一种气态污染物净化的多功能实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气态污染物净化的多功能实验装置。本发明专利技术配气系统包括模拟气源、流量计、混合罐和气体流量分配器及其流量计；平行反应系统包括若干可拆卸安装于支座上的反应器组件，反应器组件包括套筒及若干可拆卸安装于套筒内的反应器元件，各反应器元件进气管路分别与气体流量分配器及其流量计尾端可拆卸连接；吹扫再生系统包括气体加热罐，气体加热罐连接有吹扫气并通过气源支路与气体流量分配器及其流量计的前端连接；检测监控系统包括压力表、温度探头及配套温度显示仪表和加热控制器、气体成分监测仪。本发明专利技术装置结构简明，操作灵活方便，克服了现有气体吸附或催化净化实验装置气路少、工作量大、装卸操作不便、温控不理想等问题。

A multifunctional experimental device for purifying gaseous pollutants

The invention discloses a multifunctional experimental device for purifying gaseous pollutants. The gas distribution system of the invention comprises a simulated gas source, a flowmeter, a mixing tank, a gas flow distributor and a flowmeter; the parallel reaction system comprises a number of reactor assemblies detachable and mounted on a support; the reactor assemblies include a sleeve and a number of reactor elements detachable and mounted in the sleeve; and the inlet pipe of each reactor element. The purge regeneration system comprises a gas heating tank connected with a purge gas and connected with the front end of the gas flow distributor and its flowmeter through a gas source branch; the detection and control system comprises a pressure gauge, a temperature probe and a matching temperature display instrument. And heating controller and gas composition monitor. The device has the advantages of simple structure, flexible and convenient operation, and overcomes the problems of fewer gas paths, large workload, inconvenient loading and unloading operation and unsatisfactory temperature control of the existing experimental device for gas adsorption or catalytic purification.

【技术实现步骤摘要】
一种气态污染物净化的多功能实验装置
本专利技术属于气固试验装置
，具体涉及一种气态污染物净化的多功能实验装置。
技术介绍
