一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：它包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器、反应器、冷凝器、转子流量计、湿式气体流量计及分析仪器；所述反应器中心为反应管，反应管中空内置热电偶，反应管外依次为反应管加热套、反应管保温套及反应器壳体；所述反应管内有催化剂装填区。本实用新型专利技术反应装置简单易操作，具有较好的稳定性。能精准实现温度控制、空速控制。

Device for detecting activity of catalyst for producing hydrogen by methanol

The utility model relates to a device for testing the activity of catalyst, characterized in that it comprises a metering tube, advection pump, evaporator, reactor, condenser, rotor flowmeter, wet gas meter and analytical instruments; the centre of the reactor as the reaction tube, a reaction tube hollow built-in thermocouple, reaction followed by the reaction tube tube heating sleeve, a reaction tube insulation sleeve and reactor shell; the reaction tube with a catalyst loading area. The reaction device of the utility model is simple, easy to operate and has better stability. It can realize temperature control and air speed control accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置
本技术涉及一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，该装置主要应用于甲醇制氢催化剂的活性检验及评价。
技术介绍
氢气是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。甲醇水蒸气重整制氢技术在中小型用氢领域具有较大的竞争优势，近年来发展较快，其核心催化剂是以CuO、ZnO为活性组分，以Al2O3为载体的固体催化剂，与甲醇蒸汽在低压、300℃下发生甲醇裂解和一氧化碳变换反应，操作简单、易于控制，克服了传统以石油类、天然气或煤为原料气来分离制氢的投资庞大，以及中小企业电解水制氢的能源消耗巨大等缺点，通过重整反应生成大量氢气和食品级二氧化碳，无任何对环境有毒有害物产生，该类催化剂及技术已被较广泛采用。现有各种型号反应器主要服务于大规模工业制氢，而未有应用于活性评价的小型反应器，各公司提供技术主要服务于工业应用，特点是反应器大、催化剂装填量大、气体产量高，该类反应器设计以规模化为前提，不适宜用来作为反应器评价催化剂活性优异。而该催化剂活性评价方面尚无合适的检验装置，生产企业依据各自制定的简单装置或应用数据为评价依据，所得数据准确性低，装置工艺条件可调性差，给客户在选择产品、验货方式及发生质量纠纷时的仲裁都造成很大影响。
技术实现思路
本技术主要解决问题是甲醇制氢催化剂活性优劣评价，提供一种小型甲醇制氢催化剂活性检验装置，通过控制与企业生产相同的温度、空速等条件模拟甲醇制氢工业流程，从而得到催化剂活性检验数据。该反应装置具有体积小、物料用量少、催化剂装填量少和装卸方便等优点，双反应器设计能在相同条件下同时完成两个样品的检验，较大的节约成本、提高了工作效率。本技术的技术解决方案：用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：它包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器、反应器、冷凝器、转子流量计、湿式气体流量计及分析仪器；所述反应器中心为反应管，反应管中空内置热电偶，反应管外依次为反应管加热套、反应管保温套及反应器壳体；所述反应管内有催化剂装填区。一般地，所述用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，包括两个并行设置的反应器。所述分析仪器为气相色谱仪。所述反应管上端连接原料气，下端为反应气出口与冷凝器连接。所述反应管中间装填催化剂，两端填充瓷球，上端有原料气进入催化剂床层的孔洞。所述反应管尺寸为140×465mm，热电偶长680mm，置于反应管内长度500mm。所述反应管加热套为缠绕于反应管耐热耐压壳体外层的电炉丝，通过程序控温。