难挥发液体的爆炸极限测试装置及其用途的制作方法

本发明涉及一种难挥发液体的爆炸极限测试装置及其用途，用于测试难挥发液体、粘稠液体及不能采用常规注射方法进样的液体(蒸气)在空气中的爆炸极限。
背景技术：
：可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气，遇火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度范围。例如乙醇蒸气与空气混合的爆炸极限为3.3％～19.0％。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限和着火上限。本发明为蒸气或气体爆炸极限试验装置，是一套设计用来评估液体化合物(蒸气)在空气中发生爆炸危险性的专用装置。本发明在爆炸极限测试方面的技术要求达到gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》和astme681-04《化学品(蒸气和气体)爆炸极限标准测试方法》的要求。目前，市面上依据上述两个标准开发的实验置主要针对气体或者易挥发的液体，应用难挥发的液体混测试时存在一些问题，如:1.难挥发的液体在测试时通常需要较高的温度，使用现有的设备无法对样品进行充分的预热，挥发蒸汽仅为轻组分，不能充分的使样品的全组分与空气进行混合，会导致所测得的爆炸下限结果变高从而缩小爆炸极限范围。2.现有设备直接将样品加入实验烧瓶中，在测量不易挥发的液体样品时需要大量进样，当待测试样品是混合物且含有大量不可燃组分时，会使不可燃组分的挥发量无形中扩大，导致测试结果产生较大偏差。3.现有此类装置自动化程度较低，进样量大小完全依赖操作人员的手动控制，导致现有的测试方法效率低下且容易产生较大的误差。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中测试结果不准确、自动化程度低的问题，提供一种新的难挥发液体的爆炸极限测试装置，具有测试结果准确、自动化程度高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的难挥发液体的爆炸极限测试装置的用途。为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种难挥发液体的爆炸极限测试装置，包括数字控制系统、温控测试系统、点火观察系统、真空进气系统，数字控制系统包括数控操作屏、压力传感器、热电偶、电磁阀、液位感应器，温控测试系统包括进样室、蒸发室、实验烧瓶、控温热电偶、加热室、隔热防爆室，点火观察系统包括电火花点火器、点火控制器、观察窗，真空进气系统包括空气进气管、真空泵、气路连接管，进样室与蒸发室相连，实验烧瓶位于隔热防爆室内，实验烧瓶内设有电火花点火器。上述技术方案中，优选地，进样室、蒸发室、实验烧瓶、真空泵通过连接套管相连，由电磁阀控制接通程度。上述技术方案中，优选地，实验烧瓶置于隔热防爆室的上半部的中间，蒸发室置于隔热防爆室的下半部的左侧。上述技术方案中，优选地，蒸发室、隔热防爆室底部凸起处均设有搅拌器。上述技术方案中，优选地，蒸发室内设有液位感应器。上述技术方案中，优选地，进样室与蒸发室相连的管线上设有电磁阀。上述技术方案中，优选地，隔热防爆室底部凸起底部设有管线与蒸发室相连，相连的管线上设有电磁阀。上述技术方案中，优选地，数字控制系统与点火观察系统的连接是通过各个热电偶、电磁阀、压力传感器来实现的，它们直接与数控操作屏的处理器连接，在线测量系统中各部分的温度、压力变化，及时反馈相关数据，根据预先设置好的程序控制各个电磁阀的通断。上述技术方案中，优选地，在试验时，首先打开真空泵将蒸发室、实验烧瓶抽至真空，然后将进样室中的样品引入蒸发室中，充分预热后将样品产生的蒸气引入实验烧瓶中。