一种处理腐蚀气体混合的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种处理腐蚀气体混合的装置及方法，可广泛用于二氧化硫气体、硫化氢气体进行单独或混合气体等腐蚀气体试验；该混合气体实验装置包括压缩空气输送装置、混合气体输送装置、实验箱主体、空调装置、控制装置、残余气体过滤室和保护装置；其在规定容积的箱体内部持续导入一定浓度的混合气体，使浓度、温度、相对湿度恒定的情况下对材料或产品进行腐蚀试验，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。装置可以用来考核材料及其防护层的抗混合气体腐蚀的能力，以及相似防护层的工艺质量比较，也可以用来考核某些产品抗混合气体腐蚀的能力。
【专利说明】一种处理腐蚀气体混合的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种化工实验设备【技术领域】，涉及一种处理混合腐蚀气体的装置及方法。
【背景技术】
[0002]混合气体实验是一种较为常见的化工实验，实验必须符合流动气体腐蚀试验要求，用于二氧化硫气体、硫化氢气体进行单独或混合气体等腐蚀气体试验。实验时，在规定容积的箱体内部持续导入一定浓度的混合气体，使浓度、温度、相对湿度恒定的情况下对材料或产品进行腐蚀试验，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。设备主要用于确定工作或贮存的室内环境存在的混合气体对电工电子产品元件、设备与材料的影响，特别是接触件与连接件的受这些混和气体腐蚀的影响。混合气体实验设备可以分别组装进一个分系统或装配成为一个完整的设备，根据流动混合气体腐蚀装置试验所给出的信息，能在相互比较耐腐蚀性的基础上，帮助进行材料、制造工艺和元件设计的选择。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种处理混合腐蚀气体的装置。
[0004]本发明解决技术问题采用的技术手段是:
[0005]一种处理混合腐蚀气体的装置，包括压缩空气输送装置、混合气体输送装置、实验箱主体、空调装置、控制装置、残余气体过滤室和保护装置。
[0006]压缩空气输送装置包括压缩空气过滤器、压缩空气调压器、压缩空气控制电磁阀、压缩空气空气流量计；
[0007]腐蚀气体输送装置包括气源、腐蚀气体减压阀、腐蚀气体调节针阀、腐蚀气体质量流量计和腐蚀气体清洗器；
[0008]实验箱主体分为气体混合室和样品箱体；样品箱体由空调柜和样品室构成，空调柜与空调系统连接；样品室和空调柜之间有隔板，隔板上有孔道，样品室和空调柜通过孔道连通；
[0009]空调装置与空调柜相连，空调室内温湿度采用外置式温湿度空气调节柜，有制冷系统、加热系统、加湿系统，制造出规定温湿度的环境进入空调室，并在空调室内循环。进入混合室的混合气体和净化后的空气在混合室混合后，进入空调室，在合适的温湿度环境下进入样品室的下层，通过样品室上下层间的气孔进入样品室。空调室制冷系统采用的加热加湿元件是钛金属加热管，耐腐蚀，使用寿命长加热升温快，温湿度分布均匀。设备的制冷系统安装在设备的底部，主要在夏天使用时起降温并恒温和除湿的作用。
[0010]控制装置设计于箱体右侧，单独安装在独立的试验室内，室内不得安放其他设备或仪器。一般设备安置好以后，用玻璃再将设备与操作间隔开，这样既保证了工作人员的人身安全，又可以通过玻璃实时监控室内的试验状况。其能够实现以下功能:能够实现温湿度自动控制；具有RS-232或RS-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制各气体减压阀；控制各种防腐电磁阀；
[0011]残余气体过滤室包括碱液桶、水汽分离室和活性炭吸附室，能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便。
[0012]机载保护装置包括整体设备超温，风机过热保护，整体设备欠相/逆相，制冷系统过载，制冷机组超压，整体设备定时，其它还有漏电、运行指示，故障报警后自动停机等保护。
[0013]上述的处理渗漏腐蚀气体的装置工作方法如下:
