专利名称：常压鼓泡夹带双平衡釜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽液平衡实验设备，特别是涉及测量汽液平衡数据的平衡釜设 备。
技术背景汽液平衡数据是化工基础数据的重要组成部分，对化学化工理论研究和实际应用 具有重要的价值，如在许多化工单元操作的设计、化工工艺的优化等研究方面都有重要的 指导意义。汽液相平衡数据包括压力、温度以及汽液相组成。为了取得可靠的平衡数据，必 须确保测量体系处于平衡状态，所以设备的选择就很重要。平衡釜主要作用使待测溶液在 恒温、恒压下形成汽液两相，这两相保持着物理平衡而共存的状态，然后可通过一定手段分 别取得汽液两相进而分析，从而得到平衡数据，实验的关键是能否达到真正的汽液平衡且 准确分析汽液两相组成。鼓泡平衡釜是一种较为常用的汽液平衡测定釜，向盛有待测溶液的平衡釜体中通 入载气，载气的气泡与待测溶液液相充分混合达到平衡，以便分析汽液平衡数据。图1为现有技术的鼓泡平衡釜基本结构示意图，如图1所示，鼓泡平衡釜包括一个 瓶状结构的玻璃制平衡釜体1，平衡釜体1顶部釜口由釜塞2封堵，平衡釜体1的顶部有穿 过釜塞2的进气导管3和出气导管4，平衡釜体1内有电测精密温度计5，精密温度计5经 釜塞2的插口进入平衡釜体1的内部。图1所示的鼓泡平衡釜操作过程为在低于泡点温度下，将惰性气体通过进气导 管3通入到平衡釜体1中，在进气导管3底部形成气泡，气泡上升过程中与釜体1内待测溶 液液相充分混合达到平衡，然后通过出气导管4排出，出气导管4排出的气体用于进行数据 分析。所述鼓泡平衡釜具有样品用量少、达到汽液相平衡时间短、设备简单等优点。但是，上述鼓泡平衡釜的应用也存在一定的局限性。对于某些非二元物系体系，如 溶剂中还含有其它溶质或溶剂的混合溶液体系，由于组成混合溶剂的各个组分的挥发度不 尽相同，载气通过后会使得溶剂的组成随着实验的进行而发生变化，所作的测定不再具有 明确的物理意义，从而导致实验数据有误。此外，载气的使用可能不仅会造成溶剂的损失， 而且还会出现液沫夹带等现象，影响后续分析结果，造成实验误差甚至错误。
发明内容针对上述现有技术的鼓泡平衡釜应用中所存在的问题，本实用新型推出鼓泡平衡 釜的改进结构，其目的在于采用主饱和平衡釜体前串联一个预饱和平衡釜体的双联平衡釜 体结构，使载气先进入只盛有溶剂的预饱和平衡釜体，然后再进入主饱和平衡釜体，带出溶 剂饱和组成的载气不再使主饱和平衡釜体内的溶剂发生变化，保证了主饱和平衡釜体内溶 液组成的恒定，从而得出准确的实验分析结果。本实用新型所涉及的常压鼓泡夹带双平衡釜为双联平衡釜体结构，包括串联的预 饱和平衡釜体和主饱和平衡釜体，预饱和平衡釜体和主饱和平衡釜体由连接导管连接，连接导管将预饱和平衡釜体的排气口与主饱和平衡釜体的进气口连接。预饱和平衡釜体和主 饱和平衡釜体的顶部釜口分别由釜塞封堵，两个平衡釜体的进气导管和出气导管分别穿过 各自封堵的釜塞。预饱和平衡釜体的进气导管穿过釜塞深入到平衡釜体的底部，进气导管的底端设 置砂芯过滤器。预饱和平衡釜体的出气导管成为预饱和平衡釜体与主饱和平衡釜体连接的 连接导管，连接导管的另一端穿过釜塞深入到主饱和平衡釜体的底部并成为主饱和平衡釜 体的进气导管，主饱和平衡釜体的进气导管的底端也设置砂芯过滤器。主饱和平衡釜体的 出气导管出口上加装干燥器，用于吸收载气带出的水分或其它溶剂。