随着工业发展和能源消耗量的不断增长，大气污染问题日益严重，已引起社会各界的广泛关注。我国大气污染物主要来自火电、有色冶炼、石化、化工、涂装、制药、焦化等行业的生产过程和汽车尾气等，废气成分包括氮氧化物(NOX)、二氧化硫(SO2)、CO、NH3、H2S、重金属和挥发性有机污染物(VOCs)等。气态污染物量大面广、成分复杂，均具有一定毒性，直接排放会对大气环境和人体健康造成严重影响，因此对其实施净化措施是必要的。随着环保要求的提高和排放标准日趋严格，研究高效净化新技术的需求日益迫切。目前，主要废气处理技术有吸收、吸附、冷凝、燃烧和催化转化等。其中，吸附是利用多孔性固体物质表面上未平衡或未饱和的分子力，把气体中有害组分富集在固体内外表面，将其从气流中分离而除去的净化过程。催化法则是在催化剂存在条件下，将原本需要在比较苛刻条件下(比如高温)才能转化的废气在较温和条件下高效转化成无害或低毒产物的净化方法。吸附法和催化法相比其它处理技术，均具有工艺流程简洁、处理能力大、净化效率高、一般无二次污染等优点。吸附法和催化法技术的核心是研发高效的吸附或催化材料，往往需要开展大量的成分遴选、合成、改性与实验测试工作。传统的实验过程中，一般一次只有1～2个反应器(管、床层)进行测试，存在测试效率太低、耗时长、工作量大等问题。当购置多台套设备时，费用过高、浪费大且占地。在各种相关教学实验中，设备使用存在的问题也很突出：设备昂贵、多人分组实验往往必须采购多台套设备，投入大、占用空间、效率低，经费受限的学校常常难以满足开展实践教学工作的要求。专利ZL200510029469.9提出了一种多管式组合反应装置，通过采用包括加热炉、加热器、导热棒、至少2个反应管、多通道切换阀，测温仪、温度控制仪和流量分配器，导热棒内放置反应管，每个反应管的进料口均与流量分配器相连接，每个反应管的出料口均与多通道切换阀相连接，使每个反应管呈并联连接；每个反应管内的测温元件均与测温仪相连；加热炉内的加热器与温度控制仪相连，实现反应管内的温度控制的技术方案，主要适合用于有机合成催化反应和催化剂的研究，提高了研发效率。但该装置设计中采用固定全部反应管集中外加热的方式，当反应管尺寸较大、数目较多时，会传热不均，影响实验结果的准确性和可比性。并且，更换催化剂的装填操作需经历停机、冷却、打开加热炉、逐一装卸反应管等环节，全部完成后才能继续下一批次测试，当反应管数量多时，操作相当麻烦。上述缺点使得其难以满足废气催化或吸附净化研发过程中对测试项目多样化、反应热稳定性和操作便捷性等方面更高的要求。尤其是当该装置用于实验教学过程需要分组操作时，对反应器配置灵活调整的要求将受到更明显的限制。市场上已有的高通量气固催化反应设备跟上述设备存在几乎同样的问题：虽然反应管数量和尺寸可以扩增或更换，但均采用定制方式，一套成型设备其反应管的数量尺寸是固定的，用户无法根据经常变化的实际需求灵活调整串并联形式和具体配置。而当配置的反应器数量很多时，其组合件相当笨重，逐一拆卸、更换反应管催化剂耗时费力。若用于教学实验多组学生操作时，不能很快捷地实现轮换，且装置本身价格不菲。综上，科研和教学实验常用的气态污染物气固反应净化装置存在气路简单、反应管(柱、床)数量少、空间占用大的不足，尤其是开展多组实验项目时存在设备投入大、测试效率低、数据可比性差、研发耗时长等多种问题。因此，设计配置灵活、操作方便、高效多功能的废气气固反应实验装置为科研和教学工作所急需。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的气固吸附或催化反应实验测试装置存在的上述高耗低效等缺陷，提供一种气态污染物净化的多功能实验装置。本专利技术的目的是通过如下的技术方案来实现的：该气态污染物净化的多功能实验装置，它包括配气系统、平行反应系统、检测监控系统、吹扫再生系统；所述配气系统包括依次连接的模拟气源、流量计、混合罐和气体流量分配器及其流量计；混合罐连接有水汽调节注射泵，以实现气体湿度调节；所述平行反应系统包括若干可拆卸安装于支座上的反应器组件，反应器组件包括套筒及若干可拆卸安装于套筒内的反应器元件，各反应器元件的进气管路分别与气体流量分配器及其流量计的尾端可拆卸连接；所述吹扫再生系统包括气体加热罐，气体加热罐连接有吹扫气并通过气源支路与气体流量分配器及其流量计的前端连接；所述检测监控系统包括压力表、温度探头及配套温度显示仪表和加热控制器、气体成分监测仪；所述混合罐和气体加热罐均安装有压力表、安全阀和与温度显示仪表连接的温度探头，罐体外部均围绕安装有电热装置和保温层，电热装置与加热控制器连接；反应器元件的出气管路均依次与多通道切换阀和气体成分监测仪可拆卸连接；反应器组件之间呈并联或串联方式；每个反应器元件均设有与温度显示仪表连接的测温探头以及相应的温控电热装置，以实现反应器元件、组件温度的准确控制；装置各部件之间管线均采用快速接头连接，并装有阀门，方便装卸和管路启闭。进一步的，所述平行反应系统前，设置有若干预留管路接口；随时可以增配或拆换不同尺寸规格和数量的备用反应器组件及配套元件，可以按实际需求调整反应器元件和组件的数量和尺寸，从而实现最大限度地灵活搭配使用。