[0014]从压缩空气过滤器出来的压缩空气分为三路:一路经压缩空气调压器连接到双层钢化玻璃门间的吹气孔，一路经压缩空气调压器后进入气体过滤器的碱液桶，最后一路经压缩空气调压器后进入压缩空气控制电磁阀、压缩空气经空气流量计进入腐蚀气体混合室和混合气体混合。
[0015]腐蚀气体从钢瓶出来后经过减压、过滤材料后再经耐腐蚀电磁阀控制由质量流量计进入腐蚀气体清洗室，经腐蚀气体清洗室的液体石蜡油清洗后进入混合箱体。
[0016]气体混合室采用双层钢化玻璃门，两层钢化玻璃门之间有吹气气孔和吸气气孔；第一道钢化玻璃门采用硅橡胶密封，不使混合气体外溢；在钢化玻璃门和第二道防漏钢化玻璃门之间，下方和两侧有吹气气孔，上方有排气气孔；排气气孔连接到残余气体过滤室的碱液桶。吹气气孔采用压缩空气吹气，即使存在少许的气体泄漏，泄漏的气体也会被压缩空气吹入吸气气孔后进入残余气体过滤室的碱液桶，保证安全。
[0017]进入混合箱体的混合气体和空调柜中的温湿度空气一起进入样品室的箱体底部的分流管道，均匀地从样品室上下层间的孔道穿过进入样品室。
[0018]混合气体经过样品完成试验任务后，即从样品室的上部管道进入残余气体过滤器，过滤器内碱液雾化室和吸附组合的气体过滤装置(活性炭室)能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便。箱体内少量的冷凝水被收集后，可以集中处理。
[0019]本发明的设备可以做二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气四种气体的混合气体试验，也可以做其中某一种气体的单一气体腐蚀试验，具有很好的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本系统的结构示意图。
[0021]图2是混合气体腐蚀试验箱正面图。
[0022]图3是试验室过滤装置示意图。
[0023]图中:1-1三套压缩空气调压器；1_2压缩空气过滤器；1_3 二氧化硫气体；1_4 二氧化氮气体；1_5硫化氢气体；1_6氯气气体；1_7 二氧化硫气体减压阀；1_8 二氧化氮气体减压阀；1_9硫化氢气体减压阀；1_10氯气气体减压阀；1-11四套腐蚀气体截留针阀；1_12四套腐蚀气体质量流量计；1_13四套腐蚀气体清洗器；1_14电磁阀；1_15空气质量流量计；1_16压缩空气进入两道玻璃门中间；1_17压缩空气进入箱体气体过滤器；1_18压缩空气进入腐蚀气体混合室；1_19腐蚀气体混合室；1_20碱液桶；1-21水汽分离室；1_22活性炭室；1-23废气排出室外；1_24温湿度调节室；1_25加湿器；1_26气体缓冲板；1_27样品室；1-28内玻璃门；1-29外玻璃门；1_30循环风轮；1_31加热器；1_32制冷蒸发器；1-33 M合气体进入样品室；1_34循环风机；2-1玻璃门密封条；2-2玻璃门安装连接件；2-3玻璃门锁；2-4设备底座；2-5移动定位脚轮；2-6控制操作仪表及开关；2-7密码安全锁；10_1压缩空气进入；10-2碱液雾化器；10-3试验室待过滤气体进入；10-4碱液；10-5水汽分离室；10-6活性炭室；10-7过滤后的废气室10-8分离后的碱液回到碱液室；10-9防腐排废风机；10-10废气出口 ；10-11声光报警器；10-12四种腐蚀气体检测探头。
【具体实施方式】
[0024]以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施例。
[0025]本发明实施例的实验四种混合气体浓度及相关数值:二氧化硫浓度(200—500) X 10_9V0L\V0L ;硫化氢浓度:(10 —100) X 10_9V0L\V0L ;二氧化氮浓度:200X 10、0L\VOL ;氯气浓度:(10-20) X 10^9V0L\V0L ;采用钢瓶法，气体浓度测量通过公式计算体积比的方式，再利用质量流量计计量。