为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：难挥发液体的爆炸极限测试装置在难挥发液体的爆炸极限测试中的应用。本专利是一套用于测定难挥发液体及粘稠难以注射进样的液体的爆炸极限测试装置，以往的试验装置一般都只在测试气体及易挥发液体的爆炸极限时才能得到较准确的结果，当测量不易挥发液体的爆炸极限时并不准确，同时进样以及数据的采集均没有实现自动化。与传统设备相比实现了对爆炸极限测试的三个优点：(1)对测试样品进行了充分预热，样品蒸气直接由蒸气室直接到达实验烧瓶，缩短了中间环节，减少了样品蒸气的热量散失，使得测试结果更符合设置的反应条件下的实际值。(2)更好的模拟了不易挥发的液体化学品在实际生产、储存、运输过程中的挥发条件，减少现有测试仪器在实际应用过程中制备样品蒸气与空气的混合气时产生的误差。(3)通过增加数字控制系统，设置好相应的进样浓度，使用电磁阀控制样品蒸气的进样和制备混和气，减少了由操作人员手动操作进样产生的误差，提高了测试效率，取得了较好的技术效果。附图说明图1为本发明所述装置的流程示意图。图1中：a.带弹簧的紧固盖夹；b.隔热防爆室；c.加热装置；d.热电偶；e.进样室；f.紧急泻放口；g.液位感应器；h.排液口；i.数控操作屏；j.观察窗；k.电火花点火电极；l.搅拌装置；m.真空泵；n.稳定支架；o.蒸发室。下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】一种难挥发液体的爆炸极限测试装置，如图1所示，由数字控制系统、温控测试系统、点火观察系统、真空进气系统四部分组成。1、各系统组成：数字控制系统：数控操作屏、压力传感器、热电偶、电磁阀、液位感应器等。温控测试系统：进样室、蒸发室、实验烧瓶、控温热电偶、加热室、隔热防爆室等。点火观察系统：电火花点火器、点火控制器、观察窗等。真空进气系统：空气进气管，真空泵、气路连接管等。2、各部件连接关系：进样室、蒸发室、实验烧瓶、真空泵通过连接套管相连，由电磁阀控制接通程度。实验烧瓶置于隔热防爆室的上半部的中间。蒸发室置于隔热防爆室的下半部的左侧。三个搅拌器，两个位于蒸发室，一个位于隔热防爆室底部凸起处。在试验时，首先打开真空泵将蒸发室、实验烧瓶抽至真空，然后将进样室中的样品引入蒸发室中，充分预热后将样品产生的蒸气引入实验烧瓶中。数字控制系统与点火观察系统的连接是通过各个热电偶、电磁阀、压力传感器等来实现的，它们直接与数控操作屏的处理器连接，在线测量系统中各部分的温度、压力变化，及时反馈相关数据，根据预先设置好的程序控制各个电磁阀的通断。使用本发明装置时，需要在通风橱内进行试验，排风系统应适合于吸收有毒的烟气，实验人员在操作前必须穿戴好防爆头盔、护目镜、防护手套，然后按照下列步骤进行试验：1、如图1所示连接好装置，打开数控操作屏，预设好实验温度和进样量。电磁阀2、3自动打开，真空泵启动开始抽真空，反复进行至少3次。2、抽真空完成后，向进样室中加入至少250ml液体样品，关闭电磁阀2、3及真空泵，打开电磁阀1，使样品流入蒸发室中，当液位检测器检测到蒸发室中液体量达到200ml时，电磁阀1关闭。加热装置及搅拌器开始启动。3、当蒸发室和实验烧瓶内的温度达到设定值且稳定至少5min后，电磁阀2打开，样品蒸气开始进入实验烧瓶中。4、当样品浓度达到设定值后(通过计算样品蒸气的分压判断)，电磁阀2关闭，电磁阀3、4打开，停止通入样品蒸气开始通入空气。5、当实验烧瓶内的压力达到与实时大气压基本相同时，电磁阀3、4关闭。等待至少5min使得空气和样品蒸气在实验烧瓶中得到充分混合和加热。6、关闭搅拌器，检查隔热防爆室是否完全紧闭，取下点火控制器，尽可能拉长连接线，同时按下点火控制器上的两个按钮来点火。7、透过观察窗，观察是否有火焰传播。