一、JCP 甲烷重整催化劑評價裝置概述

本設備為一套專門用于催化反應機理研究的通用型固定床催化劑評價裝置。

裝置設計有四條氣體控制回路，可進行催化劑反應機理、反應動力學、甲烷重整 合以及催化劑評價篩選等研究，并可將反應產(chǎn)物直接進入GC、GC-MS等分析儀在 線分析。

設備采用質量流量控制器對氣體流量進行計量，由PID智能溫度控制系統(tǒng)對 溫度進行準確控制，并由耐高溫耐高壓背壓閥控制系統(tǒng)壓力，使裝置具有準確的流量、溫度和壓力的控制。

設備采用現(xiàn)代自動化控制技術及工藝設計，使裝置運行安全穩(wěn)定、試驗條 件控制精確、分析結果穩(wěn)定準確。

二、JCP 甲烷重整催化劑評價裝置組成

設備整體工藝流程由氣相進料單元、混合裝置、反應單元、溫度壓力測控 單元以及電氣控制、箱體支架等組成。

設備由四路氣路，氣路由質量流量控制器控制并精確計量后經(jīng)過靜態(tài)混合 器混合后再進入反應單元，反應器采用固定床反應器與催化劑進行反應；從反應器出來的產(chǎn)物可經(jīng)過電伴熱管線經(jīng)高溫背壓閥調節(jié)壓力后進入色譜在線全組 分分析。

三、設備工藝

四、組成單元指標

4-1、氣相進料單元

氣體進料單元由四路氣路組成，四路氣體均來自鋼瓶，進入裝置后先經(jīng)過 過濾器去除其中雜質顆粒物，然后由減壓閥進行減壓，再由質量流量控制器計量后進入氣體混合器在線混合，再進入反應器；

氣體質量流量控制器設計旁路閥，能夠迅速建立系統(tǒng)壓力；質量流量控制 器可通過軟件對質量流量控制器進行校準，以實現(xiàn)對不同氣體的準確控制；

氣路下游設計單向閥和截止閥，防止氣體竄流；

主要參數(shù)：

入口壓力：0.1～6MPa

流量范圍：0～500mL/min

使用溫度：室溫

輸出信號：0～5V

精度：±1%F.S 4-2、氣體混合器

氣體混合器采用靜態(tài)混合器設計，擾流式混合方式能夠使氣體混合更為充 分；選用316L不銹鋼進行制作。

4-3、反應單元

反應爐和反應器均采用豎直安裝方式。

反應爐采用單段式等溫電加熱爐，每段爐膛都由獨立的多段式儀表進行控  溫，確保反應區(qū)的恒溫段足夠長。爐膛保溫材料采用耐高溫高密度陶瓷纖維材料，保溫效果佳。外殼采用304不銹鋼網(wǎng)板隔離，使反應爐表面溫度不燙手，確 保操作安全。

反應器上游設計壓力變送器、卸荷閥。壓力變送器用于監(jiān)測系統(tǒng)壓力，卸 荷閥用于對系統(tǒng)的超壓保護。

反應器上、下接頭設計保溫加熱包，溫度：RT～200℃可調；能夠使進入反應器的物料溫度更加穩(wěn)定，并且容易拆卸和安裝；

反應器入口和出口設計過濾器，防止反應器逃逸出來的催化劑粉末進入系統(tǒng)。

反應器上端設計有安全閥等安全部件。

主要參數(shù)：

反應爐操作溫度：RT～900℃

溫度控制精度：<±1℃

反應器材質：310S

反應器操作壓力：0.1～5MPa

催化劑裝填量：10mL 4-4、壓力測控單元主要由冷凝器、背壓閥等組成。

采用冷卻分路調控的方法，既維持了成品的壓力、溫度環(huán)境，又保護了高 壓背壓閥的正常使用。

在成品末端分為雙支路，一路冷卻控制壓力，一路接入在線色譜等檢測設 備。

主要參數(shù)：

壓力調節(jié)范圍：0.1～5MPa 4-5、控制系統(tǒng)設計

該裝置控制系統(tǒng)采用工業(yè)級平板電腦和AI智能儀表開發(fā)方案。AI智能儀表 模塊采用單體式控制，各模塊之間干擾小，具有很高的穩(wěn)定性，并采用RS485通訊模式與組態(tài)軟件進行連接。主要模塊包括：溫度控制模塊、模擬量輸入輸 出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊。

控制系統(tǒng)采用標準組態(tài)軟件包，符合最新國際同類裝置的標準，并且功能 齊全，適用于各類試驗裝置過程控制。同時該軟件采用中文顯示，操作門檻低，學習簡單方便。

組態(tài)軟件可實現(xiàn)如下功能：

過程監(jiān)視控制；

數(shù)據(jù)的采集、處理、分析；

實時顯示工藝流程、工藝參數(shù)；

實時數(shù)據(jù)的趨勢顯示；

歷史數(shù)據(jù)的存儲和歷史趨勢顯示；

歷史數(shù)據(jù)報表輸出及打印；

多級聯(lián)鎖報警機制完成聲光報警及主動停車；

用戶方便設置和修改設定和修改工藝參數(shù)及報警限。

4-6、裝置安全設計

裝置自動控制系統(tǒng)采用工業(yè)化設計和制造標準，系統(tǒng)有多級的安全保護設計和配置。

自控系統(tǒng)采用多重嚴格安全控制邏輯：

當溫度達到高限（Hi）時，系統(tǒng)產(chǎn)生聲光報警，提醒操作人員進行處理；

當溫度達到高高限（HiHi）時，系統(tǒng)將主動切斷加熱電源，并采取更多相 關的邏輯操作；

當壓力達到高限（Hi）時，系統(tǒng)產(chǎn)生聲光報警，提醒操作人員進行處理；

當壓力達到高高限（HiHi）時，系統(tǒng)將主動停止進料，并采取更多相關的 邏輯操作；

五、設備參考圖片