一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以瓦斯為原料制甲醇可采用間接轉(zhuǎn)化法和直接轉(zhuǎn)化法。從實驗設(shè)備的角度考慮，間接轉(zhuǎn)化法實驗系統(tǒng)復(fù)雜、投資較大的缺點，而直接轉(zhuǎn)化法，特別是近些年興起的直接液相催化氧化法設(shè)備簡單、易于搭建、投入較小，備受研宄者關(guān)注。低濃度瓦斯中含有大量的空氣，在以低濃度瓦斯為原料采用直接液相催化氧化法制備甲醇的過程中，原料氣中的大量氮氣為非反應(yīng)的惰性氣體，它的存在降低了瓦斯中甲烷的氣相分壓，減小了甲烷在液相反應(yīng)溶劑中的溶解度，進(jìn)而降低了甲醇的產(chǎn)率，而且還增加了反應(yīng)能耗。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型是為了解決現(xiàn)有瓦斯向甲醇轉(zhuǎn)化的裝置存在甲醇產(chǎn)率低、反應(yīng)能耗大的問題，而提供一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置。
[0004]本實用新型的一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置由瓦斯氣瓶、減壓閥、第一手動截止閥、質(zhì)量流量控制器、第二手動截止閥、第二電磁閥、瓦斯吸收塔、第一電磁閥、內(nèi)壓力指示表、單向閥、瓦斯提濃尾氣收集器、第三手動截止閥、真空泵、提濃瓦斯收集器、增壓泵、第一取樣閥、壓力傳感器、熱電偶、第二取樣閥、電加熱器、磁力攪拌子、甲醇尾氣排放管和甲醇尾氣收集器組成；所述瓦斯氣瓶的出口與所述第一手動截止閥的進(jìn)口相連，所述瓦斯氣瓶的出口與所述第一手動截止閥的進(jìn)口之間設(shè)置有減壓閥；所述第一手動截止閥的出口與所述第二手動截止閥的進(jìn)口相連，所述第一手動截止閥的出口與所述第二手動截止閥的進(jìn)口之間設(shè)置有質(zhì)量流量控制器；所述第二手動截止閥的出口分別與所述第一電磁閥的進(jìn)口和所述第三手動截止閥進(jìn)口相連；所述第一電磁閥的出口與所述瓦斯吸收塔下部的管口相連，所述瓦斯吸收塔的頂部出口與所述第二電磁閥的進(jìn)口相連，所述瓦斯吸收塔的頂部出口與所述第二電磁閥的進(jìn)口之間設(shè)置有內(nèi)壓力指示表；所述第二電磁閥的出口與所述單向閥的進(jìn)口相連，所述單向閥的出口與所述瓦斯提濃尾氣收集器的進(jìn)口相連；所述第三手動截止閥的出口與所述真空泵的進(jìn)口相連，所述真空泵的出口與所述提濃瓦斯收集器的進(jìn)口相連，所述提濃瓦斯收集器的底部設(shè)置有增壓泵；所述提濃瓦斯收集器的出口通過管線連接在所述甲醇合成反應(yīng)釜的釜蓋的進(jìn)液口上，所述提濃瓦斯收集器的出口與所述甲醇合成反應(yīng)釜的釜蓋的進(jìn)液口之間設(shè)置有第一取樣閥；所述甲醇合成反應(yīng)釜的釜蓋上設(shè)置有壓力傳感器和熱電偶，所述熱電偶和磁力攪拌子設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜內(nèi)的液面以下，所述壓力傳感器設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜內(nèi)的液面以上；所述甲醇合成反應(yīng)釜嵌入到電加熱器內(nèi)，所述甲醇合成反應(yīng)釜的釜蓋上的排氣口與所述甲醇尾氣排放管的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管的出口與所述甲醇尾氣收集器的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管上設(shè)置有第二取樣閥。
[0005]工作原理:
[0006]低濃度瓦斯由瓦斯氣瓶流出，經(jīng)減壓閥減壓后，經(jīng)質(zhì)量流量控制器精確控制流量后進(jìn)入裝有活性炭吸附劑的瓦斯吸附塔，當(dāng)內(nèi)壓力指示表顯示達(dá)到所需吸附壓力時，打開第二電磁閥，使尾氣經(jīng)單向閥進(jìn)入瓦斯提濃尾氣收集器。當(dāng)瓦斯吸附塔吸附達(dá)飽和后，關(guān)閉第一電磁閥，對瓦斯吸附塔降壓，富氮尾氣經(jīng)單向閥進(jìn)入瓦斯提濃尾氣收集器，降壓結(jié)束后，打開第三手動截止閥，開啟真空泵對瓦斯吸附塔抽真空，使吸附在活性炭上的瓦斯的主要成分甲烷充分解吸，提濃后的瓦斯氣進(jìn)入提濃瓦斯收集器。
