【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于微量稳定进水系统的水饱和器及耐硫催化剂评价装置。
技术介绍
1、很多实验进行的反应入口原料气中含有水，如甲烷化反应、甲烷水蒸气重整反应、羰基硫水解反应等很多反应需要气态水作为原料；目前实验通用的补水方式一般为液体泵与预热器的组合方式，以此得到气态水。
2、在做低水气比的实验时，需要设定很低的水泵流量，但是在低流量下，水中溶解的微量空气易在泵头集聚，从而水泵不能正常进水，使反应处于不正常状态甚至使催化剂积碳。
3、目前气固反应高压微反\常压微反装置所做的气固反应常用的进水方式是柱塞泵进水，为了使进液量稳定往往采用价格昂贵的进口水泵，根据量程其价格约3-5万元甚至更高。但是该类水泵并不是均匀的补水，而是随着其柱塞的周期运动而出现周期性的补水(脉冲式的不稳定出水)，通俗的讲是一股一股的、流量时大时小的补水。这就导致了反应的气液比时刻发生变化，进一步导致了反应的不均匀、不稳定，以及数据结果的不可靠，使得反应偏离最真实的结果。而且，即使是质量再好的泵，其低流量时也具有较大的误差，导致补水量不准确。
4、液态水气化需要安装预热罐，进一步增加了装置成本。
5、cn203465255u公开了一种多通道并行吸附剂或催化剂评价系统，包括多个储气罐；一级混气罐，每一个储气罐通过一个一级通道与一级混气罐连接在一起，并且，在所有的一级通道的预订位置上均安装一级质量流量计；多个水饱和器，每一个水饱和器通过一个二级通道与一级混气罐连接在一起；多个反应器，每一个反应器通过一个三级通道与一个水饱和
6、因此，开发一种新的稳定补水装置非常关键。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术中存在的问题，专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过提供一种用于微量稳定进水系统的水饱和器可以解决上述问题。
2、根据本技术的一个实施方式，提供一种用于微量稳定进水系统的水饱和器，其包括壳体、包裹壳体外部的加热及保温层(包括加热层和保温层，加热层贴靠壳体外壁，保温层在外层，加热层含电阻丝，金属材料，可以进行温度控制，层厚2～15mm，保温层由岩棉或硅酸盐保温材料组成，层厚5～50mm)、设置于壳体上部的进气管路和气体出口、以及设置于壳体下部或底部的进水系统，进气管路远端连接有气体分布器，气体分布器的下部或底部设有分布板，分布板上设有多个小孔，优选在整个分布板上均布有大量小孔，进气管路从壳体上部伸入壳体内，通常最远端至壳体内的中部或下部，例如深入至壳体高度的1/5～1/2处，优选1/4～1/3壳体高度处，其中，壳体、进气管路和气体分布器构成水饱和器主体，气体分布器位于水饱和器的液面以下，气体分布器使得气体以更小的气泡与水接触，增加与水的接触面积。
3、进一步地，进水系统包括高位储水罐、其两端分别连接高位储水罐和壳体下部或底部的进水连通管、设置于进水连通管上的流量控制阀，其用于常压使用；或者，进水系统包括储水罐、与储水罐连接的水泵、其两端分别连接进水泵和壳体下部或底部的进水连通管、设置于进水连通管上的流量控制阀，其用于高压使用，高位储水罐的位置应使得水饱和器水位保持在二分之一至三分之二液位(液位为水饱和器的有效高度)高度处，满足增加气体与水的接触体积的要求。本申请的专利技术人发现，由于水的不断消耗，水位处于持续波动中，水位低于1/2液位时，由于气体与水接触不充分等因素，使得随气体带入的蒸汽量变化较大，明显偏离理论计算量，而超过三分之二液位时，由于液位上的顶空体积变小，蒸汽量也会明显偏离理论计算量。
4、进一步地，壳体的上部设有一管段，该管段直径大于进气管路的直径，例如大1-3cm或1.5-2cm，进气管路从该管段伸入到壳体内，进气管路与该管段的上端部之间密封，进入该管段后直径变小(使得在该管段与进气管路之间存在环形间隙)，而气体出口开设在该管段的侧部。
