[發明專利]一種測試膜對氣體分離性能的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210441093.2
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102901699A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 姜允中;張目清;王元明;劉思廣
• 申請（專利權）人: 濟南蘭光機電技術有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種測試膜對氣體分離性能的裝置及方法。

背景技術

????隨著社會經濟和科學技術的不斷進步，膜對于每個人都不陌生。它廣泛存在于日常生活中，在現代化經濟發展和日常生活中扮演著重要角色。充分利用膜對不同氣體的滲透性、選擇性（膜的選擇性即膜進行所要求分離的能力）差異，可實現膜對氣體的分離。氣體分離膜常被應用于氣體的分離與凈化及其相關產業。與其他分離方法相比，膜分離具有能耗低、效率高、過程簡單、無污染等優點。膜對氣體的分離性能取決于膜對各種氣體的滲透量、滲透速率、選擇性等特性。如何判定膜的分離性能，是分離膜應用的前提。

當前市場上檢測膜對氣體滲透性設備的測試方法是：通過傳感器檢測滲透通過薄膜的氣體壓強變化，來檢測通過膜的氣體量。這種方法只能檢測滲透通過膜的氣體量，無法確切檢測滲透通過膜的氣體成分，更無法判斷膜對不同氣體的滲透能力。這種檢測缺陷極大地限制了膜分離技術的應用。

發明內容

本發明的目的就是為解決當前設備對氣體分離膜的阻隔性檢測單一，無法定性檢測膜對不同氣體的滲透量、滲透速率、選擇性的問題，提供了一種膜對氣體分離性能的測試裝置及測試方法。本發明基于壓差法測試原理與氣體分析設備相結合的方法，能同時檢測膜對不同氣體的滲透量、滲透速率及選擇性；實現定性定量檢測膜對不同氣體的滲透特性；綜合分析膜的分離性能，保證了膜分離技術更安全、有效地利用。在推廣膜分離技術的應用方面，此發明有不可估量的社會價值。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種測試膜對氣體分離性能的裝置，包括試驗氣體管路、載氣管路、六通閥、定量元件和分析設備；六通閥上設有依次相鄰a管口、b管口、c管口、d管口、e管口和f管口；所述試驗氣體管路與六通閥的a管口連通，試驗氣體管路上設有測試腔；所述載氣管路分別連通六通閥的a管口與測試腔之間的試驗氣體管路、e管口連通；所述六通閥的c管口與d管口依靠定量元件連通；所述六通閥的f管口與分析設備連通；六通閥能夠實現3對相鄰管口的連通；所述測試腔包括上腔、下腔，試樣放置于上腔和下腔之間，所述上腔和下腔上分別設有孔II和孔I。

所述測試膜對氣體分離性能的裝置還包括罐，罐置于測試腔前的試驗氣體管路上，所述罐體積較大，罐內氣體量有一定的變化時，造成的壓強變化量很小，罐有一定的保壓作用。

所述測試膜對氣體分離性能的裝置還包括用于對測試腔抽真空的真空發生裝置。

所述測試腔的下腔上設有多孔材料，試樣置于多孔材料上，多孔材料支撐試樣，防止上、下腔之間的壓差導致試樣變形，影響測試數據。

上、下腔之間設有密封圈。

所述試樣是氣體分離膜材料，氣體分離膜材料對不同氣體的滲透能力不同，對各氣體具有選擇滲透作用。

所述六通閥有兩種工作狀態：滲透狀態和進樣狀態。

所述滲透狀態時，六通閥的a管口連通c管口、b管口連通d管口、e管口連通f管口；滲透過試樣的試驗氣體進入定量元件。

所述進樣狀態時，六通閥的a管口連通b管口、c管口連通e管口、d管口連通f管口；載氣將定量元件內采集的氣體攜帶至分析設備。

上述兩種狀態依靠各管路上的閥門實現。

所述定量元件的容量為定值。

所述分析設備能定性定量檢測各組分氣體。

所述試驗氣體可以是單一氣體，也可以是多種氣體的混合。

一種測試膜對氣體滲透性的方法，其過程為：

步驟1，凈化系統

將試樣安裝固定到測試腔內，設定一定的凈化時間。將六通閥調到滲透狀態，載氣進入定量元件，排出管路內的氣體雜質，凈化氣路系統。

步驟2，抽真空

凈化結束后，調整相關的閥門，對測試腔抽真空。

步驟3，上腔充入試驗氣體?

抽真空結束后，使試驗氣體由罐進入測試腔上腔；在管路內壓強達到一定值時，停止充氣。

步驟4，上腔壓力到，停止充氣?

停止充入試驗氣體后，關閉相關閥門使系統處于保壓狀態。

步驟5，氣體滲透

保壓一段時間后，使測試腔內的試驗氣體由上腔滲透過試樣進入下腔，進入六通閥。最后，滲透過來的試驗氣體進入定量元件。?

步驟6，平衡壓力

氣體滲透結束后，使載氣進入六通閥的a管口，平衡管路壓力，六通閥仍處于滲透狀態。?

步驟7，進樣分析

平衡壓力結束后，使六通閥進入進樣狀態。載氣將定量元件內儲存的滲透氣體攜帶至分析設備。?