[0007]反復(fù)進(jìn)行上述提濃過程，使大量提濃瓦斯收集于提濃瓦斯收集器中，通過第一取樣閥取少量提濃瓦斯進(jìn)行成分及含量分析后，用增壓泵對提濃瓦斯收集器中的提濃瓦斯進(jìn)行增壓，使其通過氣體管線和甲醇合成反應(yīng)釜釜蓋上的孔洞進(jìn)入裝有液相反應(yīng)溶劑和催化劑的甲醇合成反應(yīng)釜，用電加熱器對甲醇合成反應(yīng)釜加熱，以提供甲醇合成所需溫度，壓力傳感器、熱電偶和磁力攪拌子穿過甲醇合成反應(yīng)釜釜蓋進(jìn)入甲醇合成反應(yīng)釜中。甲醇合成反應(yīng)結(jié)束以后，將甲醇合成反應(yīng)釜從電加熱器中取出，冷卻至室溫后，通過甲醇尾氣排放管上的氣體取樣閥取少量甲醇尾氣進(jìn)行成分及含量分析后，將甲醇合成反應(yīng)釜中全部氣體經(jīng)甲醇尾氣排放管排入甲醇尾氣收集器，打開甲醇合成反應(yīng)釜取其中的液體進(jìn)行甲醇含量分析。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]本實用新型的優(yōu)點在于可實現(xiàn)提高低濃度瓦斯直接液相催化氧化合成甲醇實驗中甲醇產(chǎn)率的目的。用此系統(tǒng)能將甲烷濃度為30 %的低濃度瓦斯提濃至甲烷濃度為47 %，從而使甲醇的產(chǎn)率提高40.3%。
【附圖說明】
[0010]圖1為一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式的一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置由瓦斯氣瓶1、減壓閥2、第一手動截止閥3、質(zhì)量流量控制器4、第二手動截止閥5、第二電磁閥6、瓦斯吸收塔7、第一電磁閥8、內(nèi)壓力指示表9、單向閥10、瓦斯提濃尾氣收集器11、第三手動截止閥12、真空泵13、提濃瓦斯收集器14、增壓泵15、第一取樣閥16、壓力傳感器17、熱電偶18、第二取樣閥19、電加熱器20、磁力攪拌子21、甲醇尾氣排放管22和甲醇尾氣收集器23組成；所述瓦斯氣瓶I的出口與所述第一手動截止閥3的進(jìn)口相連，所述瓦斯氣瓶I的出口與所述第一手動截止閥3的進(jìn)口之間設(shè)置有減壓閥2 ;所述第一手動截止閥3的出口與所述第二手動截止閥5的進(jìn)口相連，所述第一手動截止閥3的出口與所述第二手動截止閥5的進(jìn)口之間設(shè)置有質(zhì)量流量控制器4 ;所述第二手動截止閥5的出口分別與所述第一電磁閥8的進(jìn)口和所述第三手動截止閥12進(jìn)口相連；所述第一電磁閥8的出口與所述瓦斯吸收塔7下部的管口相連，所述瓦斯吸收塔7的頂部出口與所述第二電磁閥6的進(jìn)口相連，所述瓦斯吸收塔7的頂部出口與所述第二電磁閥6的進(jìn)口之間設(shè)置有內(nèi)壓力指示表9 ;所述第二電磁閥6的出口與所述單向閥10的進(jìn)口相連，所述單向閥10的出口與所述瓦斯提濃尾氣收集器11的進(jìn)口相連；所述第三手動截止閥12的出口與所述真空泵13的進(jìn)口相連，所述真空泵13的出口與所述提濃瓦斯收集器14的進(jìn)口相連，所述提濃瓦斯收集器14的底部設(shè)置有增壓泵15 ;所述提濃瓦斯收集器14的出口通過管線連接在所述甲醇合成反應(yīng)釜24的釜蓋的進(jìn)液口上，所述提濃瓦斯收集器14的出口與所述甲醇合成反應(yīng)釜24的釜蓋的進(jìn)液口之間設(shè)置有第一取樣閥16 ;所述甲醇合成反應(yīng)釜24的釜蓋上設(shè)置有壓力傳感器17和熱電偶18，所述熱電偶18和磁力攪拌子21設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜24內(nèi)的液面以下，所述壓力傳感器17設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜24內(nèi)的液面以上；所述甲醇合成反應(yīng)釜24嵌入到電加熱器20內(nèi)，所述甲醇合成反應(yīng)釜24的釜蓋上的排氣口與所述甲醇尾氣排放管22的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管22的出口與所述甲醇尾氣收集器23的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管22上設(shè)置有第二取樣閥19。
【主權(quán)項】
