[发明专利]一种复合催化剂循环重整-解析性能的评估装置与方法

摘要

本发明公开了一种复合催化剂循环重整‑解析循环性能的评价装置和方法，该装置包括配气控制单元、重整解析单元、检测分析单元和产物气排放单元，配气控制单元模拟焦炉煤气，重整解析单元进行焦炉煤气重整制氢的重整和复合催化剂的高温解析重生，检测分析单元在线监测和评估复合催化剂的催化性能和循环性能。本发明组合了两套装置，在两个固定床反应器内放置两种不同的复合催化剂样品，通过调整进气，在一套进行焦炉煤气重整制氢的同时，另一套进行复合催化剂的解析，在评估多个复合催化剂样品时节约时间，减少能量损耗，且可以进行多次循环试验，复合催化剂的循环使用效果，探究复合催化剂有效寿命，本发明方法操作简单，安全可靠，应用前景广。

主权项

1.一种催化剂循环重整‑解析性能的评估装置，其特征在于，包括配气控制单元(1)、重整解析单元(2)、检测分析单元和产物气排放单元；所述配气控制单元(1)包括焦炉净煤气配气单元、去离子水注射单元、焦油注射单元以及多个控制气体液体进出的阀门(1‑2a)～(1‑2n)，所述焦炉净煤气配气单元包括甲烷气瓶(1‑1a)、氢气气瓶(1‑1b)、氮气气瓶、一氧化碳气瓶(1‑1d)、控制气体流量的质量流量控制器Ⅰ(1‑3a)～质量流量控制器Ⅴ(1‑3e)、防止气体逆流的单向阀Ⅰ(1‑4a)～单向阀Ⅳ(1‑4d)，所述去离子水注射单元包括依次通过管路连接的储水罐(1‑1e)、注射泵Ⅰ(1‑5a)、单向阀Ⅴ(1‑4e)，所述焦油注射单元包括依次通过管路连接的焦油储罐(1‑1f)、注射泵Ⅱ(1‑5b)、单向阀Ⅵ(1‑4f)；所述重整解析单元包括管式炉A(2‑1)、管式炉B(2‑2)、固定床反应器A(2‑3)、固定床反应器B(2‑4)和转换机构；所述管式炉A(2‑1)包括炉体A(2‑11)和温度控制器A(2‑12)，所述管式炉B(2‑2)包括炉体B(2‑21)和温度控制器B(2‑22)，炉体A(2‑11)和炉体B(2‑21)均由两个半圆柱组成，半圆柱中心轴向设有凹槽；所述固定床反应器A(2‑3)和固定床反应器B(2‑4)均包括管体(2‑5)，管体(2‑5)底部设有进气口，进气口通过导气管与配气控制单元(1)连通，管体(2‑5)顶部设有出气口，管体(2‑5)内由下至上依次设有金属滤网层Ⅰ(2‑51)、瓷球层Ⅰ(2‑52)、金属滤网层Ⅱ(2‑53)、复合催化剂层(2‑54)、金属滤网层Ⅲ(2‑55)、瓷球层Ⅱ(2‑56)、金属滤网层Ⅳ(2‑57)，所述复合催化剂由催化焦炉煤气重整生产氢气的催化剂和CO2捕获剂复合制成；所述转换机构包括操作台(2‑6)、两根旋转套管(2‑7)和两组管夹(2‑8)，所述操作台(2‑6)设有四层面板，第一面板(2‑61)上安装有两根平行的长导轨(2‑62)，垂直于长导轨组的两侧对称安装有四组短导轨(2‑63)，每根长导轨(2‑62)均安装有滑块Ⅰ(2‑64)，每根短导轨均安装有滑块Ⅱ(2‑69)上，所述管式炉A(2‑1)、管式炉B(2‑2)分别固定在短导轨(2‑63)的滑块Ⅱ(2‑69)上，两根旋转套管(2‑7)分别固定在长导轨(2‑62)的滑块Ⅰ(2‑64)上，所述旋转套管(2‑7)包括上套管(2‑71)、下套管(2‑72)、底座(2‑73)和支撑组件(2‑74)，支撑组件(2‑74)与上套管(2‑71)固定，下套管(2‑72)与底座(2‑73)固定，上套管(2‑71)与下套管(2‑72)螺纹连接，所述管夹(2‑8)通过支撑组件(2‑74)与旋转套管(2‑7)固定，所述固定床反应器A(2‑3)和固定床反应器B(2‑4)分别通过管夹(2‑8)固定在炉体A(2‑11)和炉体B(2‑21)的凹槽中，所述注射泵Ⅰ(1‑5a)和注射泵Ⅱ(1‑5b)安装在第二面板(2‑65)上，所述质量流量控制器Ⅰ(1‑3a)～质量流量控制器Ⅴ(1‑3e)安装在第三面板(2‑66)上，所述温度控制器A(2‑12)和温度控制器B(2‑22)安装在第四面板(2‑67)上；所述检测分析单元包括冷凝器(3)、水汽分离器(4)、质量流量计(5)、干燥器A(7‑1)、干燥器B(7‑2)、质量流量控制器Ⅵ(8‑1)、质量流量控制器Ⅶ(8‑2)、质谱仪A(9‑1)、质谱仪B(9‑2)、计算机(10)以及阀门(2‑9a)～(2‑9d)，所述产物气排放单元包括产物气管、多孔介质管A(6‑1)和多孔介质管B(6‑2)，所述固定床反应器A(2‑3)的出气口一路依次通过阀门(2‑9a)、冷凝器(3)、水汽分离器(4)、质量流量计(5)后分别连接多孔介质管A(6‑1)的入口和干燥器A(7‑1)的入口，干燥器A(7‑1)的出口通过质量流量控制器Ⅵ(8‑1)连接质谱仪A(9‑1)的入口，固定床反应器A(2‑3)的出气口另一路通过阀门(2‑9b)分别连接多孔介质管B(6‑2)的入口和干燥器B(7‑2)的入口，干燥器B(7‑2)的出口通过质量流量控制器Ⅶ(8‑2)连接质谱仪B(9‑2)的入口，质谱仪A(9‑1)、质谱仪B(9‑2)分别与计算机(10)连接，所述固定床反应器B(2‑4)的出气口一路通过阀门(2‑9c)连接冷凝器(3)，固定床反应器B(2‑4)的出气口另一路通过阀门(2‑9d)分别连接多孔介质管B(6‑2)的入口和干燥器B(7‑2)的入口。