预饱和平衡釜体和主饱和平衡釜体置于同一个恒温水槽内，两个平衡釜体外部分 别设置保温夹套，两个平衡釜体内各有电测精密温度计，电测精密温度计经釜塞的插口进 入平衡釜体内部。应用本实用新型所涉及的常压鼓泡夹带双平衡釜进行汽液相平衡数据测试时，在 预饱和平衡釜体内放置与主饱和平衡釜体内溶液中完全相同、但不含溶质的溶剂，在主饱 和平衡釜体内放置含有一定浓度溶质的溶液。整套平衡釜装置处于恒温水槽当中，外接大 气以保持压力恒定。当温度稳定后，通过气泵缓慢鼓入流速恒定且压力较低的少量空气，空 气通过深入瓶底的毛细管砂芯过滤器连续鼓泡，依次经过预饱和平衡釜体和主饱和平衡釜 体后将溶质从溶液解吸到空气泡当中，吸附了溶质的载气经过主饱和平衡釜体尾部的干燥 器脱出水分后可进行下一步来分析气相中的组成。本实用新型的预饱和平衡釜体对空气与纯溶剂进行了预饱和，保证了主饱和平衡 釜体内溶液组成的恒定以及取样的准确性；采用毛细管砂芯过滤器产生小气泡并在溶液中 较长时间流动排除强化了汽液接触，减少了平衡时间；平衡釜出口处干燥器的使用吸收了 载气中带出的水分并消除了液沫夹带的影响。本实用新型具有测定结果准确、使用范围广 等优点，为汽液平衡研究提供更可靠的实验设备。
[0013]图1为现有技术的鼓泡平衡釜基本结构示意图。[0014]图2本实用新型的常压鼓泡夹带双平衡釜基本结构示意图。[0015]图中标记说明[0016]1、平衡釜体9签寒[0017]3、进气导管4、出气导管[0018]5、精密温度计6、恒温水槽[0019]7、预饱和平衡釜体8、预饱和平衡釜体釜塞[0020]9、预饱和平衡釜体进气导管10、连接导管[0021]11、主饱和平衡釜体出气导管12、干燥器[0022]13、主饱和平衡釜体釜塞14、溶剂[0023]15、主饱和平衡釜体16、溶液[0024]17、主饱和平衡釜体进气导管[0025]18、19、砂芯过滤器具体实施方式
以下结合附图和具体实验例对本发明作进一步说明。图2显示本实用新型的常压鼓泡夹带双平衡釜基本结构。如图所示，本实用新型 所涉及的常压鼓泡夹带双平衡釜为双联平衡釜体结构，包括预饱和平衡釜体7和主饱和平 衡釜体15，预饱和平衡釜体7和主饱和平衡釜体15由连接导管10连接。连接导管10将 预饱和平衡釜体7的排气口与主饱和平衡釜体15的进气口连接。预饱和平衡釜体7顶部 釜口由釜塞8封堵，主饱和平衡釜体15的顶部釜口由釜塞13封堵。预饱和平衡釜体7进 气导管9穿过封堵釜体的釜塞8深入到釜体7的底部，进气导管9的底端设置砂芯过滤器 18。预饱和平衡釜体7的出气导管是与主饱和平衡釜体15连接的连接导管10，连接导管 10穿过封堵主饱和平衡釜体15的釜塞13作为主饱和平衡釜体15的进气导管17，深入到 主饱和平衡釜釜体15的底部，进气导管17的底端设置砂芯过滤器19。主饱和平衡釜体15 的出气导管11的出口上加装干燥器12。预饱和平衡釜体7和主饱和平衡釜体15置于恒温水槽6内，两个平衡釜体内各有 电测精密温度计5，电测精密温度计5分别经釜塞8、13的插口进入平衡釜体内部。应用本实用新型测定常温、常压下溴在蒸馏水中亨利常数的具体实验例以蒸馏水为溶剂，加入一定量的溴制备出0. 01-0. 