專利名稱：動態(tài)吸附測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于變壓吸附氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實驗室研究吸附劑在動態(tài)條件下的變壓吸附分離性能及過程的裝置。
背景技術(shù)：
在氣體分離技術(shù)領(lǐng)域中，變壓吸附(PSA)或者變溫變壓吸附(TPSA)占有較大的市場比例。近年來市場上也出現(xiàn)了各種各樣新型吸附劑，包括自主創(chuàng)新、性能改進、配方優(yōu)化改良等等，如一些活性碳、硅膠、氧化鋁、各型號的分子篩等，現(xiàn)有的實驗裝置僅測試吸附劑分離性能以及各種氣體在不同壓力條件下的吸附分離過程，或者是采用單一氣體測試恒溫條件下的靜態(tài)吸附-脫附曲線，不能深入研究多組分氣體在每個吸附周期內(nèi)的滲流過程。如CN101498642A報道了一種吸附劑精密測試儀和方法，即采用在恒溫條件下，不同吸附壓 力時的靜態(tài)飽和吸附量(等體積法)來進行分析測試吸附劑的不同吸附容量；CN201110847Y報道了一種吸附劑變壓吸附分離性能測試裝置，采用多套電磁閥，壓力溫度采用遠傳集中顯示，這樣增加了測試裝置的制造成本，且整個吸附柱只有溫度顯示，沒有控溫措施。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種動態(tài)吸附測試裝置，該裝置解決了以往吸附劑的吸附測試過程中靜態(tài)方式測評與工程實際應(yīng)用過程中為動態(tài)方式的差別；該裝置與真實的吸附-脫附過程更接近，以為工程設(shè)計過程提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)；測試裝置結(jié)構(gòu)、操作簡單，制作成本低。本實用新型為解決技術(shù)問題主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)動態(tài)吸附測試裝置，包括氣體鋼瓶、質(zhì)量流量計、真空泵、吸附柱、氣相色譜分析儀、管線、閥門和壓力表，所述氣體鋼瓶VI、減壓閥、質(zhì)量流量計F1、截止閥Kl通過管線A依次連接構(gòu)成供氣單元，至少2個供氣單元并聯(lián)后通過管線E與截止閥K6相連，截止閥K6的出口通過管線F與吸附柱Tl的進口相連，吸附柱Tl的出口通過管線G與壓力表P、系統(tǒng)穩(wěn)壓閥Kl I、質(zhì)量流量計F5、放空管線J依次相連，管線H上設(shè)有截止閥K9并且一端與吸附柱Tl的出口處的管線G相連，另一端與管線E相連，管線I上設(shè)有截止閥KlO并且一端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與管線E相連，管線K上設(shè)有截止閥K8并且一端與真空泵Pl的進口相連，另一端與管線F相連，管線L 一端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與放空管線J接通，管線M —端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與放空管線J接通，管線N —端與氣相色譜分析儀GC的出口相連，另一端與放空管線J接通。所述吸附柱處設(shè)有吸附柱恒溫系統(tǒng)，吸附柱恒溫系統(tǒng)由吸附柱外表面圍成一圈帶有密封底面的液體槽構(gòu)成，管線E沿吸附柱外壁盤成圈放入液體槽中，液體槽內(nèi)具有恒溫液體介質(zhì)。所述液體介質(zhì)為水或者油。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點和有益效果[0008](I)本實用新型的側(cè)試裝置采用動態(tài)吸附分析方式，即對每一個吸附過程、脫附過程進行動態(tài)測試，更接近工程應(yīng)用情況，對于工程設(shè)計過程提供有利、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。(2)增加了測試過程中的恒溫措施，減少環(huán)境溫度對于吸附過程的影響。(3)裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，制作成本低。

