本實用新型屬于SO3氣體制取技術領域,具體涉及一種鉑催化劑制取SO3氣體的設備。
背景技術:
當鍋爐燃用含硫的燃料時,燃燒后形成的SO2有一部分會進一步被氧化成SO3,且與煙氣中的水蒸氣結合形成硫酸蒸氣。這些氣態(tài)的硫酸蒸氣在溫度低于酸露點溫度時即會凝結,如在鍋爐的低溫受熱面和煙道等表面凝結形成硫酸溶液,硫酸溶液與金屬反應導致金屬腐蝕,稱低溫腐蝕。低溫腐蝕對鍋爐的安全運行危害性極大。為了進一步研究低溫腐蝕現(xiàn)象,實驗室內(nèi)配置模擬煙氣進行低溫腐蝕實驗具有重要意義,而實驗室內(nèi)配置模擬煙氣中關鍵的一環(huán)就是制取SO3氣體。
目前常用的SO3的制備方法主要分為物理方法和化學方法兩大類?;瘜W方法包括臭氧氧化法、熱解NaHSO4法、催化氧化法、P2O5與濃硫酸反應法、濃硫酸脫水法,物理方法主要有發(fā)煙硫酸法和硫酸加熱法等。
經(jīng)過多次實驗方法的嘗試和探索,物理方法的轉(zhuǎn)化率不穩(wěn)定,難以保證持續(xù)的SO3供給,而大多數(shù)化學方法生成率較低。
技術實現(xiàn)要素:
為了解決上述技術難題,本實用新型的目的在于提供一種鉑催化劑制取SO3氣體的設備,既滿足實驗室內(nèi)大流量SO3的制取要求,并提供穩(wěn)定的氣體供給。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用以下技術方案:
一種鉑催化劑制取SO3氣體的設備,包括O2氣瓶1,與O2氣瓶1連接的O2干燥器5,與O2干燥器5連接的反應室7,在O2氣瓶1與O2干燥器5連接的管路上設置有O2閥門3,在O2干燥器5與反應室7連接的管路上設置有入口O2質(zhì)量流量計8;還包括SO2氣瓶2,與SO2氣瓶2連接的SO2干燥器6,與SO2干燥器6連接的反應室7,在SO2氣瓶2與SO2干燥器6連接的管路上設置有SO2閥門4,在SO2干燥器6與反應室7連接的管路上設置有入口SO2質(zhì)量流量計9;所述反應室7與反應室殼體13間設置有隔熱層12,反應室7出口的管路上設置閥門14和出口SO3質(zhì)量流量計15,所述反應室7內(nèi)布置鉑催化劑10和床層熱電偶11。
所述反應室7縱向布置。
所述鉑催化劑10為鉑金屬絲網(wǎng)狀編制而成,分四層布置在床層熱電偶之間,固定在反應室7的中心支架上。
所述床層熱電偶11共五個,均勻布置在反應室7內(nèi)部。
本實用新型具備如下優(yōu)點:
1、本實用新型制取SO3的設備通過前后流量計同時控制反應時間和氣體流量,從而可以精準的調(diào)節(jié)出口SO3氣體生成量,反應爐前置的干燥器可以避免生成氣體中含有水蒸氣而導致SO3損失。
2、本實用新型制取SO3的設備采用網(wǎng)狀分層布置鉑催化劑,使氣體與催化劑充分接觸,保證反應速率生成氣體量。
3、本實用新型制取SO3方法極大提高了SO3的生成率及穩(wěn)定性,使其能夠滿足大流量的SO3氣體需求,尤其適用于模擬煙氣的制取。
附圖說明
圖1為本實用新型設備示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
如圖1所示,本實施例一種鉑催化劑制取SO3氣體的設備,包括O2氣瓶1,與O2氣瓶1連接的O2干燥器5,與O2干燥器5連接的反應室7,在O2氣瓶1與O2干燥器5連接的管路上設置有O2閥門3,在O2干燥器5與反應室7連接的管路上設置有入口O2質(zhì)量流量計8;還包括SO2氣瓶2,與SO2氣瓶2連接的SO2干燥器6,與SO2干燥器6連接的反應室7,在SO2氣瓶2與SO2干燥器6連接的管路上設置有SO2閥門4,在SO2干燥器6與反應室7連接的管路上設置有入口SO2質(zhì)量流量計9;所述反應室7與反應室殼體13間設置有隔熱層12,反應室7出口的管路上設置閥門14和出口SO3質(zhì)量流量計15,所述反應室7內(nèi)布置鉑催化劑140和床層熱電偶11。
作為本實用新型的優(yōu)選實施方式,所述反應室7縱向布置,內(nèi)徑為65mm,長度為840mm,材料為316L不銹鋼,采用電加熱,反應室7縱向布置可以使氣體流場均勻分布,有利于反應的進行,避免SO3氣體貼壁;床層熱電偶11共5個,均勻布置在反應器內(nèi)部,鉑催化劑10為網(wǎng)狀編制,分4層布置在床層熱電偶11之間,固定在反應室7的中心支架上;反應室7與殼體反應室13之間填充100mm的隔熱層12;進出口通過質(zhì)量流量計控制氣體流量。
本實用新型設備制取SO3氣體的方法,以鉑金屬絲為催化劑,網(wǎng)狀編織并分層布置在豎直反應室7內(nèi),氣體垂直掠過催化劑層;通過反應室7進出口流量閥門調(diào)節(jié)進出口氣體流量;具體包括如下步驟:
步驟1:將反應室7溫度升至550℃,保證各層溫度均勻一致;
步驟2:打開O2閥門3、SO2閥門4將O2及SO2分別通過O2干燥器5和SO2干燥器6以目標流量通入反應室7內(nèi),使O2和SO2在鉑催化劑10的催化作用下進行氧化反應;
步驟3:打開閥門14,調(diào)節(jié)出口SO3質(zhì)量流量計15使出口氣體流量為目標流量值。