1.一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置，其特征在于實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置由瓦斯氣瓶(1)、減壓閥(2)、第一手動截止閥(3)、質(zhì)量流量控制器(4)、第二手動截止閥(5)、第二電磁閥(6)、瓦斯吸收塔(7)、第一電磁閥(8)、內(nèi)壓力指示表(9)、單向閥(10)、瓦斯提濃尾氣收集器(11)、第三手動截止閥(12)、真空泵(13)、提濃瓦斯收集器(14)、增壓泵(15)、第一取樣閥(16)、壓力傳感器(17)、熱電偶(18)、第二取樣閥(19)、電加熱器(20)、磁力攪拌子(21)、甲醇尾氣排放管(22)和甲醇尾氣收集器(23)組成；所述瓦斯氣瓶(I)的出口與所述第一手動截止閥(3)的進(jìn)口相連，所述瓦斯氣瓶(I)的出口與所述第一手動截止閥(3)的進(jìn)口之間設(shè)置有減壓閥(2);所述第一手動截止閥(3)的出口與所述第二手動截止閥(5)的進(jìn)口相連，所述第一手動截止閥(3)的出口與所述第二手動截止閥(5)的進(jìn)口之間設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(4);所述第二手動截止閥(5)的出口分別與所述第一電磁閥(8)的進(jìn)口和所述第三手動截止閥(12)進(jìn)口相連；所述第一電磁閥(8)的出口與所述瓦斯吸收塔(7)下部的管口相連，所述瓦斯吸收塔(7)的頂部出口與所述第二電磁閥(6)的進(jìn)口相連，所述瓦斯吸收塔(7)的頂部出口與所述第二電磁閥(6)的進(jìn)口之間設(shè)置有內(nèi)壓力指示表(9);所述第二電磁閥(6)的出口與所述單向閥(10)的進(jìn)口相連，所述單向閥(10)的出口與所述瓦斯提濃尾氣收集器(11)的進(jìn)口相連；所述第三手動截止閥(12)的出口與所述真空泵(13)的進(jìn)口相連，所述真空泵(13)的出口與所述提濃瓦斯收集器(14)的進(jìn)口相連，所述提濃瓦斯收集器(14)的底部設(shè)置有增壓泵(15);所述提濃瓦斯收集器(14)的出口通過管線連接在所述甲醇合成反應(yīng)釜(24)的釜蓋的進(jìn)液口上，所述提濃瓦斯收集器(14)的出口與所述甲醇合成反應(yīng)釜(24)的釜蓋的進(jìn)液口之間設(shè)置有第一取樣閥(16);所述甲醇合成反應(yīng)釜(24)的釜蓋上設(shè)置有壓力傳感器(17)和熱電偶(18)，所述熱電偶(18)和磁力攪拌子(21)設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜(24)內(nèi)的液面以下，所述壓力傳感器(17)設(shè)置在甲醇合成反應(yīng)釜(24)內(nèi)的液面以上；所述甲醇合成反應(yīng)釜(24)嵌入到電加熱器(20)內(nèi)，所述甲醇合成反應(yīng)釜(24)的釜蓋上的排氣口與所述甲醇尾氣排放管(22)的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管(22)的出口與所述甲醇尾氣收集器(23)的進(jìn)口相連，所述甲醇尾氣排放管(22)上設(shè)置有第二取樣閥(19)。
【專利摘要】一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置。本實用新型涉及一種實驗用低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇的裝置。本實用新型是為解決現(xiàn)有瓦斯向甲醇轉(zhuǎn)化的裝置存在甲醇產(chǎn)率低、反應(yīng)能耗大的問題。該裝置由瓦斯氣瓶、減壓閥、第一手動截止閥、質(zhì)量流量控制器、第二手動截止閥、第二電磁閥、瓦斯吸收塔、第一電磁閥、內(nèi)壓力指示表、單向閥、瓦斯提濃尾氣收集器、第三手動截止閥、真空泵、提濃瓦斯收集器、增壓泵、第一取樣閥、壓力傳感器、熱電偶、第二取樣閥、電加熱器、磁力攪拌子、甲醇尾氣排放管和甲醇尾氣收集器組成。本實用新型用于實驗室內(nèi)低濃度煤礦瓦斯催化氧化制甲醇。
【IPC分類】C07C31-04, C07C29-50
【公開號】CN204569776
【申請?zhí)枴緾N201520276946
【發(fā)明人】徐鋒, 朱麗華, 吳揚, 李創(chuàng)
【申請人】黑龍江科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月30日