本实用新型涉及石油、化工等化学领域，特别是涉及一种氧化铜还原装置。
背景技术：
一直以来石油、石油产品、化工原料等的碳氢比、碳氮比都是重要的关注的重点，特别是碳氢比更是人们关注的重点。碳、氢元素分析在分析检测领域是最常见的分析项目之一。在多种元素分析仪中，以铜作为除氧介质的元素分析仪器占有重要地位。
碳、氢元素测定的基本原理为高温燃烧与气体动态分离，测定样品中总碳，总氢等在锡舟中精确称量所测样品，对于液体使用液体样品封样器将液体封装在锡囊内，然后放入内置的自动进样盘中，通过无空白球阀自动进样技术自动落入燃烧管，在球阀中用惰性气体进行吹扫以保证零本底的进样；在燃烧管内，在富氧条件下高温催化完全燃烧，样品的原始构成在这种条件下被破坏，产生的气体通过载气氦气带到还原管经过还原，继而除杂和干燥后得到n2，so2，co2，h2o四种气体；so2，co2，h2o以各自成分在同一个柱子上吸附，而n2直接进入tcd检测器进行检测，当n2的tcd信号回到基线后，其它气体通过程序升温脱附（tpd）在吸附柱上依次分离出来并自动测定，由于每一种气体的解吸检测都是在前一种被测气体tcd信号回到基线后进行，因此所有被分离的气体信号没有任何重叠，可以达到完全分离。
以element系列元素分析仪为例，每分析200左右个样品，氧化还原管内的铜则被完全氧化，不再具有吸收多余氧气的功能。此时，需要将氧化还原管内的氧化铜更换为铜仪器才能继续工作。而通常状态下，氧化铜在氧化还原管内已经烧结，取出氧化铜时会伤及石英材质的氧化还原管，因此，需要将氧化还原管内的氧化铜直接还原成铜。
目前，还没有专门用于这种情况下还原氧化铜的装置，一般是采取简单的通过氢气还原氧化铜。氢气是一种高危气体，在氧化铜还原过程中会有水生成，下端的排气管线容易被水堵塞而导致氢气无法排出造成危险，甚至发生爆炸。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种氧化铜还原装置，该装置能实现氧化铜还原过程的自动化。为防止高温情况下铜再次氧化，采用氮气替代氢气作为保护气，不但减少了氧化铜还原过程减少氢气消耗，更保证了氧化铜还原过程的安全性。
本实用新型提供了一种氧化铜还原装置，包括可控制温度的还原炉、还原管、水汽吸收装置、阀和控制器；所述还原炉为上下两部分，中间可开启；所述还原炉的中部设置贯通的圆形孔道，圆形孔道内放置还原管，在所述还原管一端分为两路：一路经氢气管线与氢源连通，另一路经氮气管线与氮源连通，所述还原管另一端经排气管线与水汽吸收装置连通；控制器用于控制还原炉的温度和阀门的切换。
本实用新型中，所述圆形孔道的直径为35～50mm。
本实用新型中，所述还原管为石英玻璃材质，与氢气或氮气连通的一端开口设有密封的转换接头和可透过气体的耐温材料，与排气管线连接的一端设置有可透过气体的耐温材。
本实用新型中，所述氢气阀、氮气阀与控制器电连接，用于连通、关闭气体。
本实用新型中，所述的还原管前端设置氢气流量控制器和氮气流量控制器用于控制氢气和氮气流量；其中氢气流量控制范围为：50～120ml/min，氮气流量控制范围为：50～120ml/min。
本实用新型中，所述的还原炉的工作温度控制范围为：240～320℃。
本实用新型中，所述氧化铜还原装置还包括气动打开和关闭的驱动机构，用于还原炉为上下两部分中间的开启。
本实用新型中，所述水汽吸收装置内置吸水剂用于吸收水汽，防止冷凝水堵塞管线；所述水汽吸收装置设置进气口和排气口及可密封的吸水剂添加口（也用于取出失效的吸水剂）；所述吸水装置具有吸水和排放气功能。
本实用新型的氧化铜还原装置，能够对氧化铜还原过程进行自动化控制，避免操作人员进行气体控制、切换和氧化铜还原过程中除水操作，提高了氧化铜还原装置的安全性和效率。
附图说明
图1为本实用新型一种氧化铜还原装置的示意图。
附图标记：1-氢气管线，2-氮气管线，3-氢气阀门，4-氮气阀门，5-还原炉，6-还原管，7-阀门控制器，8-吸水装置，9-进气管线，10-排气管线，11-吸水剂，12-连接夹1，13-连接夹2。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的一种具体实现过程为：6-还原管两端与气体管线用12-连接夹1和13-连接夹2连接并通入氮气，流量控制在120ml/min，用试漏液试漏，此时管线与还原管的连接处密封应良好，如有气体泄漏，则重新连接，直至确认连接处密封良好。关闭氮气，通入氢气1min后打开7-控制器并控制温度升至240℃，保持15min，再升温至320℃，直至氧化铜完全还原为铜（可从还原管末端观察到），5-还原炉停止加热，开始自然降温，关闭3-氢气阀门，打开4-氮气阀门，直至温度降至50℃，完成氧化铜还原过程。
1.一种氧化铜还原装置，其特征在于包括可控制温度的还原炉、还原管、水汽吸收装置、阀和控制器；所述还原炉为上下两部分，中间可开启；所述还原炉的中部设置贯通的圆形孔道，圆形孔道内放置还原管，在所述还原管一端分为两路：一路经氢气管线与氢源连通，另一路经氮气管线与氮源连通，所述还原管另一端经排气管线与水汽吸收装置连通；控制器用于控制还原炉的温度和阀门的切换。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述圆形孔道的直径为35～50mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述还原管，与氢气或氮气连通的一端开口设有密封的转换接头和可透过气体的耐温材料，与排气管线连接的一端设置有可透过气体的耐温材料。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的阀与控制器电连接，用于连通、关闭气体。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的还原管前端设置氢气流量控制器和氮气流量控制器用于控制氢气和氮气流量。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述氧化铜还原装置还包括气动打开和关闭的驱动机构，用于还原炉为上下两部分中间的开启。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水汽吸收装置内置吸水剂用于吸收水汽，防止冷凝水堵塞管线。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水汽吸收装置设置进气口和排气口及可密封的吸水剂添加口。
技术总结