[發(fā)明專利]硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810656384.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108562688A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張書(shū)文;周健;曹鶴;蔡冬利;劉彬;陳立軍;滿偉東;鄭星星;馬穎;劉秋艷;韓東利;胡志國(guó);楊鳳磊;韓凝;郭文濤;周磊;張海濤;劉健剛;高歡歡;劉玉峰;孟令忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐山三友硅業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01N31/10
• 分類號(hào): G01N31/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張?jiān)坪?/td>

1.一種硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：包括通過(guò)管路依次串聯(lián)的氯甲烷儲(chǔ)罐、氯甲烷減壓裝置、原料凈化裝置、氯甲烷流量計(jì)、氣體預(yù)熱器、攪拌床反應(yīng)器、列管式冷凝器、氣液分離器、穩(wěn)壓裝置、廢氣凈化裝置；氣體預(yù)熱器還串聯(lián)有氮?dú)鈨?chǔ)罐，氮?dú)鈨?chǔ)罐與氣體預(yù)熱器之間通過(guò)管路依次串聯(lián)有氮?dú)鉁p壓裝置和氮?dú)饬髁坑?jì)，氮?dú)鉁p壓裝置通過(guò)管路與攪拌床反應(yīng)器連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：氯甲烷儲(chǔ)罐與氯甲烷減壓裝置之間通過(guò)管路串聯(lián)有氯甲烷過(guò)濾器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：氯甲烷減壓裝置與原料凈化裝置之間通過(guò)管路串聯(lián)有氯甲烷干燥裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：氯甲烷干燥裝置為筒體結(jié)構(gòu)，底下部?jī)?nèi)設(shè)孔徑為3mm花板，實(shí)現(xiàn)布?xì)狻⒅瘟细稍锏淖饔茫舷律w可拆卸，器內(nèi)裝變色硅膠干燥劑對(duì)氯甲烷進(jìn)行干燥處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：攪拌床反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體，反應(yīng)器筒體頂部設(shè)置攪拌器組件，反應(yīng)器筒體上部分別設(shè)置有加料口和過(guò)濾器組件，反應(yīng)器筒體下部設(shè)置有氣體入口，反應(yīng)器筒體外部套裝有電加熱爐組件，反應(yīng)器筒體內(nèi)部設(shè)置有氣體分布器組件，反應(yīng)器筒體底部設(shè)置有快開(kāi)式卸料器組件；攪拌器組件包括磁力攪拌機(jī)、攪拌軸、攪拌葉輪，磁力攪拌機(jī)通過(guò)法蘭與反應(yīng)器筒體的上端法蘭連接，攪拌軸設(shè)置在反應(yīng)器筒體內(nèi)部中心位置，攪拌軸的上端通過(guò)凸緣聯(lián)軸器與磁力攪拌機(jī)的輸出軸連接，攪拌軸的下端通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與攪拌葉輪連接；

過(guò)濾器組件包括微孔過(guò)濾器，微孔過(guò)濾器通過(guò)快裝接頭和卡箍安裝在反應(yīng)器筒體上，快裝接頭上設(shè)置有合成氣出口；

氣體分布器組件包括分布器主體、T型支撐桿，T型支撐桿為中空結(jié)構(gòu)，分布器主體與T型支撐桿的上端連接；

快開(kāi)式卸料器組件包括分布器支座、快裝法蘭內(nèi)套、快裝法蘭外套、壓緊頂絲，分布器支座通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與T型支撐桿的下端連接，快裝法蘭內(nèi)套套裝在反應(yīng)器筒體的下端法蘭和分布器支座上，快裝法蘭外套套裝在快裝法蘭內(nèi)套上，快裝法蘭外套上設(shè)置有用于頂壓快裝法蘭內(nèi)套的第一壓緊頂絲，快裝法蘭內(nèi)套底部設(shè)置有用于頂壓分布器支座的第二壓緊頂絲，快裝法蘭內(nèi)套底部還設(shè)置有第一排凈口，分布器支座上設(shè)置有與T型支撐桿的內(nèi)孔、第一排凈口連通的通孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：攪拌軸為兩段式結(jié)構(gòu)，包括第一攪拌軸和第二攪拌軸，第一攪拌軸和第二攪拌之間通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)連接，第一攪拌軸的上端通過(guò)凸緣聯(lián)軸器與磁力攪拌機(jī)的輸出軸連接，第二攪拌軸的下端通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與攪拌葉輪連接；攪拌葉輪為螺旋推進(jìn)式結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：微孔過(guò)濾器由多孔粉末冶金材料制作成杯型結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與快裝接頭連接，快裝接頭的法蘭之間設(shè)置有密封墊并且通過(guò)卡箍固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：分布器主體包括分布板、布?xì)庾荷w，分布板通過(guò)螺紋壓緊結(jié)構(gòu)或焊接方式與布?xì)庾B接，布?xì)庾c反應(yīng)器筒體之間設(shè)置有密封環(huán)，壓蓋通過(guò)壓緊螺栓固定在布?xì)庾喜⑶彝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)壓緊螺栓擠壓密封環(huán)；T型支撐桿包括孔式桿托、撐桿，撐桿為中空結(jié)構(gòu)，撐桿底部通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與分布器支座連接并且通過(guò)鎖緊螺母固定，撐桿上設(shè)置有與撐桿的內(nèi)孔連通的第二排凈口，孔式桿托套裝在撐桿上端，并且通過(guò)螺栓固定安裝在壓蓋上，分布板為惰性材料一次成型的多孔結(jié)構(gòu)。

