具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种用于对甲基碘吸附材料进行性能测试的实验系统，可适用于高达200℃、1MPa的高温高压环境下，包括空压机1、蒸汽供给装置2、甲基碘供给装置3、汽水分离装置4、实验吸附床5、控制床6、冷凝器A7、冷却水箱8、水泵9、冷凝器B10、汽水分离器A11、汽水分离器B12、气相色谱仪13、数据采集系统14、温度控制系统15。

在所述空压机1的后方分别通过两路支管连接蒸汽供给装置2和甲基碘供给装置3。

在所述蒸汽供给装置2和甲基碘供给装置3的后方连接有汽水分离装置4。在汽水分离装置4的后端设有两路支管，分别为支管A和支管B。所述的支管A通过三通阀A与实验吸附床5和控制床6相连，支管B与冷凝器A7相连。

所述实验吸附床5和控制床6的尾端通过管路和三通阀B与冷凝器B10相连。

所述的水泵9分别通过管路和阀门控制与冷凝器A7和冷凝器B10相连。通过启动水泵9将冷却水箱8中的冷却水分别提供给冷凝器A7和冷凝器B10。

所述冷凝器A7和冷凝器B10的出口分别通过管路与汽水分离器A11和汽水分离器B12的入口相连，汽水分离器A11和汽水分离器B12的出口分别通过出口管路和阀门控制连通大气与气相色谱仪13。通过冷凝器A7和冷凝器B10对样品气体中的水蒸汽进行持续冷却，接着通过汽水分离器A11和汽水分离器B12继续分离出样品气体中的水分，避免其影响测量峰型，最后通过气相色谱仪13在线测量吸附后的样品气体中的甲基碘浓度，和吸附前的甲基碘浓度比较，计算吸附的效率。

所述的空压机1在实验过程中提供高压空气，一部分供给甲基碘供给装置3，另一部分进入蒸汽供给装置2，可以在不同温度压力条件下实现不同蒸汽与不凝性气体的配比关系，主要用于模拟事故发生后不同时间进程下安全壳内产生的将向外排放的被过滤前的多组分气体。

所述的甲基碘供给装置3以恒温控制箱为主体，在恒温控制箱内部装有储存液态甲基碘的罐体。所述甲基碘供给装置3中的液态甲基碘被恒温控制加热并汽化，通过空压机1供给的干燥空气携带甲基碘蒸汽进入汽水分离装置4。

所述蒸汽供给装置2的主体为电加热锅炉，同时装有温度及压力传感器。在所述的蒸汽供给装置2中盛装有去离子水，利用电加热控制蒸汽供给装置2的温度及出口压力，然后通入空压机1供给的干燥空气，在气体流动稳定后，通过控制蒸汽供给装置2的温度及出口压力即可准确控制水蒸汽份额。

在所述蒸汽供给装置2的进气管道出口处安装有均气孔板并固定在液相中，使气体以鼓泡的形式进入液相，提高气液接触面积，在空气出口压力稳定的条件下，可以产生水蒸汽份额均匀稳定的混合气体。气体鼓泡的尺寸可以根据下式进行计算，进而根据气体鼓泡尺寸计算水的蒸发速率，通过设计均气孔板的开孔尺寸以确保在气体鼓泡上升到液面后气体湿度可以达到饱和。

式中，d_b为气泡直径，m；d_o为均气孔板的开孔直径，m；ρ为液体密度，kg/m³；σ为液体表面张力，N/m；υ为运动粘度m²/s；Q_o为孔口气体流量，m³/s；g为重力加速度m/s²。

在所述汽水分离装置4的前端设计有储水腔，在储水腔中贮存有热水，可以对来流气体进行预加热，同时还可使气体中的大液滴滞留在储水腔中以去除气体中的大液滴。在所述汽水分离装置4的后端安装有金属纤维，可以通过物理拦截的方式进一步过滤掉气体中的微纳米级液滴。所述汽水分离装置4的后端通过中空的法兰结构来安装固定金属纤维，并利用螺栓密封，空隙厚度为5mm，可层叠放置多层金属纤维。在所述汽水分离装置4的前端储水腔底部设有疏水阀。所述的汽水分离装置4整体倾斜放置，前端储水腔位置靠下，以确保经金属纤维去除后液滴会汇集流到储水腔底部，并通过疏水阀排出。所述汽水分离装置4的结构设计可以做到对微纳米级及更大尺寸液滴的去除效率接近100％。