[0026]本发明实施例的控制系统采用TEMI温湿度控制仪表，大屏幕-液晶显示可编程微电脑PID控制SSR输出运行，超大液晶触摸屏幕画面，荧幕操作简单，程式编辑容易；精度:0.rc (显示范围)；解析度:±0.1°C;感温传感器:PT100铂金电阻测温体；控制方式:热平衡调温调湿方式，所有电器均采用(施耐德)系列产品；温湿度控制采用P.1.D+S.S.R系统同频道协调控制；具有自动演算的功能，可将温湿度变化条件立即修正，使温湿度控制更为精确稳定；控制器操作界面设中英文可供选择，实时运转曲线图可由屏幕显示具有100组程式每组100段、每段可循环999步骤的容量，每段时间设定最大值为99小时59分资料及试验条件输入后，控制器具有荧屏锁定功能，避免人为触摸而停机；具有RS-232或RS-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制器具有荧屏自动屏保功能，在长时间运行状态下更好的保护液晶屏(使其寿命更长久)。室内配备各种气体的数显防腐气体质量流量计，自动化控制；配备各气体减压阀；进口电磁阀和空气油水分离器；各种防腐电磁阀；执行元器件:施耐德交流接触器，小型继电器，固态继电器。
[0027]制冷和除湿系统结构如下:压缩机:全封闭法国泰康I套，使夏天工作时可以保持温度25度，湿度75% ;制冷方式:风冷；制冷剂:R404A ;全系统管路均作通气加压48H捡漏测试；加温、降温系统完全独立；内螺旋式冷媒铜管；斜率式蒸发器；干燥过滤器、冷媒流量视窗、修理阀、油分离器、电磁阀、贮液筒均采用进口原装件。
[0028]设备的外壳内胆材料为耐腐蚀型PVC塑料板材，不与二氧化硫气体、硫化氢气体、二氧化氮气体、氯气气体等待测气体发生反应，不吸收几种混合气体，不影响试验结果。设备工作时内外压力平衡，混合气体在箱体内匀速流动。设备的箱顶采用120度最佳顶角，内壁及其它部位会有冷凝水的产生设备在试验过程中，冷凝水不会滴落到样品上影响试验结果。箱体采用进口 PVC塑料板经高温软化再冷却后成型，板与板之间的拼缝经刨铣后成90度直角，再采用高温焊枪熔化塑料焊丝填补的方法，经冷却后的焊缝更加牢固，整个箱体的拼缝圆滑平整、箱体结构紧凑，外观亮泽。
[0029]超大的箱门材料为钢化玻璃，耐腐蚀硅橡胶密封，同样耐腐蚀、易清洗、无泄露。在试验过程中可以从外部清楚地观察到室内的试验状况而不影响试验结果。箱门与箱体采用耐腐硅橡胶强效密封，防止气体外溢，从而影响试验结果和腐蚀室内其它设备，甚至可能对试验操作人员造成的伤害。
[0030]各种辅助配件设施同样为耐腐蚀型，结构设计合理。超大的箱门材料为双层钢化玻璃，耐腐蚀硅橡胶密封，同样耐腐蚀、易清洗、无泄露。在试验过程中可以从外部清楚地观察到室内的试验状况而不影响试验结果。箱门与箱体采用耐腐硅橡胶强效密封，防止气体外溢，从而影响试验结果和腐蚀室内其它设备，甚至可能对试验操作人员造成的伤害。
[0031]箱体加热采用钛金属加热器，升温快，温湿度分布均匀。
[0032]样品架按国家标准设计，也可采用挂钩方式。
[0033]如附图所示，三套压缩空气调压器1-1、压缩空气过滤器1-2、二氧化硫气体1-3、二氧化氮气体1-4、硫化氢气体1-5、氯气气体1-6、二氧化硫气体减压阀1-7、二氧化氮气体减压阀1-8、硫化氢气体减压阀1-9、氯气气体减压阀1-10、四套腐蚀气体截留针阀1-11、四套腐蚀气体质量流量计1-12、四套腐蚀气体清洗器1-13、电磁阀1-14和空气质量流量计1-15，各部分依次连接构成混合气体输送系统。
[0034]压缩空气分别进入两道玻璃门中间1-16、进入箱体气体过滤器1-17、进入腐蚀气体混合室1-18，腐蚀气体在混合室1-19混合。
[0035]残余气体进入碱液桶1-20后再进入水汽分离室1-21，最后进入活性炭室1_22，最后废气排出室外1-23。
[0036]温湿度调节室1-24和1-25加湿器进行温度调节和控制温湿度；循环风轮1_30和循环风机1-34提供循环风，保证有不间断的风力供给。
[0037]加热器1-31作为加热设备，制冷蒸发器1-32作为制冷设备。
[0038]气体缓冲板1-26作为气体缓冲装置，内玻璃门1-28和外玻璃门1_29构成双层玻璃门。
[0039]各种气体先按照要求配置成所需要的浓度，气体从钢瓶出来后经过减压后再经针阀到质量流量计，进入腐蚀气体清洗器，经腐蚀气体清洗器的液体石蜡油清洗后进入腐蚀气体混合室，再进进入样品室的箱体底部的分流管道，均匀地从样品室上下层间的孔道穿过进入样品室，和空调柜中的温湿度空气一起循环。混合气体经过样品完成试验任务后，即从样品室的上部管道进入残余气体过滤器。
