[實(shí)用新型]一種制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820793631.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN208340683U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉建;鄭小慧;韋金廣;石海信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 欽州學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J8/06
• 分類號(hào): B01J8/06;G01N30/02
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 魏忠暉

本實(shí)用新型公開了一種制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置，包括電解水裝置、氣體混合器、固定床反應(yīng)器、進(jìn)樣裝置、溫控系統(tǒng)和產(chǎn)品檢測系統(tǒng)；所述電解水裝置電解水反應(yīng)得到的氫氣與二氧化碳、氮?dú)庖煌M(jìn)入所述氣體混合器，并在所述固定床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，在氣體反應(yīng)時(shí)，由所述溫控系統(tǒng)給固定床反應(yīng)器加熱，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入所述進(jìn)樣裝置后，由所述產(chǎn)品檢測系統(tǒng)分析檢測；通過電解和催化反應(yīng)的結(jié)合，利用水和二氧化碳為原料制備碳?xì)浠衔铮搶?shí)驗(yàn)室的研究對(duì)后續(xù)二氧化碳和水制備燃料意義重大，且裝置簡單、方便、安全，不需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置，特別是一種通過電解和催化反應(yīng)結(jié)合，以水和二氧化碳為原料制備碳?xì)浠衔锏暮喴籽b置。

背景技術(shù)

二氧化碳的催化氫化反應(yīng)是有效利用二氧化碳的一種途徑，其利用水和二氧化碳為原料制備碳?xì)浠衔铮軌驅(qū)崿F(xiàn)碳中心的還原，獲得甲烷、乙烷等能源產(chǎn)品，。研究二氧化碳加氫合成碳?xì)浠衔锏臒狳c(diǎn)大多集中在催化劑的選擇上，催化劑的不同直接導(dǎo)致了產(chǎn)物的多樣化。

二氧化碳具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性質(zhì)，由于二氧化碳具有較高的電離能，在沒有催化劑的作用，二氧化碳與氫氣反應(yīng)極其微弱，幾乎檢測不到反應(yīng)的進(jìn)行。選擇一種適當(dāng)?shù)拇呋瘎苟趸荚谄浔砻嫘纬奢^低的活化能，促進(jìn)二氧化碳形成更多的活性中間體，使得其與氫氣催化合成低碳烯烴成為可能。

為了促進(jìn)二氧化碳參與的化學(xué)反應(yīng)，在進(jìn)行二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化前，通常需要對(duì)其進(jìn)行活化。二氧化碳加氫催化劑主要集中在過渡金屬元素，如Fe、Co、Ni、Cu、Ru等。這些金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為在外層只有1-2個(gè)電子，容易失去電子，從而使二氧化碳活化。二氧化碳一般現(xiàn)在過度金屬M(fèi)發(fā)生物理吸附，當(dāng)M向二氧化碳提供電子后，二氧化碳雙鍵發(fā)生變化，進(jìn)而發(fā)生解離成CO和O。

與二氧化碳的非均相氫化固相反應(yīng)相比，利用均相金屬有機(jī)配合物催化二氧化碳的氫化反應(yīng)條件相對(duì)溫和，體系更為高效，也更易實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種構(gòu)造簡單，使用方便，安全的制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：

一種制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置，包括電解水裝置、氣體混合器、固定床反應(yīng)器、進(jìn)樣裝置、溫控系統(tǒng)和產(chǎn)品檢測系統(tǒng)；所述電解水裝置與所述氣體混合器連接，所述氣體混合器與所述固定床反應(yīng)器連接，所述溫控系統(tǒng)用于控制所述固定床反應(yīng)器的溫度，所述進(jìn)樣裝置與所述產(chǎn)品檢測系統(tǒng)連接；其中，

所述氣體混合器入口有三個(gè)通道，分別通入氫氣、二氧化碳、氮?dú)猓鐾ǖ婪謩e設(shè)置有開關(guān)控制閥和質(zhì)量流量計(jì)；所述氣體混合器出口設(shè)置開關(guān)控制閥；所述固定床反應(yīng)器包括過濾部分、反應(yīng)部分；所述溫控系統(tǒng)包括加熱器和與固定床反應(yīng)器相連的加熱帶。

優(yōu)選地，所述進(jìn)樣裝置包括控制閥、進(jìn)樣瓶和放置在進(jìn)樣瓶內(nèi)部的內(nèi)襯管，所述控制閥設(shè)置在進(jìn)樣裝置的入口處，所述進(jìn)樣瓶內(nèi)部設(shè)有底座，所述底座由第一部分和直徑小于第一部分的第二部分組成，所述第一部分設(shè)有第一凹槽，所述第二部分設(shè)有與所述第一凹槽相連的第二凹槽，所述第一部分的直徑等于所述進(jìn)樣瓶的內(nèi)徑，所述第二凹槽的內(nèi)徑等于所述內(nèi)襯管的外徑。

優(yōu)選地，所述固定床反應(yīng)器的過濾部分依次設(shè)置有石英砂、整體式吸附劑、墊圈、鐵絲網(wǎng)和石棉網(wǎng)；石英砂過濾細(xì)小的灰塵顆粒，整體式吸附劑吸附氮?dú)猓獨(dú)獠蛔鳛榉磻?yīng)物，鐵絲網(wǎng)和石棉網(wǎng)承托塊狀催化劑，墊圈用于防止氣體未經(jīng)催化劑反應(yīng)直接通過。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型的一種制備碳?xì)浠衔锏暮喴讓?shí)驗(yàn)裝置還包括純凈水槽，所述純凈水槽與所述電解水裝置連接。

優(yōu)選地，所述產(chǎn)品檢測系統(tǒng)為氣相色譜。

優(yōu)選地，所述電解水裝置設(shè)置有石棉隔膜，電解水反應(yīng)時(shí)加入強(qiáng)電解質(zhì)。