所述的三聚甲醛裂解裝置，其特征在于所述控溫加熱裝置為熱交換器。
【文檔編號】B01J8/00GK203484132SQ201320602422
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】周澤義 申請人:中國計量科學研究院