【技术实现步骤摘要】
本申请涉及碳分子筛性能测试，且特别涉及一种碳分子筛性能的测试装置及测试方法。
技术介绍
1、现有技术中，碳分子筛在变压吸附工艺中的主要性能指标产氮率和产氮浓度通常有以下方法对碳分子筛进行测试：通过小型变压吸附装置来检测，是在氮气、氧气在碳分子筛微孔内扩散速率不同(直径较小的氧分子比直径大的氮分子扩散速率快)的基础上进行的氮氧分离，装置运行过程中氮气浓度逐步提升。
2、但是通常将氮气浓度从79％提升至99％需要半小时以上，浓度越高时间越长，需要将氮气浓度提升至99.99％甚至需要超过一个小时，用此方法评判碳分子筛性能的好坏，效率低下；且每次均直接通入空气进行测试，碳分子筛内可能存在未被置换的氧气，则检测的碳分子筛性能不准确，重复性不高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种碳分子筛性能的测试装置及测试方法。以克服碳分子筛性能检测效率低，检测不准确，重复性不高的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种碳分子筛性能的测试方法，测试方法包括以下步骤：
3、(1)将待测试的碳分子筛填满于吸附柱中，吸附柱上设置有进气口和出气口；
4、(2)从进气口通入高纯氮气至吸附柱内，监测出气口的氮气浓度；
5、(3)当出气口的氮气浓度与高纯氮气的浓度一致时，停止通入高纯氮气；
6、(4)从进气口通入空气至吸附柱内预设时间，监测出气口的氮气浓度，基于通气时间和出气口的氮气浓度，确定碳分子筛的性能。p>
7、向吸附柱中碳分子筛先通入高纯氮气，且直至吸附柱的出气口的氮气浓度与高纯氮气的浓度一致时，停止通入高纯氮气；此时，即是将碳分子筛中吸附的氧气完全置换出来，可以较为准确、重复性较高的对碳分子筛的性能进行检测。同时，先将吸附柱中充满高纯氮气，后续再通入空气使碳分子筛进行氮氧分离，监测吸附柱的出气口的氮气浓度，基于通气时间和出气口的氮气浓度，确定碳分子筛的性能，无需将氮气浓度从79％提升至99％，甚至99.99％来确定碳分子筛的性能，效率较高。
8、在本申请的部分实施例中，通气时间包括通入高纯氮气和通入空气的总时间。
9、在本申请的部分实施例中，高纯氮气的浓度为99.999％。
10、在本申请的部分实施例中，步骤(4)中，通入空气至出气口的氮气浓度为79.000％，停止通入空气。吸附柱的出气口的氮气浓度到达79.000％时，即是吸附柱内的碳分子筛已达到吸附上限，无法再吸附氧气。
11、在本申请的部分实施例中，基于通气时间和出气口的氮气浓度，确定碳分子筛的性能，包括：
12、以通气时间为横坐标，出气口的氮气浓度为纵坐标，获得碳分子筛的吸附性能曲线，基于吸附性能曲线，确定碳分子筛的性能。
13、基于吸附性能曲线，可以直观看出碳分子筛的产氮率和产氮时间，产氮率越高，产氮时间越长的碳分子筛的性能越好。
14、在本申请的部分实施例中，按照步骤(1)-步骤(4)测试多个碳分子筛的性能，获得多条吸附性能曲线，比较多条吸附性能曲线中相同的预设时间点时，出气口的氮气浓度的大小，以比较多个碳分子筛的性能；其中，预设时间点为通入空气后的其中一个预设时间点。
15、测试多个碳分子筛时可以得到多条吸附性能曲线，可以直接对比多个碳分子筛在相同的预设时间点的出气口的氮气浓度，在相同的预设时间点，出气口的氮气浓度越高，其碳分子筛的性能越好，方法简单高效。
16、在本申请的部分实施例中，在通入高纯氮气之前，还包括：确定出气口的气体流量的步骤。
17、在本申请的部分实施例中，确定出气口的气体流量的方法包括：根据碳分子筛的单位质量的工作流量和填入吸附柱中的碳分子筛的总质量计算得到。
18、预先确定出气口的气体流量并以此设置出气口的气体流量，以使吸附柱内保持碳分子筛适宜的工作压力，从而使碳分子筛保证最佳的吸附能力。
19、在本申请的部分实施例中，吸附柱的直径为12.7-50.8mm，高度为300-1000mm。设置适宜的碳分子筛的测试量，既能较准确的测试确定碳分子筛的性能，又能较快速高效的测试完成。
20、第二方面，本申请实施例提供了一种碳分子筛性能的测试装置，测试装置用于第一方面提供的测试方法，测试装置包括：
21、吸附柱，吸附柱一端具有进气口，吸附柱另一端具有出气口；
22、进气管路，进气管路与进气口连通，用于分别向吸附柱内通入高纯氮气或空气；
23、出气管路，出气管路与出气口连通，出气管路设置有氮气浓度监测仪，用于测试出气口的氮气浓度。
24、从进气管路先向吸附柱内通入高纯氮气，氮气浓度监测仪监测到出气管路中的氮气浓度达到99.999％，则说明碳分子筛中吸附的氧气完全由氮气置换出来，停止通入高纯氮气；再从进气管路向吸附柱内通入空气，氮气浓度监测仪监测到出气管路中的氮气浓度达到79.000％，则说明碳分子筛已达到吸附上限，停止通入空气。