5、进一步地，气体分布器为截头圆锥形或碗形结构(膨大的中空型结构)，优选，其下部最大直径(即分布板直径)为水饱和器直径的2/3～9/10，优选2/3～4/5。
6、进一步地，分布板上均匀分布形状为正六边形、圆形、椭圆形、正方形、长方形或菱形、其他多边形等形状的小孔。
7、进一步地，小孔的直径为0.05-5mm，优选0.1-2mm，优选0.15-1.5mm，优选0.2-1mm，优选0.3-1.0mm，优选0.5-1.0mm，小孔之间的间距(或最近距离)例如是0.05-5.0mm，优选0.1-1mm，优选0.2-0.5mm(如0.3mm、0.4mm)或者每平方厘米分布板面积上均匀分布10-80个小孔，优选15-60或20-50个小孔，如25个、30个、35个、40个或45个。
8、壳体优选为筒形，直径一般为5～20cm，高度一般为10～40cm。从进气管路引入的气体的流量一般是0～100l/min。
9、进一步地，壳体外部的加热层设有精确控温的恒温加热装置，即，加热层设置的是精确控温的恒温加热装置。
10、进一步地，水饱和器设置液位计，以方便观察水饱和器内的液位。
11、进一步地，控制从水饱和器出口到反应器之间的管路温度稍高于水饱和器温度10-30℃(进一步例如12-25℃，或15-20℃)，防止从水饱和器出来的气体冷凝。
12、本技术进一步提供一种耐硫催化剂评价装置，所述评价装置包括依次连接的进气系统、进水系统(或进液系统)、气液混合系统、反应系统、气液分离系统和尾气体积测量系统，其中，气液混合系统包括上述的水饱和器，进气系统包括多个气体进料管道例如氢气管道、硫源管道、一氧化碳管道、二氧化碳管道等，例如6个气体进料管道，分别为氮气管道、氢气管道、一氧化碳管道、二氧化碳管道、甲烷管道、硫源管道，每一气体进料管道经由质量流量计连接气体混合罐，气体混合罐出口接气液混合系统的水饱和器。
13、优选地，气液分离系统包括与反应系统的反应器出口连接的冷凝器、与冷凝器出口连接的气液分离罐、以及与气液分离罐液体出口连接的储液罐，
14、尾气体积测量系统包括第一脱硫塔、第二脱硫塔、洗气瓶、气体流量计、干燥器，
15、其中气体混合器的进口连接氮气管道、氢气管道、一氧化碳管道、二氧化碳管道、甲烷管道、硫源管道，气体混合器的出口连接水饱和器的进气管路，水饱和器的气体出口连接反应系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于微量稳定进水系统的水饱和器，其特征在于，其包括壳体(203)、包裹壳体外部的加热及保温层(202)、设置于壳体上部的进气管路(201)和气体出口(204)、以及设置于壳体下部或底部的进水系统，进气管路(201)远端连接有气体分布器(205)，气体分布器(205)的下部设有分布板，分布板上设有多个小孔，进气管路(201)从壳体上部伸入壳体(203)内的中部或下部，其中，壳体(203)、进气管路(201)和气体分布器(205)构成水饱和器主体；
2.根据权利要求1所述的水饱和器，其特征在于，进水系统包括高位储水罐(206)、其两端分别连接高位储水罐和壳体下部或底部的进水连通管(208)、设置于进水连通管上的流量控制阀(207)，其用于常压使用；或者，进水系统包括储水罐，与储水罐连接的水泵、其两端分别连接进水泵和壳体下部或底部的进水连通管(208)、设置于进水连通管上的流量控制阀(207)，其用于高压使用，
3.根据权利要求1所述的水饱和器，其特征在于，壳体(203)的上部设有一管段(209)，该管段直径大于进气管路的直径，进气管路(201)从该管段
4.根据权利要求2所述的水饱和器，其特征在于，壳体(203)的上部设有一管段(209)，该管段直径大于进气管路的直径，进气管路(201)从该管段伸入到壳体(203)内，进气管路(201)与该管段的上端部之间密封，而气体出口(204)开设在该管段的侧部。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的水饱和器，其特征在于，气体分布器(205)为截头圆锥形或碗形结构，其下部最大直径为水饱和器直径的2/3～4/5；和/或
