[發明專利]燃燒池實驗裝置、能夠測定活化能的實驗裝置和測量方法

有效

• 申請號: 201410360145.2
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104122295B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 趙仁保;鄺斌全
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬

1.一種燃燒池實驗裝置，其特征在于，所述燃燒池實驗裝置包括燃燒池池體(2)，燃燒池池體(2)為一端封閉的筒形，燃燒池池體(2)的開口端密封連接有燃燒池端蓋(3)，燃燒池端蓋(3)上設有第一通孔(31)，燃燒池池體(2)的封閉端設有第二通孔(21)，燃燒池池體(2)的封閉端內設有用于防止砂粒進入第二通孔(21)的過濾裝置(10)。

2.根據權利要求1所述的燃燒池實驗裝置，其特征在于：燃燒池池體(2)為圓筒形，燃燒池池體(2)的長度為95mm～98mm，燃燒池池體(2)的內徑為21mm～21.5mm，燃燒池池體(2)的壁厚為6mm～6.5mm。

3.根據權利要求1所述的燃燒池實驗裝置，其特征在于：燃燒池池體(2)和燃燒池端蓋(3)的材質為不銹鋼，燃燒池池體(2)和燃燒池端蓋(3)的內表面均設有防氧化涂料層。

4.根據權利要求1所述的燃燒池實驗裝置，其特征在于：過濾裝置(10)包括上套筒(101)和下套筒(102)，上套筒(101)的下端套設在下套筒(102)內，上套筒(101)的下端通過過濾篩網(103)與下套筒(102)下端的環形筒底(103)抵接，環形筒底(103)的內孔的位置與第二通孔(21)的位置相對應。

5.一種能夠測定活化能的實驗裝置，其特征在于：該能夠測定活化能的實驗裝置含有權利要求1～4中任意一項所述的燃燒池實驗裝置，該能夠測定活化能的實驗裝置還含有加熱爐(1)、數據采集及錄入單元(12)、數據處理單元(13)、氣體分析裝置(15)和氣源(17)；

該燃燒池實驗裝置設置在加熱爐(1)內，加熱爐(1)連接有用于監測和控制加熱爐(1)內溫度的第一溫度監測及控制單元(11)，數據采集及錄入單元(12)能夠收集加熱爐(1)內和該燃燒池實驗裝置內的溫度數據以及氣體分析裝置得到的氣體濃度數據，數據處理單元(13)和數據采集及錄入單元(12)連接，氣體分析裝置(15)與第一通孔(31)連接，氣源(17)與第二通孔(21)連通。

6.根據權利要求5所述的能夠測定活化能的實驗裝置，其特征在于：加熱爐(1)還連接有用于監測和控制加熱爐(1)內溫度的第二溫度監測及控制單元(14)。

7.根據權利要求5所述的能夠測定活化能的實驗裝置，其特征在于：燃燒池端蓋(3)外設有三通(5)，三通(5)的第一接口與第一通孔(31)密封連接，數據采集及錄入單元(12)包括用于測量加熱爐(1)內溫度的第一溫度傳感器(121)和用于測量該燃燒池實驗裝置內溫度的第二溫度傳感器(6)，第二溫度傳感器(6)的一端穿過三通(5)的第二接口和該第一接口設置在燃燒池池體(2)內，燃燒池池體(2)內與三通(5)的第三接口連通。

8.根據權利要求7所述的能夠測定活化能的實驗裝置，其特征在于：氣體分析裝置(15)通過過濾裝置(16)與三通(5)的該第三接口連接，過濾裝置(16)包括依次連接的集液器、砂濾器和氣體凈化器，該集液器與該第三接口連接，該氣體凈化器與氣體分析裝置(15)連接。

9.根據權利要求5所述的能夠測定活化能的實驗裝置，其特征在于：氣源(17)依次通過流量控制裝置(18)和氣體流量計(19)與第二通孔(21)連通。

10.一種測定活化能的測量方法，其特征在于：該測定活化能的測量方法采用了權利要求5～9中任意一項所述的能夠測定活化能的實驗裝置，該測定活化能的測量方法包括以下步驟：

步驟1、準備實驗樣品；

步驟2、將該實驗樣品裝入該燃燒池實驗裝置，檢查該能夠測定活化能的實驗裝置的連接狀況；

步驟3、設定加熱爐(1)的加熱溫度和加熱時間，確定加熱速率，設定氣源(17)的供氣流量；

步驟4、加熱爐(1)開始加熱，在多個時間點，數據采集及錄入單元(12)測量該燃燒池實驗裝置內的溫度并且氣體分析裝置(15)測量氣體濃度，根據時間與該溫度的關系制作溫度變化趨勢曲線，得到每個時間點的溫度變化率，根據氣體濃度與實驗樣品轉換率之間的關系確定實驗樣品的轉換率，根據時間與該轉換率之間的關系制作轉換率變化趨勢曲線，得到每個時間點的轉換率變化率；

步驟5、將每個時間點的該溫度變化率和該轉換率變化率帶入以下公式：

ln(βdαdT)=ln[Af(α)]-ERT]]>

采用最小二乘法，擬合出活化能變化曲線，

在該公式中：β為加熱速率，單位為℃/min；dα為轉換率變化率；dT為溫度變化率；A為指前因子；E為活化能，單位為kJ/mol；R為普適氣體常量，為8.314kJ/(mol×K)；T為溫度，單位為℃；ln[Af(α)]為固定值；

根據該活化能變化曲線，得到每個溫度下的活化能。