圖I是本實施例的裝置示意圖。圖中VfV4_氣體鋼瓶，F(xiàn)fF5_質(zhì)量流量計，KfKlO-截止閥，Kll-系統(tǒng)穩(wěn)壓閥，P-壓力表，Pl-真空泵，Tl-吸附柱，T2-吸附柱恒溫系統(tǒng)，GC-氣相色譜分析議，A^N-管線。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的內(nèi)容做進一步的詳細敘述。實施例參見圖1，本實施例中，V1、V2、V3、V4為編號不同的氣體鋼瓶，F(xiàn)fF5為編號不同的質(zhì)量流量計，KfKlO為編號不同的截止閥，A、為編號不同的管線，其中各氣體鋼瓶、各質(zhì)量流量計、各截止閥和各管線均表示結(jié)構(gòu)、功能相同的同一產(chǎn)品，只是為了便于描述和區(qū)別因此給以不同的編號，的動態(tài)吸附測試裝置包括氣體鋼瓶、質(zhì)量流量計、真空泵、吸附柱、吸附柱恒溫系統(tǒng)、氣相色譜分析儀以及連接在它們之間的管線、閥門和壓力表所構(gòu)成，其中，本實施例中相當(dāng)于形成了 4個供氣單元(氣體鋼瓶、減壓閥、質(zhì)量流量計、截止閥通過管線依次連接構(gòu)成供氣單元，減壓閥可以直接設(shè)置在氣體鋼瓶才出氣口處與氣體鋼瓶為一體結(jié)構(gòu)，也可以通過管線與氣體鋼瓶相連，氣體鋼瓶用于盛裝單一組分的實驗氣體)，4個供氣單元的具體連接關(guān)系為管線A通過質(zhì)量流量計Fl與鋼瓶Vl出口減壓閥和截止閥Kl相連，管線B通過質(zhì)量流量計F2與鋼瓶V2出口減壓閥和截止閥K2相連，管線C通過質(zhì)量流量計F3與鋼瓶V3出口減壓閥和截止閥K3相連，管線D通過質(zhì)量流量計F4與鋼瓶V4出口減壓閥和截止閥K4相連；管線E通過截止閥K6與截止閥Kl、K2、K3、K4的出口和吸附柱Tl進口管線F相連，管線G通過壓力表P、系統(tǒng)穩(wěn)壓閥Kll和質(zhì)量流量計F5與吸附柱Tl出口和放空管線J相連，管線H通過截止閥K9與管線E和吸附柱Tl出口線管G相連，管線I通過截止閥KlO與管線H和氣相色譜分析儀GC進口相連，管線K通過截止閥K8與管線F和真空泵進口相連，管線L與管線G和氣相色譜分析儀GC進口相連，管線M與管線J和氣相色譜分析儀GC進口相連，管線N與管線J和氣相色譜分析儀GC出口相連。吸附柱恒溫系統(tǒng)是在吸附柱外表面圍成一圈帶有密封底面的液體槽，并將管線E盤成圈放入液體槽中，液體槽內(nèi)可加入恒溫的水或者油等液體介質(zhì)。本實用新型的工作原理測試前檢查整個系統(tǒng)的氣密性，裝入待測吸附劑，吸附柱恒溫系統(tǒng)中裝入環(huán)境溫度下的水，使用產(chǎn)品氣體對整個系統(tǒng)進行吹掃，抽真空三次，使用產(chǎn)品氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)壓閥Kll至待測壓力。單一組分氣體鋼瓶Vl V4內(nèi)充裝氣體純度彡99. 99，特殊情況可選用99. 9%,鋼瓶個數(shù)由模擬測試原料氣中的氣體組分決定。下面以模擬沼氣為原料氣體，測試吸附劑AC701在常壓條件和0. 2Mpa (表)條件下的的吸附數(shù)據(jù)為例說明本實用新型的工作原理=Vl-CH4氣體(99. 99%)，V2-C02氣體(99. 99)，甲烷氣體作為產(chǎn)品氣。實施例I :A)用量筒稱取200ml的吸附劑AC701裝入吸附柱中，檢查完系統(tǒng)氣密性后，用甲烷氣對系統(tǒng)吹掃三分鐘，然后半閉Kl，K6，打開真空泵Pl和截止閥K8，對吸附劑進行抽真空，抽兩分鐘后關(guān)閉K8，再打開Kl和Kl，對吸附柱進行升壓至常壓后再進行抽真空，如此往復(fù)三次后關(guān)閥所有閥門，以待測試。B)按照沼氣組分CH460%，C0240%進行測試，首先打開K10，Kl和K2，調(diào)節(jié)質(zhì)量流量計Fl和F2的的流量分別為360ml/min，240ml/min,進一步通過GC檢測混合氣組分是否為CH460%和C0240%，然后記錄測試混合氣組成數(shù)據(jù)。C)關(guān)閉K10，打開K6同時以秒表計時，通過觀察質(zhì)量流量計F5的變壓和GC分析隨時間的變化情況而得到一個完整的吸附過程數(shù)據(jù)，管線A2分析CO2的含量開始增加時，表明吸附柱內(nèi)的CO2開始穿透吸附床層，為了得到穩(wěn)定的產(chǎn)品氣體，需要將吸附時間控制在雜質(zhì)組分穿透吸附床層之前。