25、在本申请的部分实施例中，进气管路包括进气总管、氮气管路和空气管路，进气总管的一端与进气口连通，另一端分别连通氮气管路和空气管路，氮气管路上设置有氮气进气阀；和/或，空气管路上设置有空气进气阀；和/或，出气管路上设置有出气阀。
26、氮气管路用于通入高纯氮气，氮气进气阀用于控制氮气管路的开闭；空气管路用于通入空气，空气进气阀用于控制空气管路的开闭；出气阀用于控制出气管路的开闭。
27、在本申请的部分实施例中，出气管路上设置有流量计，和，进气总管上设置有压力阀。
28、压力阀控制进气管路内通入气体的压力，使通入吸附柱内的气体具有一定压力，碳分子筛在压力下吸附；同时，流量计控制出气管路的出气流量，以使吸附柱内一直保持在碳分子筛适宜的工作压力，从而使碳分子筛工作时保证最佳的吸附能力。
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1.一种碳分子筛性能的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述高纯氮气的浓度为99.999％；
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述基于通气时间和所述出气口的氮气浓度，确定所述碳分子筛的性能，包括：
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，按照所述步骤(1)-步骤(4)测试多个碳分子筛的性能，获得多条所述吸附性能曲线，比较多条所述吸附性能曲线中相同的预设时间点时，所述出气口的氮气浓度的大小，以比较多个所述碳分子筛的性能；其中，所述预设时间点为通入空气后的其中一个预设时间点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测试方法，其特征在于，在通入所述高纯氮气之前，还包括：确定所述出气口的气体流量的步骤。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，确定所述出气口的气体流量的方法包括：根据所述碳分子筛的单位质量的工作流量和填入所述吸附柱中的所述碳分子筛的总质量计算得到。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述吸附柱的直径为12
8.一种碳分子筛性能的测试装置，其特征在于，所述测试装置用于实施权利要求1-7中任一项所述的测试方法，所述测试装置包括：
9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述进气管路包括进气总管、氮气管路和空气管路，所述进气总管的一端与所述进气口连通，另一端分别连通所述氮气管路和所述空气管路，所述氮气管路上设置有氮气进气阀；和/或，所述空气管路上设置有空气进气阀；和/或，所述出气管路上设置有出气阀。
10.根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述出气管路上设置有流量计，和，所述进气总管上设置有压力阀。
...【技术特征摘要】
1.一种碳分子筛性能的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述高纯氮气的浓度为99.999％；
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述基于通气时间和所述出气口的氮气浓度，确定所述碳分子筛的性能，包括：
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，按照所述步骤(1)-步骤(4)测试多个碳分子筛的性能，获得多条所述吸附性能曲线，比较多条所述吸附性能曲线中相同的预设时间点时，所述出气口的氮气浓度的大小，以比较多个所述碳分子筛的性能；其中，所述预设时间点为通入空气后的其中一个预设时间点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测试方法，其特征在于，在通入所述高纯氮气之前，还包括：确定所述出气口的气体流量的步骤。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，确定所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卿勇，李东升，蒋玉琳，吴玉川，
申请(专利权)人：上海正帆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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