[發明專利]一種制備高溫高壓氣體的方法及應用

有效

• 申請號: 202010916579.1
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112169723B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 程迪;張振;洪亮;谷齊;宮建
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種制備高超聲速空氣動力學地面試驗所需的高溫高壓氣體的方法，其特征在于，包括：將高壓一氧化二氮和高壓稀釋氣進行摻混形成高壓預混氣，再催化其中的一氧化二氮使其分解為氧氣和氮氣，并產生熱量，得到高溫高壓的與空氣主要組分和濃度相同的氣體，其中，稀釋氣選自氮氣、或氮氣與空氣的組合；一氧化二氮：氮氣：空氣的摩爾比為a:0.881*a:（1.0 - 1.881*a），其中a的取值范圍為0a≤0.5316。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高壓一氧化二氮與高壓稀釋氣分別存儲在不同的容器中，制備高溫高壓氣體前通過管路匯聚實現摻混；或者，所述高壓一氧化二氮與高壓稀釋氣存儲在同一容器中，制備高溫高壓氣體前即完成摻混。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，催化分解一氧化二氮的啟動溫度為300~650 ℃。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，通過將催化劑預熱至300 - 650 ℃，催化一氧化二氮使其分解為氧氣和氮氣。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還可以先催化高壓一氧化二氮使其分解為氧氣和氮氣，并產生熱量，再摻混高壓稀釋氣，得到高溫高壓的與空氣主要組分和濃度相同的氣體，其中，稀釋氣選自氮氣、或氮氣與空氣的組合。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，高溫高壓氣體的制備在反應器中進行，反應器為流動式反應器；

采用高壓一氧化二氮先摻混高壓稀釋氣再分解方式時，反應器包括催化反應加熱室和駐室，高壓一氧化二氮和高壓稀釋氣在到達催化反應加熱室前摻混，高壓一氧化二氮在催化反應加熱室內催化分解，產生的高溫高壓氣體由催化反應加熱室進入駐室，再由駐室排出反應器；和/或

采用高壓一氧化二氮先分解再摻混高壓稀釋氣方式時，反應器包括催化反應加熱室和混合駐室，高壓一氧化二氮在催化反應加熱室內催化分解，產生的高溫高壓氣體由催化反應加熱室進入混合駐室，在混合駐室與高壓稀釋氣摻混，再由混合駐室排出反應器。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，反應器殼體上包覆絕熱層。

8.根據權利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，制備得到的高溫高壓氣體的溫度可以達到1400K；壓力可以達到50MPa。