专利名称：一种用于消氢性能测试的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于化工领域，特别涉及一种催化剂性能测试装置。
背景技术：
目前现有的测氢流程多为简易填充床式，只适合一般条件的测试，比如干空气气氛下或者含有水蒸气的空气气氛下的消氢性能测试，但无法模拟核电站一般工况和事故后消氢催化剂所面临的环境。此外，填充床式是将一定质量的催化剂填充在一定管径的反应床中，要求气体由下向上通过催化剂填充段，此时气氛中氢气可以与催化剂充分接触，反应完全。但是，AP1000核电站的特色在于非能动。非能动消氢的模式在于气氛从下向上经过催化剂是自发的，流经过程中不能有太大阻力，所以不能采用传统的填充床式反应测试装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种实验装置，以实现催化剂的消氢性能测试。本发明的技术方案是一种用于消氢性能测试的装置，它包括箱体，进气口管路，气体分散器，流量阀，催化剂消氢装置，分流管路，气体排出管路和外围测试仪器；其中，为了更好的分散混合气体，进气口管路的内壁带有螺旋扇叶；箱体安装在支架上，其由上封头、罐身、下封头三部分组成，其中上封头、罐身和下封头分别通过法兰连接；下封头设有连接气体分散器的进气口管路，并开有一个补水口，补水口与注水管路连通并配有一个流量阀A，罐身内壁并列开有竖直且相互间留有间隙的卡槽，催化剂消氢装置依次对应的安装在卡槽内，在催化剂消氢装置的下方和上方罐身内部的中心位置均设有测压力点和测氢气浓度点，在罐身内壁左右两侧对应催化剂消氢装置的高度方向对称的设有测温点；上封头为实体结构，其内部安有分流管路，分流管路分为3组，其进气口分别位于催化剂消氢装置的左右两端及中心位置上方，3组分流管路在上封头的上端收拢并连接气体排出管路，气体排出管路配有一个流量阀B ；外围测试仪器包括与进气口管路相连互通的减压阀和流量计，与测压点相连互通的测压装置，与测浓度点相连互通的干燥剂和氢气分析仪，与测温点相连互通的热电偶测温装置。其工作流程为首先按实验需求在箱体内装配好催化剂消氢装置，密封箱体，然后将配置好的氢气与空气的混合气体与减压阀连接，经过流量计后进入内壁带有螺旋扇叶的进气口管路并进入到气体分散器中，混合气体从气体分散器的喷口流出折返向上，经过催化剂消氢装置前通过测压力点和测浓度点测得一组实验数值，混合气体流经催化剂消氢装置，氢氧反应并放热，箱体两侧的热电偶装置测得催化剂装置之间各个空间位置的温度，混合气体通过催化剂消氢装置后通过上端的侧压力点和测浓度点测得一组反应数据，最后经分流管路、气体排出管路排出；如果实验有湿度要求，则通过补水口注入一定量的水溶液，使液面高于气体分散器的喷口。有酸碱要求时，亦可配入一定量的酸性或者碱性溶液。混合气体经过喷口后由溶液中折返出来，可将酸/碱溶液带入试验环境。试验完毕后要及时清洗箱体底部。本发明的箱体采用三段式结构，便于拆装安放催化剂消氢装置，以及便于处理实验后的清理；箱体底部开有补水口，可以根据实验的不同需求注入液体，解决了干空气气氛、空气和水蒸气混合气氛、酸性和碱性条件下的空气和蒸汽混合气氛等多种核电站运行工况和事故后环境的模拟。在本流程的设计中，为了降低气体流经催化剂时遇到的阻力，在催化剂消氢装置之间留出空隙以便气流通过。本发明同时实现了在以上几种条件下，对催化剂抗高温高湿、酸碱等方面的性能的测试。
图1为本发明工作流程不意图；图2为本发明箱体中段俯视图；图3为本发明箱体结构示意图。其中，1-减压阀2-流量计3-催化剂消氢装置4-气体分散器5-气体排出管路6-热电偶测温装置7-测压装置8-干燥剂9-氢气分析仪10注水管路11-出水口12-流量阀A 13-支架14-加热带15-气体进入管路16-分流管路17-法兰18-流量阀B
