一种金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，包括用于装置金属担载型管式透氧膜的石英管、用于对金属担载型管式透氧膜所在区域进行加热且置于石英管外的控温管式炉、用于与石英管相连通的吹扫气路A、用于对金属担载型管式透氧膜的各个测试温度点进行透氧通量取样且与吹扫气路A相连通的气相色谱仪及用于与金属担载型管式透氧膜相连通的吹扫气路B，通过所述吹扫气路A和吹扫气路B的吹扫而使金属担载型管式透氧膜的内侧形成高氧分压环境、外侧形成低氧分压环境。本实用新型专利技术的结构简单、使用可靠、易于拆装，且在测试时，所有密封端面均远离高温区域，从而降低了透氧膜高温密封难度，提高了密封效果，增加了透氧通量，有效地提高了测试结果真实度。
【技术实现步骤摘要】
一种金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置
本技术涉及透氧膜透氧测试仪器
，具体是涉及一种金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置。
技术介绍
氧是工业生产中必不可少的重要物质，广泛应用化工、冶金、医药、交通和能源等行业。传统的氧分离主要采用深冷分离和变压吸附，但设备投资大，功耗高，效率低。透氧膜分离氧技术是一种新型的制氧技术。透氧膜在700°C以上高温，当膜两侧存在氧分压梯度时，氧以氧离子空位扩散的形式进行传输，这种传导氧形式在理论上对氧的选择性可达到100%。利用透氧膜来为工业过程供氧，能够显著降低制氧的成本。除用于制氧，透氧膜更有价值和潜力的应用是体现在催化膜反应器方面。膜反应器是将氧分离过程与催化反应过程耦合，通过控制氧输入输出实现提高反应选择性、反应转化率及反应速率的目的。在众多的膜反应器中，天然气部分氧化制合成气得到了高度重视。合成气作为重要的中间体可以经费托合成或甲醇合成变成具有高附加值的液体产品，但目前制合成气过程存在的一系列问题(如:反应飞温、氧气甲烷共进料爆炸问题、价格高昂的纯氧供应等)严重制约了该过程的工业化进程。透氧膜反应器通过控制氧气输入以及自身固有的低成本制氧能力，可明显改善上述不利因素并能大幅降低生产成本。透氧膜与天然气部分氧化制合成气过程相结合已被视作是最有希望实现工业化的过程，对未来高效、合理利用天然气这一清洁能源来说具有突出的应用价值。此外，对于水分解制氢、NOx脱氧分解这类高温化学反应过程，由于反应受热力学平衡限制，转化率很低，而利用透氧膜反应器，将反应产物之一的氧气经透氧膜移出，使平衡打破，可大大提高反应转化率。虽然透氧膜在制氧和涉氧膜反应器领域有着传统技术无法比拟的优势并具有广阔的应用前景，但现有方法制备出的透氧膜存在脆性大、机械强度低、高温下不易连接密封等缺点，导致目前混合导体透氧膜仍难以进入工业化应用。为解决这些问题，有研究提出在透气性能良好的多孔金属上制备透氧膜。由于多孔金属的支撑作用保证了透氧膜具有较高的机械强度，从而可大幅降低透氧膜厚度，有助于提高其透氧性能。而金属相比于陶瓷透氧膜材料也更易于密封连接。透氧膜构型设计也会对透氧膜器件的性能产生很大影响，透氧膜在构型上主要分为片式膜和管式膜两种，由于片式膜装填面积小，难以大面积的在其表面装填催化剂，同时高温下片式膜相对更加难以密封和组件化，制约其大规模工业应用，尤其是在催化膜反应领域的应用。而管式膜构型可以提高装填面积，提高透氧通量，并且可以采用冷端密封，大大降低密封难度。管式膜构型在组件化、集成化方面也更具优势。因此，管式透氧膜也是目前高温催化膜反应器的一个重要发展趋势。透氧膜透氧通量的测试是对透氧膜性能进行评价时不可或缺的一个环节，然而目前针对金属担载型管式透氧膜的透氧测试装置还未见报道。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构简单可靠，制造及使用方便，密封效果好，能准确地测试金属担载型管式透氧膜的透氧通量的透氧测试装置。本技术的技术方案是这样实现的:本技术所述的金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，其特点是:包括用于装置金属担载型管式透氧膜的石英管、用于与石英管相连通的吹扫气路A、用于与金属担载型管式透氧膜相连通的吹扫气路B、用于对金属担载型管式透氧膜所在区域进行加热的控温管式炉及用于对金属担载型管式透氧膜的各个测试温度点进行透氧通量取样的气相色谱仪，所述石英管上设置有供金属担载型管式透氧膜装入的开口，所述开口上设置有密封机构，通过所述吹扫气路A和吹扫气路B的吹扫而使金属担载型管式透氧膜的内侧形成高氧分压环境、外侧形成低氧分压环境。为了便于金属担载型管式透氧膜的拆装，所述石英管上设置的开口是位于石英管的端部。为了使本技术的拆装方便，且密封效果好，所述密封机构为法兰组件。所述法兰组件包括法兰底座、与法兰底座相连接的法兰盖板及设置在法兰底座与法兰盖板之间的密封胶圈和密封垫圈，所述法兰盖板套接在石英管的开口上并通过法兰底座与石英管固定连接。