按照gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》对实验结果的分析要求，多次重复步骤1-7，计算出样品最终的爆炸极限。【实施例2】按照实施例1所述的条件和步骤，将所述装置用于无水乙醇爆炸极限测试中。1、如图1所示连接好装置，打开数控操作屏，将测试温度设置为50℃和进样浓度设置为3kpa。电磁阀2、3自动打开，真空泵启动开始抽真空，反复进行至少3次。2、抽真空完成后，向进样室中加入至少250ml乙醇样品，关闭电磁阀2、3及真空泵，打开电磁阀1，使乙醇样品流入蒸发室中，当液位检测器检测到蒸发室中液体量达到200ml时，电磁阀1关闭。加热装置及搅拌器开始启动。3、当蒸发室和实验烧瓶内的温度达到30℃且稳定至少5min后，电磁阀2打开，样品蒸气开始进入实验烧瓶中。4、当样品浓度达到设定值后(通过计算样品蒸气的分压判断)，电磁阀2关闭，电磁阀3、4打开，停止通入样品蒸气开始通入空气。5、当实验烧瓶内的压力达到与实时大气压基本相同时，电磁阀3、4关闭。等待至少5min使得空气和样品蒸气在实验烧瓶中得到充分混合和加热。6、关闭搅拌器，检查隔热防爆室是否完全紧闭，取下点火控制器，尽可能拉长连接线，同时按下点火控制器上的两个按钮来点火。7、透过观察窗，观察是否有火焰传播。按照gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》对实验结果的分析要求，多次重复步骤1-7，计算出乙醇的爆炸极限，与文献值行比对，如表1。表1根据gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》对精密度和误差的要求“实验室间的结果再现性误差：燃烧下限不超过0.9％，燃烧上限不超过1.8％”，测试结果误差符合要求。【实施例3】按照实施例1所述的条件和步骤，将所述装置用于丙烯酸清漆爆炸极限测试中。1、如图1所示连接好装置，打开数控操作屏，将测试温度设置为100℃和进样浓度设置为1kpa。电磁阀2、3自动打开，真空泵启动开始抽真空，反复进行至少3次。2、抽真空完成后，向进样室中加入至少250ml烯酸清漆样品，关闭电磁阀2、3及真空泵，打开电磁阀1，使丙烯酸清漆样品流入蒸发室中，当液位检测器检测到蒸发室中液体量达到200ml时，电磁阀1关闭。加热装置及搅拌器开始启动。3、当蒸发室和实验烧瓶内的温度达到30℃且稳定至少5min后，电磁阀2打开，样品蒸气开始进入实验烧瓶中。4、当样品浓度达到设定值后(通过计算样品蒸气的分压判断)，电磁阀2关闭，电磁阀3、4打开，停止通入样品蒸气开始通入空气。5、当实验烧瓶内的压力达到与实时大气压基本相同时，电磁阀3、4关闭。等待至少5min使得空气和样品蒸气在实验烧瓶中得到充分混合和加热。6、关闭搅拌器，检查隔热防爆室是否完全紧闭，取下点火控制器，尽可能拉长连接线，同时按下点火控制器上的两个按钮来点火。7、透过观察窗，观察是否有火焰传播。按照gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》对实验结果的分析要求，多次重复步骤1-7，计算出丙烯酸清漆的爆炸极限。由于该样品成分较复杂，缺乏文献值，因重复测试10次进行比对，如表2。表2测试次数爆炸下限(％)爆炸上限(％)13.98.123.87.934.08.243.97.954.07.863.88.073.97.984.08.294.07.8103.98.1最大重复性误差0.20.4根据gb/t21844-2008《化合物(蒸气或气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》对精密度和误差的要求“同一实验室测试结果的重复性误差：燃烧下限不超过0.2％，燃烧上限不超过0.8％”，测试结果误差符合要求。当前第1页1 2 3