所述反应管保温层厚度30cm，填充耐高温保温材料。本技术的技术优点为：1、反应装置简单易操作，具有较好的稳定性。2、反应装置采用管线连接，能精准实现温度控制、空速控制。3、该反应器采用固定床层，催化剂填装后不易磨损及粉化，该反应器阻力较小，床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，使用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的产率。,4、原料气的停留时间和反应温度可严格控制，有利于达到高选择性和转化率，接近工业生产控制条件，检验数据更具有科学性。5、反应管采用特种钢材质，传热更好，更有利于管内温度平衡。6、独特的双反应器设计能同时检测两个样品，较大的提高了工作效率，减少了热量及原料气的浪费。附图说明图1为本技术实施实例反应装置连接示意图。图2为实施例中反应器剖面结构示意图。图中，1-1～1-2—计量管；2-1～2-2—平流泵；3-1～3-2—汽化器；4-1～4-2—反应器；5-1～5-2—冷凝器；6-1～6-4—转子流量计；7-1～7-2—湿式气体流量计；8—气相色谱仪；9—反应管；10—催化剂装填区；11—加热套；12—保温套；13—反应器壳体。具体实施方式下面结合实施方式和附图对本技术做进一步说明。实施例本实施例甲醇制氢活性检验装置参见附图1，主要包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器、反应器、冷凝器、转子流量计、湿式气体流量计和气相色谱仪，反应装置采用管线连接。本装置的核心组件为反应器，反应器中间槽上端连接原料气，下端为反应气出口与冷凝器连接，通过螺帽连接。实施例反应器结构参见图2，反应管（9）位于反应器中间，反应管（9）中空内置热电偶，反应管尺寸为140×465mm，热电偶长680mm，置于反应管内长度为500mm。反应管材质选用导热较好特种合金钢，中间装填催化剂，两端填充瓷球，上端有孔洞，以便原料气进入催化剂床层反应。先于反应管底部垫一层格栅板，填入4—5mm瓷球敲实，填至等温区所确定位置，再添加一层铜网，将尺寸为5mm—6.0mm催化剂装入反应管并敲实，再填充一定量瓷球敲实后，拧紧螺母。反应管外依次为反应管加热套（11）、反应管保温套（12）和反应器壳体（13）。反应器使用温度最高700℃，压力为10MP，与反应管以螺纹连接，为反应器核心部分；加热套为缠绕于反应管耐热耐压壳体外层的电炉丝，通过程序控温；保温层位于耐热壳体和外壳体之间，保温层厚度为30cm，填充保温材料以保持核心反应器温度稳定，利于反应进行。反应管供气体进行预热、反应用，处于高温及氢气、甲醇腐蚀，选用耐腐蚀高强度特种合金钢；外壳温度较低，无腐蚀，采用高强度低合金钢；螺栓帽使用不锈钢。将上述反应管装入反应器用螺母连接，通过支架固定于装置上，各管路接通后即可进行活性检验。实施例装置包括两个并行安装的反应器。实施例装置是这样来运作的：一定比例甲醇和水混合液经计量管(1-1～1-2)计量后，经平流泵(2-1～2-2)打入汽化器(3-1～3-2)汽化，汽化后甲醇和水混合气体通过反应器(4-1～4-2)中催化剂床层，转子流量计(6-1～6-2)控制气体空速，在一定温度和压力下发生裂解反应生成氢气和二氧化碳，反应得到气体进入冷凝器（5-1～5-2），除去残余的甲醇和水，氢气和二氧化碳，通过湿式气体流量计(7-1～7-2)计量单位时间气体产量，再进入气相色谱仪(8)测得混合气体中氢气的含量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：它包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器、反应器、冷凝器、转子流量计、湿式气体流量计及分析仪器；所述反应器中心为反应管，反应管外依次为反应管加热套、反应管保温套及反应器壳体；所述反应管内有催化剂装填区。

【技术特征摘要】
1.一种用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：它包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器、反应器、冷凝器、转子流量计、湿式气体流量计及分析仪器；所述反应器中心为反应管，反应管外依次为反应管加热套、反应管保温套及反应器壳体；所述反应管内有催化剂装填区。2.根据权利要求1所述的用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：它包括两个并行设置的反应器。3.根据权利要求1所述的用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：所述分析仪器为气相色谱仪。4.根据权利要求1所述的用于甲醇制氢催化剂活性检验装置，其特征在于：所述反应管上端连接原料气，下端为反应气出口与冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建国，钟立宏，史志刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32