具体实施例方式参见附图1、3，一种用于消氢性能测试的装置，它包括箱体，内壁带有螺旋扇叶的进气口管路15，气体分散器4，流量阀12，催化剂消氢装置3，分流管路16，气体排出管路5和外围测试仪器；参见附图2，箱体安装在支架13上，其由上封头、罐身、下封头三部分组成，其中上封头、罐身和下封头分别通过法兰17连接；下封头设有连接气体分散器4的进气口管路15，并开有一个补水口，补水口与注水管路10连通并配有一个流量阀A12，罐身内壁并列开有竖直且相互间留有间隙的卡槽，催化剂消氢装置3依次对应的安装在卡槽内，在催化剂消氢装置3的下方和上方罐身内部的中心位置均设有测压力点和测氢气浓度点，在罐身内壁左右两侧对应催化剂消氢装置3的高度方向对称的设有测温点；上封头为实体结构，其内部安有分流管路16，分流管路16分为3组，其进气口分别位于催化剂消氢装置3的左右两端及中心位置上方，3组分流管路16在上封头的上端收拢并连接气体排出管路5，气体排出管路5配有一个流量阀B18 ；外围测试仪器包括与进气口管路相连互通的减压阀I和流量计2，与测压点相连互通的测压装置7，与测浓度点相连互通的干燥剂8和氢气分析仪9，与测温点相连互通的热电偶测温装置；其中，气体分散器4的喷口的底部为封闭平板，侧面开有300个直径相等的圆孔，300个圆孔的面积之和等于进气口管路15截面面积。下封头外部围有加热带14，罐体的左右两端的测温点设有两个或两个以上。分流管路16分为3组，每组为5-6根管路，分流管路16的截面面积之和等于气体排出管路5截面面积。
权利要求
1.一种用于消氢性能测试的装置，其特征在于，它包括箱体，进气口管路(15)，气体分散器(4)，流量阀(12)，催化剂消氢装置(3)，分流管路(16)，气体排出管路(5)和外围测试仪器；其中，所述进气口管路(15)的内壁带有螺旋扇叶； 所述箱体安装在支架(13 )上，其由上封头、罐身、下封头三部分组成，其中上封头、罐身和下封头分别通过法兰(17)连接；所述下封头设有连接所述气体分散器(4)的进气口管路(15),并开有一个补水口，所述补水口与注水管路(10)连通并配有一个流量阀A(12)，所述罐身内壁并列开有竖直且相互间留有间隙的卡槽，所述催化剂消氢装置(3)依次对应的安装在所述卡槽内，在所述催化剂消氢装置(3)的下方和上方罐身内部的中心位置均设有测压力点和测氢气浓度点，在罐身内壁左右两侧对应催化剂消氢装置(3)的高度方向对称的设有测温点；所述上封头为实体结构，其内部安有分流管路(16)，所述分流管路(16)分为3组，其进气口分别位于所述催化剂消氢装置(3)的左右两端及中心位置上方，所述3组分流管路(16)在所述上封头的上端收拢并连接气体排出管路(5)，气体排出管路(5)配有一个流量阀B (18)； 所述外围测试仪器包括与所述进气口管路相连互通的减压阀(I)和流量计(2)，与测压点相连互通的测压装置(7)，与测浓度点相连互通的干燥剂(8)和氢气分析仪(9)，与测温点相连互通的热电偶测温装置。
2.如权利要求1所述的一种用于消氢性能测试的装置，其特征在于，所述气体分散器(4)的喷口的底部为封闭平板，侧面开有300个直径相等的圆孔，300个圆孔的面积之和等于所述进气口管路(15 )截面面积。
3.如权利要求1或2所述的一种用于消氢性能测试的装置，其特征在于，所述下封头外部围有加热带(14)，所述罐体的左右两端的测温点设有两个或两个以上。
4.如权利要求1或2所述的一种用于消氢性能测试的装置，其特征在于，所述分流管路(16)分为3组，每组为5-6根管路，所述分流管路(16)的截面面积之和等于所述气体排出管路(5)截面面积。
5.如权利要求3所述的一种用于消氢性能测试的装置，其特征在于，所述分流管路分为3组，每组为5-6根管路，所述分流管路的截面面积之和等于所述气体排出管路(5)截面面积。
全文摘要
本发明属于化工领域，特别涉及一种催化剂性能测试装置。它提供了一种用于消氢性能测试的装置，该装置为一个通过法兰(17)连接的三段式罐体结构，它包括由上封头、罐身、下封头三部分组成箱体，内壁带有螺旋扇叶的进气口管路(15)，气体分散器(4)，补水口，出水口(11)，流量阀A(12)，流量阀B(18),催化剂消氢装置(3)，分流管路(16)，气体排出管路(5)和外围测试仪器；混合气体从进气口管路(15)进入箱体，经催化剂消氢装置(3)反应后，由气体排出管路(5)排除；在箱体的测温点、测压力点、测浓度点分别连接测试仪器，实时监测实验的进程，控制实验过程，测试催化剂消氢装置(3)的性能。
文档编号G01N33/00GK103018408SQ20121052584
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者赵宁, 姜韶堃, 陶志勇 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所
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