9.一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的硅銅觸體反應(yīng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

a原料預(yù)處理：

通過(guò)對(duì)原料氣進(jìn)行減壓、低溫干燥、計(jì)量、預(yù)熱處理過(guò)程為反應(yīng)器提供合格氯甲烷，氯甲烷鋼瓶出口N2與干燥器D-31入口N3通過(guò)管道經(jīng)過(guò)慮器F-31，減壓閥 PCV-31相連，以獲得不含機(jī)械雜質(zhì)的低壓過(guò)熱蒸汽; 干燥器D-31為筒體結(jié)構(gòu)，底下部?jī)?nèi)設(shè)孔徑￠3花板，實(shí)現(xiàn)布?xì)狻⒅瘟细稍锏淖饔茫舷律w可拆卸，器內(nèi)裝變色硅膠干燥劑氯甲烷進(jìn)行干燥處理；

干燥器D-31出口N2與螺旋管預(yù)熱器VPR-41/ VPR-42入口N1通過(guò)過(guò)慮器F-32、質(zhì)量流量計(jì)FT -31/FT -32及相關(guān)閥門(mén)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)氯甲烷計(jì)量、預(yù)熱的目的；

b 化學(xué)反應(yīng)：

預(yù)熱器VPR-41、 VPR-42出口N2與反應(yīng)器R-101/ R-102入口N4通過(guò)管道、截止閥HV-1041/HV-204相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)氯甲烷氣體的輸送、控制，在電加熱反應(yīng)器R-101/ R-102內(nèi)氯甲烷逐漸上升形成高溫氣體緩慢經(jīng)過(guò)料層，在此氯甲烷與硅粉發(fā)生催化反應(yīng)生成高溫合成氣，反應(yīng)器上部側(cè)向內(nèi)置冶金粉沫過(guò)慮器，并直接與反應(yīng)器R-101/ R-102出口N7相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣過(guò)濾、除塵，避免合成氣夾帶粉塵，反應(yīng)器設(shè)熱K型電偶由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)料層及氣相溫度檢測(cè)、控制；

c產(chǎn)品分離：

反應(yīng)器R-101/ R-102出口N7通過(guò)管道、閥門(mén)與立式列管冷凝器E301/E302入口N1相連，在此合成氣與冷凍水進(jìn)行逆流換熱，產(chǎn)品液化，通過(guò)對(duì)冷凝溫度的控制即可使產(chǎn)品的回收率≥99%以上；

冷凝器E301/E302出口N2與氣液分離器V301/E401入口N1過(guò)管道、視鏡SG、閥門(mén)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凝液輸送、流量檢測(cè)及控制，氣液分離器V301/E401為立式圓筒結(jié)構(gòu)，外設(shè)夾套，通過(guò)冷凍水進(jìn)行降溫，避免產(chǎn)品輕組份揮發(fā)造成試驗(yàn)誤差，氣液分離器V301/E401氣相出口N3設(shè)背壓閥HV-305/ HV-405對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)整、控制；

背壓閥HV-305/ HV-405通過(guò)管道與酸堿洗氣瓶V-302/ V-402、V-303/ V-403相連，洗氣瓶子出口直接與尾氣排放管相接，實(shí)現(xiàn)尾氣高空排放；

氣液分離器V301/E401液相出口N2通過(guò)管道、閥門(mén)與取樣瓶相連，實(shí)現(xiàn)定時(shí)取樣；

d 公用工程：裝置設(shè)氮?dú)狻⒗鋬鏊畠煞N公用介質(zhì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)保護(hù)氣、冷量的需求；

公用工程管網(wǎng)的氮?dú)馔ㄟ^(guò)管道、閥門(mén)、減壓閥PCV-21后分別與粉體加料罐V-21/V22、反應(yīng)器各口相連，起粉體輸送、吹掃、置換等各種作用；

冷凍水由冷凍機(jī)組REF-401提供，通過(guò)管道、閥門(mén)與冷凝器E301/E302、氣液分離器V301/E401相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣降溫、產(chǎn)品保冷的目的。