所述的实验吸附床5和控制床6为直径5mm、高度200mm的圆柱形筒体结构，侧壁装有热电偶底座及压力传感器的取压管，以测量床层温度及气体压力。所述的实验吸附床5装填待测试的目标吸附材料，控制床6装填结构参数相同的基体材料且不含任何吸附材料。在所述的实验吸附床5和控制床6上分别设有四个温度测点、两个压力测点，能够对实验的温度、压力等热工参数进行实时采集测量。在实验中，首先利用三通阀A切换流路至控制床6，调节系统压力、温度及蒸汽份额，然后切换流路至实验吸附床5开始实验。所述实验吸附床5和控制床6为对称布置的双床体结构，可用作吸附效率数据的对比验证，以去除基底材料吸附性能的影响，同时在实验初期可以利用控制床6进行工况调节，减少在初期工况调节及实验吸附床5和控制床6预热阶段气体流动对吸附材料性能的影响。

所述的数据采集系统14用于采集实验数据，包括空气质量流量、蒸汽质量流量、实验回路入口压力温度、实验床压力温度、吸附床压力温度、测量气体的流量、甲基碘浓度。

所述的温度控制系统15用来控制实验回路的温度，使其在实验工况要求的范围内，包括汽水分离装置4、实验吸附床5和控制床6以及相应管道的温度。

所述的空压机1、蒸汽供给装置2和甲基碘供给装置3组成气体配送系统，可以在不同温度压力条件下实现不同蒸汽与不凝性气体的配比关系，主要用于模拟事故发生后不同时间进程下安全壳内产生的将向外排放的被过滤前的多组分气体。

所述的汽水分离装置4以及疏水阀和相应管道组成除湿系统，用于除去来流气体中的液滴，避免影响吸附材料的性能。

所述的实验床5、控制床6、相应的进出管路及床层温度、压力测量设备，组成了用以模拟甲基碘吸附环境的系统。

所述的冷凝器A7、冷却水箱8、水泵9、冷凝器B10、汽水分离器A11和汽水分离器B12及相关管路阀门组成气体预处理系统，用于除去测量用样本气体中的水蒸汽，减少气相色谱仪13的测量误差。利用冷凝器A7、冷却水箱8、水泵9、冷凝器B10构成的循环冷却系统，能够对样品气体中的水蒸汽进行持续冷却，在最后的汽水分离器A11和汽水分离器B12可以继续分离出气体中的水分，避免其影响测量峰型。

所述的气相色谱仪13以及阀门和附属管路组成气体浓度测量系统，用于测量样品气体中的甲基碘浓度，阀门与气相色谱仪13的串联使用可以实现对样本气体在线取样的功能。

所述的数据采集系统14、温度控制系统15及相关温度压力测量仪表组成温度控制及数据采集系统，用于控制系统各部分的温度，维持工况压力及温度，同时对相关数据进行采集。

运行过程动态描述：

在实验前，首先检查各仪表是否正常、是否在检定周期内，再启动水泵9向冷凝器A7和冷凝器B10提供冷却水，构成循环冷却系统；

然后通过温度控制系统15来控制试验回路的温度，之后核实数据采集系统14及相关温度压力测量仪表是否显示正常；

利用三通阀A切换流路至控制床6，开启空压机1、蒸汽供给装置2、甲基碘供给装置3，调节系统压力、温度及蒸汽份额至实验工况要求的范围内，测量得到吸附前的甲基碘浓度；再切换流路至实验吸附床5进行实验，以测量吸附后的甲基碘浓度；

在实验中，来流气体进入冷凝器B10后，其中的水蒸汽被冷却，剩余的气体进入汽水分离器B12中并被进一步干燥，然后经出口管路排至大气；

再开启阀门取样，将部分剩余气体通入气相色谱仪13，通过气相色谱仪13在线测量吸附后的样品气体中的甲基碘浓度，和吸附前的甲基碘浓度比较，计算吸附的效率；

实验结束后，依次关闭甲基碘供给装置3、蒸汽供给装置2、空压机1、温度控制系统15、数据采集系统14和水泵9。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。