D)當(dāng)開始出現(xiàn)0)2濃度明顯增加時，立即記錄時間和關(guān)閉K6，然后對吸附劑進行解析，解析過程為打開真空泵P1，截止閥K8，對吸附柱進行抽真空，兩分鐘后關(guān)才K8，K2，打開K9，此時，只有CH4氣體通過管線8從吸附柱頂部進入，對吸附柱進行升壓，升到常壓后關(guān)閉K9，重復(fù)上面B)步驟。連續(xù)三次測試結(jié)果(甲烷，二氧化碳濃度變化時間誤差〈O. 3%時即為所測試數(shù)據(jù))。另外對真空泵出口氣也可進入GC系統(tǒng)進行分析其中的CH4含量，從而對比吸附劑AC701常壓下對甲烷氣體的收率，AC701常壓下對甲烷和二氧化碳的動態(tài)分離系數(shù)，AC701常壓下對二氧化碳的穿透曲線等。實施例2 對比實施例I進行AC701在0. 2Mpa (表)條件下的動態(tài)測試。整個操作與實施例I基本相同，不同之處有以下兩點I)在進行測試動態(tài)吸附時，先將系統(tǒng)背壓閥Kll調(diào)至0. 2Mpa(表)，在打開K6進行測試。2)吸附過程完成后，在解析開始，先打開K7，將吸附柱內(nèi)的壓力放到常壓關(guān)閉K7再打開K8進行抽真空，吸附柱升壓的時侯也需要將系統(tǒng)壓力通過K9升至0. 2Mpa (表)，再進行下一次測試。如此可得吸附劑AC701在0. 2Mpa(表)條件下對甲烷氣體的收率，AC701在0. 2Mpa(表)條件下對甲烷和二氧化碳的動態(tài)分離系數(shù)，AC701在0. 2Mpa(表)條件下對二氧化碳的穿透曲線等。如上所述，則能很好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.動態(tài)吸附測試裝置，其特征是包括氣體鋼瓶、質(zhì)量流量計、真空泵、吸附柱、氣相色譜分析儀、管線、閥門和壓力表，所述氣體鋼瓶VI、減壓閥、質(zhì)量流量計F1、截止閥Kl通過管線A依次連接構(gòu)成供氣單元，至少2個供氣單元并聯(lián)后通過管線E與截止閥K6相連，截止閥K6的出口通過管線F與吸附柱Tl的進口相連，吸附柱Tl的出口通過管線G與壓力表P、系統(tǒng)穩(wěn)壓閥K11、質(zhì)量流量計F5、 放空管線J依次相連，管線H上設(shè)有截止閥K9并且一端與吸附柱Tl的出口處的管線G相連，另一端與管線E相連，管線I上設(shè)有截止閥KlO并且一端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與管線E相連，管線K上設(shè)有截止閥K8并且一端與真空泵Pl的進口相連，另一端與管線F相連，管線L 一端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與放空管線J接通，管線M —端與氣相色譜分析儀GC的進口相連，另一端與放空管線J接通，管線N —端與氣相色譜分析儀GC的出口相連，另一端與放空管線J接通。
2.根據(jù)利要求I所述的動態(tài)吸附測試裝置，其特征是所述吸附柱處設(shè)有吸附柱恒溫系統(tǒng)，吸附柱恒溫系統(tǒng)由吸附柱外表面圍成一圈帶有密封底面的液體槽構(gòu)成，管線E沿吸附柱外壁盤成圈放入液體槽中,液體槽內(nèi)具有恒溫液體介質(zhì)。
3.根據(jù)利要求2所述的動態(tài)吸附測試裝置，其特征是所述液體介質(zhì)為水或者油。
專利摘要本實用新型公開了一種動態(tài)吸附測試裝置。該裝置由氣體鋼瓶、質(zhì)量流量計、真空泵、吸附柱、吸附柱恒溫系統(tǒng)、氣相色譜分析儀以及連接在它們之間的管線、閥門和壓力表所構(gòu)成。本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)可進行不同吸附劑在動態(tài)條件下的吸附測試，吸附-脫附過程分別進行，為工程設(shè)計過程提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，測試裝置結(jié)構(gòu)、操作簡單，制作成本低。
文檔編號G01N30/02GK202562896SQ20122021096
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者鐘婭玲, 曾啟明, 鐘雨明, 陳天洪 申請人:四川亞連科技有限責(zé)任公司