为了使本技术的结构简单、安装及使用方便，所述吹扫气路A包括吹扫进气管A和吹扫出气管A，所述吹扫进气管A通过一密封接头设置在石英管的一端，所述吹扫出气管A通过一密封接头设置在石英管的另一端并与气相色谱仪相连通。所述吹扫气路B包括吹扫进气管B和吹扫出气管B，所述吹扫进气管B通过一密封接头设置在石英管的一端并与金属担载型管式透氧膜的一端通过一密封接头相连接，所述吹扫出气管B通过一密封接头设置在石英管的另一端并与金属担载型管式透氧膜的另一端通过一密封接头相连接。为了确保本技术具有良好的使用效果，所述密封接头采用316L不锈钢或高温合金材料制成。为了便于调节金属担载型管式透氧膜的受热区域，所述控温管式炉为开启式控温管式炉。本技术相对于现有技术，具有以下优点:(I)本装置结构简单，易于拆装，制造及使用方便；(2)本装置中所有密封端面均处于加热区以外，实现了冷端密封，降低了透氧膜高温密封难度，提高了密封效果，增加了透氧通量，使透氧通量的测试更准确，有效地提高了测试结果的真实度；(3)本装置主要针对金属担载型管式透氧膜透氧通量的测试，能够适用于这种透氧膜在各种气氛下透氧能力和透氧稳定性的表征，弥补了现有技术的不足。下面结合附图对本技术作进一步的说明。【附图说明】图1为本技术的剖面结构示意图。【具体实施方式】如图1所示，本技术所述的金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，包括用于装置金属担载型管式透氧膜I的石英管2、用于对金属担载型管式透氧膜I所在区域进行加热且置于石英管2外的控温管式炉3、用于与石英管2相连通的吹扫气路A、用于对金属担载型管式透氧膜I的各个测试温度点进行透氧通量取样且与吹扫气路A相连通的气相色谱仪(图中未示出)及用于与金属担载型管式透氧膜I相连通的吹扫气路B，通过所述吹扫气路A和吹扫气路B的吹扫而使金属担载型管式透氧膜I的内侧形成高氧分压环境、外侧形成低氧分压环境。在本实施方式中，用于测试的金属担载型管式透氧膜I是由超音速等离子或超低压等离子喷涂技术在多孔镍基合金管件表面上制备致密且厚度较薄的氧离子-电子混合导体氧化物涂层而形成，且该金属担载型管式透氧膜I为两端开口的直通型管式透氧膜。其中，在石英管2上设置有供金属担载型管式透氧膜I装入的开口，而且为了便于金属担载型管式透氧膜I的拆装，石英管2上设置的开口是位于石英管的端部，如图所示，在本实施方式中，石英管2的两端部均设置有开口，从而使该石英管2形成为直通型石英管。金属担载型管式透氧膜I安装时，是水平地置于石英管2的轴心线上。为了确保测试的准确度，避免空气泄漏对测试结果产生影响，在各开口上分别设置有密封机构4，各密封机构4均为法兰组件，各法兰组件分别包括法兰底座41、与法兰底座41通过螺钉相连接的法兰盖板42及设置在法兰底座41与法兰盖板42之间的密封胶圈43和密封垫圈44，法兰盖板42套接在石英管2的开口上并通过法兰底座41与石英管2固定连接。为了便于吹扫气路的设置，吹扫气路A包括由不锈钢制成的吹扫进气管A5和吹扫出气管AS，其中吹扫进气管A5通过一密封接头6设置在石英管2的一端，吹扫出气管AS通过一密封接头6设置在石英管2的另一端并与气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，其特征在于:包括用于装置金属担载型管式透氧膜(I)的石英管(2)、用于与石英管(2)相连通的吹扫气路A、用于与金属担载型管式透氧膜(I)相连通的吹扫气路B、用于对金属担载型管式透氧膜(I)所在区域进行加热的控温管式炉(3)及用于对金属担载型管式透氧膜(I)的各个测试温度点进行透氧通量取样的气相色谱仪，所述石英管(2)上设置有供金属担载型管式透氧膜(I)装入的开口，所述开口上设置有密封机构(4)，通过所述吹扫气路A和吹扫气路B的吹扫而使金属担载型管式透氧膜(I)的内侧形成高氧分压环境、外侧形成低氧分压环境。2.根据权利要求1所述的金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，其特征在于:所述石英管(2)上设置的开口是位于石英管的端部。3.根据权利要求1或2所述的金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，其特征在于:所述密封机构(4)为法兰组件。4.根据权利要求3所述的金属担载型管式透氧膜用透氧测试装置，其特征在于:所述法兰组件包括法兰底座(41)、与法兰底座(41)相连接的法兰盖板(42)及设置在法兰底座(41)与法兰盖板(42)之间的密封胶圈(43)和密封垫圈(44)，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周克崧，牛少鹏，徐丽萍，邓畅光，刘敏，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，
类型：新型
国别省市：
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