专利名称：恒温吸附实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学试验装置，具体涉及环境保护领域之大气污染控制设备中的恒温吸附实验装置。
背景技术：
在涂装、印刷、制鞋和化工生产等许多行业中，一些工业产品的生产工艺过程都伴有大量的挥发性有机化合物(VOCs)废气的排出，含挥发性有机化合物的废气会对人的健康和动植物的生长造成危害。随着人们对生活质量的要求不断提高，国家也将大气污染采取了更加严格的控制措施，挥发性有机气体的处理将成为大气污染控制的一个重点。对排放的VOCs废气的治理，目前国内采取了许多工艺措施处理，但基本上每种措施都有明显的缺陷，所以对VOCs的治理仍然是空气净化的难题。目前来看吸附能比较好的解决这个问题，但是国内对吸附的研究仍然比较落后。为了给吸附研究，和教学提供便利，开发吸附实验装置已成为亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可满足目前有关吸附方面的科学研究和教学的需要，性能安全可靠，使用简捷方便，处理效率高，能耗低，结构紧凑之恒温吸附实验装置。
本实用新型是通过下面的技术方案解决上述技术问题的。其特征在于它包括干燥器、气体混合柱、有机气体发生器、微型填料柱和恒温吸附柱，所述干燥器出口分别与气体混合柱入口和有机气体发生器连通，有机气体发生器同时与微型填料柱入口和微量泵连通，微型填料柱接气体混合柱入口，气体混合柱出口与恒温吸附柱入口相联，同时与气体采样仪连通，恒温吸附柱出口亦与气体采样仪连通。在气体混合柱与气体采样仪连通的管路上还设有三通抽气接口，该三通抽气接口与旁通吸附柱相接，在恒温吸附柱出口管路上，设有三通抽气接口，与尾气吸附柱相接。所述干燥器出口与气体混合柱入口连通的管路上、微型填料柱出口与气体混合柱入口连通的管路上、气体混合柱与恒温吸附柱连通的管路上均设有转子流量计。在微型填料柱出口和气体混合柱与恒温吸附柱相连的管路上，还接有与恒温水箱相连的蛇心管换热器。
本实用新型可以研究不同温度下，不同种类吸附剂对不同种类气体的吸附，并可用于日常的教学。对于一般的低浓度有机废气其吸附效率在95％以上，对实验室环境不会造成污染，具有性能安全可靠，使用简捷方便，处理效率高，能耗低，结构紧凑，美观大方等特点。
图1为本实用新型具体实施例。
图中1-干燥器； 2-具双小嘴的抽气接口；21-三通管；22-三通管；23-三通抽气接口； 24-三通抽气接口；31-转子流量计；32-转子流量计； 33-转子流量计；34-转子流量计；5-气体混合柱；61-蛇心管换热器；62-蛇心管换热器； 7-填料柱；8-有机气体发生器；9-微量泵； 10-恒温水箱； 11-真空泵；12-可调温度计套管；13-恒温吸附柱； 14-尾气吸附柱；15-旁通吸附柱；16-气体采样仪。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括干燥器1、气体混合柱5、有机气体发生器8、微型填料柱7和恒温吸附柱13，所述干燥器1为一筒状结构，其内装有干燥剂，干燥剂可为硅胶或其他物质，可吸收空气中水分，处理在实验过程中可能引起腐蚀的湿分。干燥器1出口通过三通管21分别与气体混合柱5入口和有机气体发生器8连通，如图所示，所述有机气体发生器8为设有三个连通口之瓶状器皿，瓶内装有有机溶剂，可挥发出有机气体，提供实验所用的均匀浓度的有机气体，其中一连通口连通干燥器1干燥后的气体，另一个连通口连接微量泵9，第三个连通口与微型填料柱7连通。所述微型填料柱7为上部开设有连通嘴之塔式结构，柱内装填乱堆的瓷拉西环，可作为气(汽)、液两相传质用的设备，其上端开口与蛇心管换热器61下端配合，下端开口与有机气体发生器8中间连通口配套，连通嘴与微量泵9连通，利用微量泵9抽出有机气体发生器8内液体进入填料柱7，液体从上而下经过填料，可产生大量的过饱和有机气体，该气体通过蛇形管换热器61控制温度，进而过饱和气体冷凝成液体并回流。所述蛇心管换热器61置于微型填料柱7的上方，其上设有与恒温水箱10相通的进出口管，低温恒温水从上部进入从下端排出，可冷凝过饱和的有机气体从而产生一定浓度的挥发性有机气体。所述气体混合柱5亦为筒状结构，可由普通玻璃制成，上端插入具双小嘴的抽气接口2，其中一接口与干燥后气体连接，另一接口接蛇心管换热器61上端，通过具双小嘴的抽气接口2分别将空气和有机气体导入气体混合柱5内，可使干燥好的待侧气体更充分地与有机气体混合，使实验更准确，并起到缓冲作用。气体混合柱5出口通过真空泵11与蛇心管换热器62入口相接，该换热器进水口与恒温吸附柱13相连，出水口接恒温水箱10。所述恒温吸附柱13为由石英玻璃做成的夹层设备，其内层放有吸附剂，吸附剂为新鲜的、未曾使用过的活性炭、氧化铝、硅胶、沸石等，其外层入口接恒温水箱10，出口与蛇心管换热器62连通，可保证内层通过的气体温度恒定，恒温吸附柱13顶端内层出口插入具小嘴接口可调式温度计套管12，可插入温度计，以测量吸附温度，同时可与气体采样仪16相接，恒温吸附柱13下端内层入口与三通管22入口相连，该三通管22另一入口接蛇心管换热器62顶端气体出口，出口亦与气体采样仪16连通。上端设有与恒温水箱10相通的液体接口，下端与蛇心管换热器62液体进口相通，蛇心管换热器62液体出口连通恒温水箱10，气体出口与气体采样仪16，恒温吸附柱13进口连通。这样，气体混合柱5出来的气体经恒温吸附柱13吸附后可由气体采样仪16测定。
