[實用新型]一種測定酸性氣體在堿性吸收液中平衡溶解度的裝置

有效

• 申請號: 201320172544.7
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN203216814U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉應書;李小康;張四宗;張翠珍;劉洋;譚雅倩;張輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N7/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本實用新型屬于氣體吸收分離、石油化工以及廢氣處理等領域，主要用于測定弱酸性氣體在堿性溶液中不同氣體分壓力及不同吸收溫度條件下的平衡溶解度。?

背景技術

在氣體分離行業和石化行業中，吸收法是分離氣體最常用的方法之一。其原理是根據不同氣體在吸收液中溶解度的不同而實現氣體分離的，因此，弱酸性氣體在吸收液中的平衡溶解度成為設計分離裝置以及分離過程的時候必不可少的參數，然而，當下存在的測定堿性吸收液中弱酸性氣體溶解度的裝置都存在著或多或少的問題。?

首先，吸收溫度的控制是個問題。為了使吸收溫度保持均勻穩定，許多溶解度測定裝置都需要采用水浴，但是水浴鍋的大小以及深淺限制著吸收裝置的大小，很難較為自由的設計吸收裝置。其次，攪拌方式的選取成為一個問題。氣液之間的傳質低效率會導致氣液之間長時間無法達到平衡，因此需要采用攪拌等手段使氣液盡快達到平衡，但如果使用了水浴，就無法使用磁力攪拌器進行非接觸式攪拌，只能采用機械攪拌，這就容易產生密封性不好的問題，因此很難使攪拌和水浴并存。再次，取樣分析的困難也是個問題。徐偉[1]等設計了一種測定氣體在較高沸點液體中的溶解度的裝置及方法，采用真空解析的方法和利用氣體狀態方程求得樣品中氣體的體積，方法雖然新穎，但是，真空解析同樣會使液體蒸發，所取得的氣體中的組分不只有溶解的氣體成分，還應該有相當一部分蒸發的液體組分，利用狀態方程求得的氣體量對于實際氣體有較大偏差，其結果有待驗證，并且，其限定為沒有化學反應的吸收，對應用范圍有了很大的影響。針對取樣難的問題，肖世才[2]設計了一種測定溶解度的取樣裝置，但是如果用于氣體溶解度的測量，取出的液樣暴露大氣，使得帶壓力的氣體瞬間揮發，會使結果產生大量誤差甚至錯誤，因而不能用于氣體溶解度的取樣。最后，設計的吸收裝置的測量范圍是個問題。焦真^[3]等設計了一套測定低分壓CO₂在有機胺水溶液中的溶解度測定裝置，其二氧化碳的產生采用碳酸氫鈉和過量硫酸反應，因而其CO₂分壓力相對很低，難以用作較大分壓力的平衡溶解度測定。還有，分析溶解度的方法也存在問題。對氣相和液相的分析，大都采用對氣液分別進行分析的方式，但是，對氣體取樣會使裝置復雜化，也容易產生密封性差的問題。?

綜上所述，設計一種能夠解決上述幾個難題，并且比較方便且準確測量實驗結果的?裝置成為了最迫切需要解決的問題。?

發明內容

本實用新型的目的在于解決吸收溫度的控制、攪拌方式的選取、取樣分析的困難、吸收裝置的測量范圍、分析溶解度的方法等問題，設計較為方便準確的測得弱酸性氣體在堿性吸收液中的平衡溶解度的測試裝置。?

一種弱酸性氣體在堿性溶液中平衡溶解度的測試裝置，該裝置由輸氣系統、反應罐、溫控系統、取樣系統、氣體分壓力測量系統、液樣分析系統、氣體體積測量系統七部分組成。?

其中所述輸氣系統由氣源、氣路轉換閥和進氣閥構成；氣路轉換閥是一個三通閥門，一端連接氣源，一端連接進氣閥，另一端與取樣系統相連，形成氣源與進氣閥和氣源與取樣系統兩個氣路，用來保證吸收裝置用氣以及取樣系統輔助用氣兩部分的用氣量；整個系統功能是保證裝置使用時所有的用氣量；輸氣系統的進氣閥采用不銹鋼針閥，防止因為腐蝕而產生漏氣，保證裝置有較長的使用壽命。?

所述反應罐是用不銹鋼加工而成的圓柱形容器，內部裝有磁力攪拌器所用的攪拌子，底部平整；反應罐下面有一個磁力攪拌器，用來實現反應罐內的攪拌；反應罐罐體有進液口、進氣管、液樣取液口、溫度控制裝置A和溫度控制裝置B的2個溫度傳感器連接口以及壓力顯示裝置的傳感器連接口六個開口。其中反應罐頂部焊接有進氣管，進氣管下端距離反應罐底部約10毫米，以保證將氣體輸送到反應罐中液體的液面以下；進液口采用螺紋連接封口，保證液體進入后封閉不漏氣；溫度控制裝置A和溫度控制裝置B的兩個溫度傳感器螺紋與罐體上焊接的螺紋相連，用以保證密封性；液樣取液口在反應罐側面最下端，其與取樣系統之間采用過緊配合進行連接，以保證不漏氣、不漏液；壓力顯示裝置的傳感器與焊接于反應罐側面的不銹鋼管也采用過緊配合相連，避免反應罐上表面過多開口帶來的問題，以保證密封性；整個反應罐是氣體與吸收液進行吸收過程的場所，是整個吸收過程的樞紐。?