[0040]过滤器的第一级过滤采用化学中和方式，首先将配置好的碱液(一般PH值9-10)加入碱液桶，安装特制的碱液雾化器，雾化器采用玻璃材料，一端利用压缩空气制造气压，另一端伸入碱液内吸取碱液，通过虹吸原理碱液被吸出后迅速雾化。经过样品的混合气体被迫首先进入碱液雾化室，流经过程中与雾化碱液充分接触融合，酸性气体即被中和。
[0041]之后是第二级水汽分离，中和后的饱和水汽经过第二级水汽分离室时，与室内的不锈钢金属丝球接触，大部分的水汽即刻冷凝成水滴，重新落入碱液桶，气体再进入第三级过滤器。
[0042]第三级过滤采用的是活性炭物理吸附原理，可能会有些许酸性气体没有完全被中和，设计最后再次经过活性炭被吸附。实验证明，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便。
[0043]少量的冷凝水被收集后，可以集中处理。
【权利要求】
1.一种处理腐蚀气体混合的装置，包括压缩空气输送装置、混合气体输送装置、实验箱主体、空调装置、控制装置、残余气体过滤室和保护装置； 压缩空气输送装置包括压缩空气过滤器、压缩空气调压器、压缩空气控制电磁减压阀、压缩空气空气流量计； 腐蚀气体输送装置包括气源、腐蚀气体电磁减压阀、腐蚀气体调节针阀、腐蚀气体质量流量计和腐蚀气体清洗器； 实验箱主体分为气体混合室和样品箱体；样品箱体由空调柜和样品室构成，空调柜与空调系统连接；样品室和空调柜之间有隔板，隔板上有孔道，样品室和空调柜通过孔道连通； 空调装置与空调柜相连，空调室内温湿度采用外置式温湿度空气调节柜，有制冷系统、加热系统、加湿系统，制造出规定温湿度的环境进入空调室，并在空调室内循环；空调室制冷系统采用的加热加湿元件是钛金属加热管； 控制装置位于箱体右侧，单独安装在独立的试验室内；其能够实现以下功能:能够实现温湿度自动控制；具有RS-232或RS-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制各气体减压阀；控制各种防腐电磁阀； 残余气体过滤室包括碱液桶、水汽分离室和活性炭吸附室、质量流量计，能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便； 机载保护装置采用室内排风装置；室内还安装各种气体的泄漏报警仪器；整体设备超温，风机过热保护，整体设备欠相/逆相，制冷系统过载，制冷机组超压，整体设备定时，其它还有漏电、运行指示，故障报警后自动停机等保护。
2.权利要求1所述的装置处理腐蚀气体混合的方法，其特征在于以下步骤， 从压缩空气过滤器出来的压缩空气分为三路:一路经压缩空气调压器连接到双层钢化玻璃门间的吹气孔，一路经压缩空气调压器后进入气体过滤器的碱液桶，最后一路经压缩空气调压器后进入压缩空气控制电磁减压阀、压缩空气空气流量计进入腐蚀气体混合室和混合气体混合； 腐蚀气体从钢瓶出来后经过减压、过滤材料后再经耐腐蚀电磁阀控制由质量流量计进入腐蚀气体清洗室，经腐蚀气体清洗室的液体石蜡油清洗后进入混合箱体；进入混合箱体的混合气体和空调柜中的温湿度空气一起进入样品室的箱体底部的分流管道，均匀地从样品室上下层间的孔道穿过进入样品室； 气体混合室采用双层钢化玻璃门，两层钢化玻璃门之间有吹气气孔和吸气气孔；第一道钢化玻璃门采用硅橡胶密封，不使混合气体外溢；在钢化玻璃门和第二道防漏钢化玻璃门之间，下方和两侧有吹气气孔，上方有排气气孔；排气气孔连接到残余气体过滤室的碱液桶；吹气气孔采用压缩空气吹气，即使存在少许的气体泄漏，泄漏的气体也会被压缩空气吹入吸气气孔后进入残余气体过滤室的碱液桶，保证安全； 混合气体经过样品完成试验任务后，即从样品室的上部管道进入残余气体过滤器，过滤器内碱液雾化室和吸附组合的气体过滤装置(活性炭室)能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便；箱体内少量的冷凝水被收集后，集中处理。
【文档编号】G01N17/00GK104502177SQ201410810571
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张定虎 申请人:南京五和试验设备有限公司