能源化学工程专业实验室

能源化学工程专业实验室

一、能源化学工程专业实验室简介

能源化学作为化学的一门重要分支学科，是掌握煤炭综合利用，了解非煤矿物能源，普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。能源化学工程专业实验设备培养化学化工基础知识和能源化学工程专业知识，使毕业学生能够适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的广泛需求。能源化学实验设备是学习化学工程专业理想的环保实训设备。能源化学工程专业实验室包含设备有生物燃气制备、净化及处理实验系统，甲醇制汽油实验装置，在线催化剂评价实验装置，煤焦油分离实验装置，点LAND电池测试实验系统等等。以下主要推荐5种能源化学工程专业实验设备

二、生物燃气制备、净化及处理实验系统

1）反应釜反应压力：≤5MPa，2）装填量：4~50L。3）由生物气发生系统和生物气净化系统组成。4）配有温度传感器，压力传感器、气体进样阀门、气体采样阀。气体粉尘浓度监控精度<100g/m3。压力传感器测量精度0.001Mpa。5）出口气指标：CH4%>95%。配备连续监测产品气中的H2、SO2、NOX、CO、CO2、O2等气体浓度。6）工作温度：0-100℃。

测量方法：CO/CO2/CH4/CnHm—-NDIR红外传感器技术、H2—-TCD热导检测、O2—-长寿命电化学气体传感器技术。

测量量程CO：0~75%；CO2：0~25%；CH4：0~40%；H2：0~75%；CnHm：0-10%；O2：0-5%测量精度：CO/CO2/CH4/CnHm：≤1%FS；H2/O2：≤2%FS

响应时间：≤10秒（NDIR）

自动校准：本实验仪器内置自动调零装置，可实现无标气自动校准

供电电源：220V±44V交流50Hz±1Hz

输出信号：标准RS-232、DC4~20mA电流输出

工作温度：0～100℃

相对湿度：5~85%

大气压力：85~105KPa。

预处理系统

由取样探头、雾过滤器组件、不锈钢结构大容积过滤器组件、除湿器、特制耐腐抽气泵、蠕动排液泵、精细过滤器流量控制器等组成。其功能：完成样气的净化、除尘、除湿、稳压、稳流，其过滤精度可达≤0.1u,。将符合要求的被测样气，送入分析仪器，确保了分析实验仪器工作的准确性和长期可靠性。

三、甲醇制汽油实验装置

1工作条件：1.1电源：220V；1.2环境温度：4-55˚C；1.3环境湿度：<95%

2技术性能

2.1实验部分：（1）反应器、汽化器、预热器、气液分离器、冷凝器以及管线及接头均采用不锈钢316制备。（2）反应装置为一路液体，一路气体。（3）催化剂装填量：0-10ml、设计压力：3MPa、设计温度：600℃；反应器三段控温、程序控温，恒温区120mm；汽化器可加热至300℃；预热器设计压力：3MPa、设计温度：室温～400℃；气液分离器使用压力：3MPa，设计温度：常温；冷凝器为盘管冷凝器，使用压力：3MPa；原料罐，国产500ml玻璃细口瓶。控制系统包括电路集成、加热元件继电器、接触器、接线端子、保险、控温元件、电源等。（4）质量流量计，介质：氮气、流量：1000ml/min，使用压力：3MPa；压力表：0～4MPa。（5）温度控制仪，流量控制仪，程序控温仪，温度压力显示仪，湿式流量计、取样器、压力传感器。（6）单向阀、过滤器、球阀、针阀、三通球阀（7）进料泵流量：0.01~9.99ml/min，进口。减压阀、背压阀（8）气相色谱两台，配相应色谱柱，配两台电脑。（9）气相色谱测试条件如下：气相产物采用气相色谱仪在线测试，色谱柱：HP-PLOTQ毛细柱(30m×4mm)，FID氧火焰检测器；进样温度200℃；检测温度220℃；衰减0，灵敏度109，载气为高纯度氮气。水相产物以乙醇作为内标物质，采用GDX-103填充柱(2m×4mm)；FID氧火焰检测器；进样温度200℃；检测温度220℃；衰减0，灵敏度109，载气为高纯度氮气。油相产物采用OVIOI毛细柱(50m×0.23mm×0.50um)；FID氢火焰检测器；进样温度230℃；检测温度230℃；衰减0，灵敏度1010,载气为高纯度氮气。（10）氢气发生器一台，输出压力：0.02-0.4MPa，输出流量：0-500ml/min，氢气纯度：99.99%。（11）低噪声空气泵一台，输出压力0-0.45Mpa，输出流量：0-2L/min，输出两级稳压三极过滤。

2.2整体要求：反应后产物分析：在保温状态下可以重复多次自动（时间间隔、取样时间可调）对反应后产物定量取样分析，取样时不允许产生系统压力波动。系统自控：要求工艺参数即可以用实验装置仪表直接调控；试验所需的温度、气体流量、采样时间可由用户根椐试验要求自行设定调整、记录。安全保证：装置要求具有超压、超温报警及联锁保护功能。