为保证测定的准确性，测定时可只需要部分气体即可。如图1所示，在气体采样仪16两入口之管路上分别设有三通抽气接口23、24，三通抽气接口23另一出口与尾气吸附柱15相接，三通抽气接口24另一出口与旁通吸附柱14相接。
在干燥器1出口与气体混合柱5入口连通的管路上，还设有转子流量计31，可测定进入气体混合柱5前气体的流量；微型填料柱7出口与气体混合柱5入口连通的管路上设转子流量计32，可测定有机气体的流量；恒温吸附柱13进口管路上设转子流量计33，可测定恒温吸附气体的流量，在三通抽气接口24出口与尾气吸附柱15连通的管路上设有转子流量计34，可测定进入尾气吸附柱15内气体的流量，以获得实验数据。
本实用新型工作过程
首先将所测空气通入空气干燥器1，可采用两个干燥器1交替使用方式，使空气能连续通入整个系统。干燥后的空气经三通管21后分为两部分，一部分进入有机气体发生器8内，与有机气体发生器8产生的有机气体混合，另～部分过转子流量计31后进入气体混合柱5内。有机气体发生器8产生的有机气体先通过微型填料柱7，同时，有机气体发生器8与微量泵9相连，微量泵9同时与微型填料柱7上端连通，通过微量泵9循环，将有机气体发生器8里的有机溶剂流过微型填料柱7，从微型填料柱7出来的有机气体进入与其相接之蛇心管换热器61内，该蛇心管换热器61由恒温水箱10提供循环恒温水，使其温度恒定在20℃左右，温度恒定的饱和有机气体经转子流量计32后与干燥空气混合，进入气体混合柱5内，然后通过真空泵11将混合之气体经蛇心管换热器62换热使其达到设定的温度后由三通管22将其分为两个部分，一部分经转子流量计33后进入恒温吸附柱13吸附，然后经三通抽气接口23后一部分进入气体采样仪16测定，另一部分流入尾气吸附柱14内，处理后排出；由三通管22出来的另一部分气体又通过三通抽气接口24分为两个部分，其中一部分进入气体采样仪16测定，其余通过转子流量计34进入旁通吸附柱15内进行处理后排出。当外排气体中挥发性气体浓度与进气浓度相同时，并维持30min以上时，认为吸附已达到平衡，称取吸附剂的重量，以确定吸附容量，可计算与理论计算的误差进行科学研究。
权利要求1.一种恒温吸附实验装置，其特征在于它包括干燥器(1)、气体混合柱(5)、有机气体发生器(8)、微型填料柱(7)和恒温吸附柱(13)，所述干燥器(1)出口分别与气体混合柱(5)入口和有机气体发生器(8)连通，有机气体发生器(8)同时与微型填料柱(7)入口和微量泵(9)连通，微型填料柱(7)接气体混合柱(5)入口，气体混合柱(5)出口与恒温吸附柱(13)入口相联，同时与气体采样仪(16)连通，恒温吸附柱(13)出口亦与气体采样仪(16)连通。
2.根据权利要求1所述的恒温吸附实验装置，其特征在于在气体混合柱(5)与气体采样仪(16)连通的管路上还设有三通抽气接口(24)，该三通抽气接口(24)与旁通吸附柱(15)相接，在恒温吸附柱(13)出口管路上，设有三通抽气接口(23)，与尾气吸附柱(14)相接。
3.根据权利要求1或2所述的恒温吸附实验装置，其特征在于干燥器(1)出口与气体混合柱(5)入口连通的管路上设转子流量计(31)，微型填料柱(7)出口与气体混合柱(5)入口连通的管路上设转子流量计(32)，气体混合柱(5)与恒温吸附柱(13)连通的管路上设转子流量计(33)。
4.根据权利要求1或2所述的恒温吸附实验装置，其特征在于微型填料柱(7)出口接有与恒温水箱(10)相连的蛇心管换热器(61)，气体混合柱(5)与恒温吸附柱(13)相连的管路上接有与恒温水箱(10)相连的蛇心管换热器(62)。
专利摘要一种恒温吸附实验装置，其特征在于它包括干燥器、气体混合柱、有机气体发生器、微型填料柱和恒温吸附柱，所述干燥器出口分别与气体混合柱入口和有机气体发生器连通，有机气体发生器同时与微型填料柱入口和微量泵连通，微型填料柱接气体混合柱入口，气体混合柱出口与恒温吸附柱入口相联，同时与气体采样仪连通，恒温吸附柱出口亦与气体采样仪连通。本实用新型可以研究不同温度下，不同种类吸附剂对不同种类气体的吸附，并可用于日常的教学。对于一般的低浓度有机废气其吸附效率在95％以上，对实验室环境不会造成污染，具有性能安全可靠，使用简捷方便，处理效率高，能耗低，结构紧凑，美观大方等特点。
文档编号G09B25/00GK2736876SQ200420068950
公开日2005年10月26日 申请日期2004年10月18日 优先权日2004年10月18日
发明者李立清, 汪明霞, 李海龙 申请人:湖南大学