2g/L的稀溶液，同时将pH值调 至3-5之间；采用化学滴定法测量溴的浓度，其中滴定液硫代硫酸钠(分析纯)溶液浓度为 O.Olmol/L，吸收液为碘化钾(分析纯)溶液的质量浓度为10%，指示剂淀粉溶液的质量浓 度为0.5% ；使用压头较小的空气泵将载气通入预饱和平衡釜体7的进气导管9中，载气经过 预饱和后进入主饱和平衡釜体15，平衡后的载气中含有一定量的溶质溴，经干燥器12脱水 后从主饱和平衡釜中出来后通入盛有吸收液的洗瓶中，溶质被吸收液吸收后通过滴定法得 到溶质总量，载气体积采用气体质量流量计测量，从而得到反应后载气组成，最终得到汽液 平衡数据为30°C下溴-纯水体系的亨利常数为8. 57Mpa。
权利要求一种常压鼓泡夹带双平衡釜，其特征在于为双联平衡釜体结构，包括串联的预饱和平衡釜体(7)和主饱和平衡釜体(15)，预饱和平衡釜体(7)和主饱和平衡釜体(15)由连接导管(10)连接，连接导管(10)将预饱和平衡釜体(7)的排气口与主饱和平衡釜体(15)的进气口连接；预饱和平衡釜体(7)和主饱和平衡釜体(15)的顶部釜口分别由釜塞封堵，两个平衡釜体的进气导管和出气导管分别穿过各自封堵的釜塞；预饱和平衡釜体(7)的出气导管成为预饱和平衡釜体(7)与主饱和平衡釜体(15)连接的连接导管(10)，连接导管(10)的另一端穿过釜塞(13)进入到主饱和平衡釜体(15)内并成为主饱和平衡釜体的进气导管(17)。
2.根据权利要求1所述的常压鼓泡夹带双平衡釜，其特征在于预饱和平衡釜体(7) 的进气导管(9)穿过釜塞(8)深入到平衡釜体的底部，进气导管(9)的底端设置砂芯过滤 器(18)；主饱和平衡釜体(15)的进气导管(17)深入到主饱和平衡釜体(15)的底部，其底 端设置砂芯过滤器(19)。
3.根据权利要求1所述的常压鼓泡夹带双平衡釜，其特征在于，主饱和平衡釜体(15) 的出气导管(11)出口上加装干燥器(12)。
4.根据权利要求1所述的常压鼓泡夹带双平衡釜，其特征在于，预饱和平衡釜体(7)和 主饱和平衡釜体(15)置于同一个恒温水槽(6)内。
5.根据权利要求1所述的常压鼓泡夹带双平衡釜，其特征在于，预饱和平衡釜体(7)和 主饱和平衡釜体(15)外部分别设置保温夹套，两个平衡釜体内各有电测精密温度计(5)， 电测精密温度计(5)经釜塞的插口进入平衡釜体内部。
专利摘要本实用新型所涉及的常压鼓泡夹带双平衡釜为双联平衡釜体结构，包括由连接导管连接的预饱和平衡釜体和主饱和平衡釜体，连接导管将预饱和平衡釜体的排气口与主饱和平衡釜体的进气口连接。预饱和平衡釜体和主饱和平衡釜体的进气导管穿过釜塞深入到平衡釜体的底部，进气导管的底端设置砂芯过滤器。主饱和平衡釜体的出气导管出口上加装干燥器，用于吸收载气带出的水分或其它溶剂。主饱和平衡釜体前串联一个预饱和平衡釜体的双联平衡釜体结构，使载气先进入只盛有溶剂的预饱和平衡釜体，然后再进入主饱和平衡釜体，带出溶剂饱和组成的载气不再使主饱和平衡釜体内的溶剂发生变化，保证了主饱和平衡釜体内溶液组成的恒定，从而得出准确的实验分析结果。
文档编号B01L3/16GK201701945SQ20102021841
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者刘伟, 姚颖, 张慧峰, 张雨山, 蔡荣华 申请人:国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所