6.根据权利要求1-4中任一项所述的水饱和器，其特征在于，壳体外部的加热层设有精确控温的恒温加热装置；和/或
7.一种耐硫催化剂评价装置，其特征在于，所述评价装置包括依次连接的进气系统、气液混合系统、反应系统、气液分离系统和尾气体积测量系统，其中，气液混合系统包括权利要求1-6的任一项所述的水饱和器(2)，进气系统包括多个气体进料管道，每一气体进料管道经由质量流量计连接气体混合罐(1)，气体混合罐出口接气液混合系统的水饱和器(2)。
8.根据权利要求7所述的耐硫催化剂评价装置，其特征在于，气液分离系统包括与反应系统的反应器出口连接的冷凝器(5)、与冷凝器出口连接的气液分离罐(6)、以及与气液分离罐液体出口连接的储液罐(8)，
9.根据权利要求7或8所述的耐硫催化剂评价装置，其特征在于，气液混合系统由水泵为水饱和器供水，气体混合罐的气体出口经由管路进入水饱和器的底部，水饱和器的出口经由缠有伴热带的管路连接反应器进口。
10.根据权利要求7或8所述的耐硫催化剂评价装置，其特征在于，尾气体积测量系统包括湿式气体流量计，用于测定反应后气体的体积，进而可以计算出反应的进行程度；和/或
11.根据权利要求9所述的耐硫催化剂评价装置，其特征在于，尾气体积测量系统包括湿式气体流量计，用于测定反应后气体的体积，进而可以计算出反应的进行程度；和/或
12.根据权利要求7所述的耐硫催化剂评价装置，其特征在于，气体进料管道包括6个气体进料管道，分别为氮气管道、氢气管道、一氧化碳管道、二氧化碳管道、甲烷管道、硫源管道。
...【技术特征摘要】
1.一种用于微量稳定进水系统的水饱和器，其特征在于，其包括壳体(203)、包裹壳体外部的加热及保温层(202)、设置于壳体上部的进气管路(201)和气体出口(204)、以及设置于壳体下部或底部的进水系统，进气管路(201)远端连接有气体分布器(205)，气体分布器(205)的下部设有分布板，分布板上设有多个小孔，进气管路(201)从壳体上部伸入壳体(203)内的中部或下部，其中，壳体(203)、进气管路(201)和气体分布器(205)构成水饱和器主体；
2.根据权利要求1所述的水饱和器，其特征在于，进水系统包括高位储水罐(206)、其两端分别连接高位储水罐和壳体下部或底部的进水连通管(208)、设置于进水连通管上的流量控制阀(207)，其用于常压使用；或者，进水系统包括储水罐，与储水罐连接的水泵、其两端分别连接进水泵和壳体下部或底部的进水连通管(208)、设置于进水连通管上的流量控制阀(207)，其用于高压使用，
3.根据权利要求1所述的水饱和器，其特征在于，壳体(203)的上部设有一管段(209)，该管段直径大于进气管路的直径，进气管路(201)从该管段伸入到壳体(203)内，进气管路(201)与该管段的上端部之间密封，而气体出口(204)开设在该管段的侧部。
4.根据权利要求2所述的水饱和器，其特征在于，壳体(203)的上部设有一管段(209)，该管段直径大于进气管路的直径，进气管路(201)从该管段伸入到壳体(203)内，进气管路(201)与该管段的上端部之间密封，而气体出口(204)开设在该管段的侧部。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的水饱和器，其特征在于，气体分布器(205)为截头圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：高珠，张金舵，史立杰，堵俊俊，薛楷山，冯璐瑶，于建涛，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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