具体的，所述反应器组件包括反应器元件和套筒，反应器元件为反应管或反应床；所述套筒内部围绕其中心轴线均匀设有若干轴向的孔道，反应器元件插入孔道中固定；套筒的中心轴线处为一通孔，该通孔与支座上的凸棒对位或卡位以固定反应器组件，必要时套筒四周环面增设若干凹槽或固定圈，进一步将反应器组件通过挂架或支架固定在支座上；支座上的凸棒为可拆卸式，必要时更换成电加热棒，以确保需要高温条件时可对反应器元件进行二次加热。进一步的，所述套筒的横截面外周形状或是圆形、或是正多边形、或是矩形；其外柱面或是全封闭，或是中间一截全敞开露出其内部孔道的一截，或是中间一截半敞开、对应于其内部各孔道位置开窗孔露出其内部孔道的一截，从而能够对反应器元件位置及其中固相材料装填状态进行观察，同时大幅减轻反应器组件的重量，更加方便操作；其中，外柱面全封闭式的组件适合需要精确保温的反应，外柱面部分裸露的组件适合中低温度区间的反应，外柱面中部全敞开的组件适合反应过程有剧烈放热的反应。具体的，所述模拟气源为1～20种气体，优选2～10种；通过钢瓶气体、风机、空气泵、鼓泡缓释或渗透管缓释、燃烧器及上述任意方式的组合提供模拟废气需要的成分和浓度。具体的，所述反应器组件数量为1～30个，优选1～12个；反应器元件为1～36个，优选2～20个；反应器组件可任意排列，以美观紧凑为宜，优选呈圆周辐射状、单排、或上下前后多排直列均匀布置；反应器元件可呈圆周或线性均匀排布；反应器元件、组件的数量可以灵活增减，其尺寸也可以调整。本专利技术中的废气净化多功能实验装置采用模块化设计，可用于环保领域不同废气的气固反应净化材料或工艺优化研究，也可用于化学化工领域各类气固反应催化剂的研究。由于不同规格尺寸的反应器组件、元件可以灵活更换、组合，反应器组件还能在并联或串联方式间轻松切换重组，因而很容易实现测试项目拓展，显著提高测试效率，大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气态污染物净化的多功能实验装置，其特征在于：它包括配气系统、平行反应系统、检测监控系统、吹扫再生系统；所述配气系统包括依次连接的模拟气源、流量计、混合罐和气体流量分配器及其流量计；混合罐连接有水汽调节注射泵；所述平行反应系统包括若干可拆卸安装于支座上的反应器组件，反应器组件包括套筒及若干可拆卸安装于套筒内的反应器元件，各反应器元件的进气管路分别与气体流量分配器及其流量计的尾端可拆卸连接；所述吹扫再生系统包括气体加热罐，气体加热罐连接有吹扫气并通过气源支路与气体流量分配器及其流量计的前端连接；所述检测监控系统包括压力表、温度探头及配套温度显示仪表和加热控制器、气体成分监测仪；所述混合罐和气体加热罐均安装有压力表、安全阀和与温度显示仪表连接的温度探头，罐体外部均围绕安装有电热装置和保温层，电热装置与加热控制器连接；反应器元件的出气管路均依次与多通道切换阀和气体成分监测仪可拆卸连接；反应器组件之间呈并联或串联方式；每个反应器元件均设有与温度显示仪表连接的测温探头以及相应的温控电热装置；装置各部件之间管线均采用快速接头连接，并装有阀门。

【技术特征摘要】
1.一种气态污染物净化的多功能实验装置，其特征在于：它包括配气系统、平行反应系统、检测监控系统、吹扫再生系统；所述配气系统包括依次连接的模拟气源、流量计、混合罐和气体流量分配器及其流量计；混合罐连接有水汽调节注射泵；所述平行反应系统包括若干可拆卸安装于支座上的反应器组件，反应器组件包括套筒及若干可拆卸安装于套筒内的反应器元件，各反应器元件的进气管路分别与气体流量分配器及其流量计的尾端可拆卸连接；所述吹扫再生系统包括气体加热罐，气体加热罐连接有吹扫气并通过气源支路与气体流量分配器及其流量计的前端连接；所述检测监控系统包括压力表、温度探头及配套温度显示仪表和加热控制器、气体成分监测仪；所述混合罐和气体加热罐均安装有压力表、安全阀和与温度显示仪表连接的温度探头，罐体外部均围绕安装有电热装置和保温层，电热装置与加热控制器连接；反应器元件的出气管路均依次与多通道切换阀和气体成分监测仪可拆卸连接；反应器组件之间呈并联或串联方式；每个反应器元件均设有与温度显示仪表连接的测温探头以及相应的温控电热装置；装置各部件之间管线均采用快速接头连接，并装有阀门。2.根据权利要求1所述气态污染物净化的多功能实验装置，其特征在于：所述平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳春，杨蓉，朱旻俊，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43