[發(fā)明專利]一種基于樣品池內(nèi)表面溫度測量的絕熱加速量熱儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110366097.8
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113030173B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣軍成;湯波濤;倪磊;殷亮;顏天一
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01K7/02
• 代理公司: 南京品智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發(fā)明提出的是一種基于樣品池內(nèi)表面溫度測量的絕熱加速量熱儀，其結(jié)構(gòu)包括樣品溫度檢測熱電偶，樣品池，樣品池加熱器，樣品池內(nèi)表面測溫?zé)犭娕迹黄渲?，所述樣品池加熱器包括A樣品池壁加熱器，B樣品池壁加熱器，C樣品池壁加熱器，D樣品池壁加熱器，樣品池底部加熱器；樣品溫度檢測熱電偶從樣品池的上開口插入樣品池內(nèi)，A樣品池壁加熱器、B樣品池壁加熱器、C樣品池壁加熱器、D樣品池壁加熱器分別固定在樣品池的四周側(cè)壁上，樣品池底部加熱器固定在樣品池的底部，樣品池內(nèi)表面測溫?zé)犭娕疾逶跇悠烦氐臉悠烦乇谏?，樣品池?nèi)表面測溫?zé)犭娕嫉亩瞬烤o挨樣品池的內(nèi)表面。本發(fā)明解決了樣品池吸收反應(yīng)熱，造成熱量散失、難以實現(xiàn)理想絕熱的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種基于樣品池內(nèi)表面溫度測量的絕熱加速量熱儀，屬于面向化工過程安全的加速量熱技術(shù)及儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

作為世界第一化工大國，我國危險化學(xué)品市場規(guī)模一直保持增長趨勢，到2018年已經(jīng)達到6.87萬億元，在化工行業(yè)中大部分的原料和產(chǎn)品都屬于危險化學(xué)品；危險化學(xué)品具有易燃易爆，有毒有害，有腐蝕性，有放射性等特點，而且大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，危險性十分巨大，一旦發(fā)生事故，不僅會造成人員傷亡，財產(chǎn)損失，甚至?xí)o環(huán)境帶來極大的危害；因此，為減少或避免自反應(yīng)性化學(xué)品火災(zāi)、爆炸等重特大事故的發(fā)生，對化學(xué)反應(yīng)過程與化學(xué)物質(zhì)的熱危險性的研究及認知尤為關(guān)鍵。

自反應(yīng)性化學(xué)品熱失控過程通常具有高溫高壓、樣品組分快速變化的特點，絕熱加速量熱儀可以真實的模擬化學(xué)物質(zhì)在極端條件下的放熱反應(yīng)，能較為直接地獲取自反應(yīng)性化學(xué)品在絕熱條件下部分熱危險特性參數(shù)，是熱危險特性研究的主要測試儀器；到目前為止，幾十年來，國內(nèi)外對絕熱加速量熱儀的研究在不斷地發(fā)展和進步，國外市場上開發(fā)了一系列先進的產(chǎn)品(英國THT公司的ARC、英國赫爾公司的PhiTECⅡ、德國耐馳公司的APTAC、美國FAI的VSP2和美國Omnical的dARC)；其中，PhiTECⅡ、APTAC、VSP2通過壓力平衡系統(tǒng)進行壓力補償，通過降低樣品池內(nèi)外壓差，在增加樣品量的同時，還能保證樣品池具有較薄的壁厚，有效地減小了熱慣量因子φ，使對危險化學(xué)品的安全性及危險性進行預(yù)測與評估的結(jié)果更加精確；但是在測試反應(yīng)速率非?？斓臉悠窌r，在樣品劇烈反應(yīng)中的分解階段，樣品池的壓力升高速率極大，壓力補償技術(shù)無法保證樣品池內(nèi)外壓力立刻平衡，在有些時候會使樣品池破裂；因此，在絕熱加速量熱儀的發(fā)展過程中，樣品池始終與測試樣品一起被作為完整的反應(yīng)體系，在此基礎(chǔ)之上對熱慣量因子進行修正、采取壓力補償技術(shù)、改變測試單元結(jié)構(gòu)都難以實現(xiàn)理想絕熱。

目前，傳統(tǒng)絕熱加速量熱儀的樣品和樣品池組成的反應(yīng)體系并沒有實現(xiàn)理想絕熱，而且樣品反應(yīng)放出的部分熱量被樣品池所吸收，導(dǎo)致熱慣量因子φ大于1，影響了對熱危險性參數(shù)測量的精確度；當熱慣量因子φ大于1的時候，反應(yīng)的過程與完全絕熱的情況下不相同，導(dǎo)致一些動力學(xué)參數(shù)，如頻率因子、反應(yīng)活化能、反應(yīng)級數(shù)發(fā)生變化，與理想狀態(tài)下有一定的偏差，熱動力學(xué)分析結(jié)果的可靠性降低，影響工藝研發(fā)設(shè)計、風(fēng)險評估、制定自反應(yīng)性化學(xué)品生產(chǎn)和儲運規(guī)范，進而最后導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種基于樣品池內(nèi)表面溫度測量的絕熱加速量熱儀，其目的旨在解決由于樣品池吸收反應(yīng)熱，造成樣品熱量散失、難以實現(xiàn)理想絕熱的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種基于樣品池內(nèi)表面溫度測量的絕熱加速量熱儀，其結(jié)構(gòu)包括樣品溫度檢測熱電偶1，樣品池2，樣品池加熱器，樣品池內(nèi)表面測溫?zé)犭娕?；其中，所述樣品池加熱器包括A樣品池壁加熱器3，B樣品池壁加熱器4，C樣品池壁加熱器10，D樣品池壁加熱器11，樣品池底部加熱器6；樣品溫度檢測熱電偶1從樣品池2的上開口插入樣品池2內(nèi)，A樣品池壁加熱器3、B樣品池壁加熱器4、C樣品池壁加熱器10、D樣品池壁加熱器11分別固定在樣品池2的四周側(cè)壁上，樣品池底部加熱器6固定在樣品池2的底部，樣品池內(nèi)表面測溫?zé)犭娕?插在樣品池2的樣品池壁上，樣品池內(nèi)表面測溫?zé)犭娕?的端部緊挨樣品池2的內(nèi)表面。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1)解決了由于樣品池吸收反應(yīng)熱，造成樣品熱量散失、難以實現(xiàn)理想絕熱的問題；