3附件：3.1仪器日常操作所需附件；3.2仪器日常操作所需专用工具；包括拆装反应装置的工具等；

四、在线催化剂评价实验装置

（一）、技术参数：1、催化剂形状：粉末；2、单管催化剂装填量：0~1ml；3、反应压力：＜10.0MPa；4、反应温度：600℃以下；5、反应器加热炉：室温~1000℃可调；6、预热器加热炉：室温~200℃可调；7、气化器加热炉：室温~200℃可调；8、冷凝器控温范围：-30℃~室温；9、各种物料流量：两条气路一条液路。气体物料：300Nml/min±1%F.S；液体流量：0.01~10Nml/min±1%F.S

（二）、功能：

能源化学实验装置适用于催化剂的评价及筛选，反应动力学，反应历程，再活化等方面，本实验装置采设计可满足6.0MPa以下的操作，配有不锈钢304SS反应器。同时采用特殊设计的大热容量反应炉，可满足实验过程中反应温度的稳定。开式加热炉，外装饰皮采用多孔隔离板设计，满足炉内高温的同时保证了外皮不烫手。实验装置设计为2条气路进料一条液路，本装置包括：进料系统、恒压、稳流系统、控制系统。实验设备可采用仪表控制、DCS、PLC多种控制形式，本所以设备采用PLC控制系统。

（三）、反应器：

设计温度600℃，设计压力10.0MPa,材质：不锈钢304SS，线密封，催化剂装填量1ml，内有测温套管，反应器设计为水平进料、水平出料。测温管为Φ3×0.5，从反应器下部安装，在螺纹帽上用卡套密封，测温热电偶为Φ1×1000，K型，铠装热电偶。反应器顶部有压力表及远传型压力变送器测量反应压力，压力表量程0-10.0MPa。反应器采用金属线密封，密封效果好，使用寿命长，操作方便。

（四）、加热炉：加热温度室温~1000℃可调，加热炉长400mm，恒温区≥60mm，恒温区±1℃，程序升温控制。加热炉外壳材质：不锈钢；本装置设计有两个反应器加热炉。*外壳与炉材中间中空隔热，炉壳倒角部位冲通孔散热。炉丝材质为216，炉膛材质为陶瓷纤维，且炉膛与炉丝采用一体成型技术。

（五）、气体预热器加热炉：管式预热器、材质：316SS，设计温度：350℃，设计压力：0.2MPa，加热炉加热温度：室温~300℃可调数量1台。

（六）、气液分离罐：设计温度-30~室温℃，设计压力10.0MPa,材质不锈钢304，容积500ml；

（七）、高温阀箱：室温~200℃可调；

（八）、混合器：材质304SS；设计温度200℃，设计压力10.0MPa,内装丝网填料；

（九）、冷凝器：材质：316SS；设计温度40℃，设计压力10.0MPa,套管式冷凝器；

（十）、设备框架：高强度一体式，静电喷涂。

（十一）、控制系统：PLC控制系统及组态软件。本实验系统采用计算机控制，可靠性高，便于掌握。各仪表之间故障与上位计算机之间的故障相互隔离，不会互相影响及扩散。计算机故障只影响集中管理与数据记录的功能，仪表仍能保持常规的控制及操作。可以实现：①过程监视控制；②数据采集、处理、分析；③报表提供周期工况记录；④工艺流程、工艺参数、反应器床层的温度分布；⑤实时、历史数据的存储及曲线趋势；⑥编制和修改温度、流量、反应炉的自动升温程序。

（十二）、设备所用的管件、阀门、过滤器、单向阀、针阀、减压阀、背压阀、压力表、取样六通阀以及压力变送器均选用美国品牌，耐压等级6000psi。

五、煤焦油分离实验装置

技术参数：

塔节：1.5m；填料：选用Φ5Θ环填料；塔径尺寸：Φ57*3mm；使用压力：0.005～0.15MPa；塔釜容量：3L；塔釜、塔节、及塔顶冷凝器接触物料材质为316SS；塔釜最高使用温度：室温～240℃可调；塔节最高使用温度：室温～200℃可调；使用环境温度：0～45℃；

1、简介：

精馏塔用Φ57×3mm标准管制造，材质为316SS，装置分为塔釜、精馏塔、真空系统三个部分。塔釜为材质为316SS，适用于馏分的间歇、连续精馏。为适应高温蒸馏，釜体为易拆式，可用溶剂清洗。内装Φ5mm不锈钢θ环填料，每段有一个塔内测温口，塔壁用电加热，仪表控制温度。

2、塔釜：塔釜体积为3L，采用316SS加工而成；为便于清洗及拆卸，采用法兰式密封。采用强制循环方式。

3、塔体：316SS制造，采用电加热，塔内填装有Φ5mmθ环填料，填料材质为316L，再备等量陶瓷拉西环备用。

4、塔顶：塔顶与塔顶冷凝器连接在一起，为列管冷却器，两端为法兰连接，可清洗冷凝器。物料走壳程，冷凝水走管程，这样可以保证冷凝器无死区。冷却物料由回流比自动控制分别流入塔内和顶贮罐,塔顶气相温度由仪表自动测量。

5、保温及加热：塔身及塔釜保温采用内部填充陶瓷纤维棉，外部不锈钢包裹。

6、真空缓冲罐：304SS材质。

7、真空部分：真空泵选用国产优质品牌。塔系统各部分均有真空管线，连接管路及阀门均为DN15管线及DN15管件。