一种吸收与解吸实验装置的制作方法

本发明涉及气体吸收实验技术领域，特别是指一种吸收与解吸实验装置。

背景技术：

1、吸收动力学测定现有吸收塔为降膜式吸收柱，该结构成膜厚度不能确定，沿壁流下的速度为模糊估算即q/a，其中q为流量，a为横截面积；由于吸收柱的表面粗糙度具有不确定性，故形成的张力就会不均匀，因此会出现局部增厚的现象，凹凸不平的表面，影响传质推动力和吸收接触面积，而且，计算吸收溶解度时会产生误差；另外降膜式吸收柱安装较为麻烦，为保证沿壁均有流体，往往要求安装垂直度，且分布器和吸收柱要求完全垂直，依然难以保证均匀分布，并沿壁流下；且对于粘度和张力大的溶剂会出现涌动流的现象，无法实现均匀分布。

2、现有吸收装置功能性较为单一，仅可完成单一的吸收实验，也有吸收与解吸在一起的实验装置，但设备空置率高，占地面积大，使用效果不好。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所存在的现有吸收实验中，吸收柱壁面上的流体态的吸收膜厚度不均的问题，本发明提出了一种吸收与解吸实验装置。

本发明的技术方案是：一种吸收与解吸实验装置，包括刮膜吸收塔；刮膜吸收塔包括中空的玻璃塔柱，玻璃塔柱的顶部设有可拆卸的上塔头，上塔头为扣盖状结构，上塔头上设有与玻璃塔柱连通的进液管头、排气口，上塔头的上部设有电机支座，电机支座上竖向设有电机，电机的输出轴与轴杆的上端通过联轴器连接，轴杆的下端穿过上塔头的顶部延伸至玻璃塔柱内的下部，轴杆上可拆卸设有上下交错的刮膜叶板，刮膜叶板与玻璃塔柱的内壁之间存有间隙，玻璃塔柱的底部设有可拆卸的下塔头，下塔头为中空结构，下塔头上设有与玻璃塔柱连通的进气口，下塔头的底部设有出液口；玻璃塔柱的外壁上设有恒温加热构件。

所述恒温加热构件包括玻璃套管，玻璃套管套设在玻璃塔柱的外部，玻璃套管的内径大于玻璃塔柱的外径，玻璃套管的上端面、下端面均与玻璃塔柱的外壁密封连接，玻璃套管的内壁与玻璃塔柱的外壁之间形成加热油通道，玻璃套管的下部设有与加热油通道连通的进油口，玻璃套管的上部设有与加热油通道连通的出油口。

所述轴杆的上部设有液体分散帽，液体分散帽为锥台或锥体结构，进液管头的内端延伸至液体分散帽的斜面上方。

所述玻璃塔柱的内壁上部设有若干排玻璃导流体，玻璃导流体为菱形结构，上排的玻璃导流体与下排的玻璃导流体交错设置。

所述刮膜吸收塔的进液管头通过进液管道与原料罐的底部出液口连接，进液管道上设有蠕动泵和第一球阀，第一球阀为进液总开关；刮膜吸收塔的出液口与排液管道连接，排液管道的末端连接有产品罐，产品罐与排液管道的连接处设有第四球阀，排液管道的中部设有溢流出水口，溢流出水口与排液管道的连接处设有第二球阀。

所述排液管道的末端连接有三通管，三通管的一端与产品罐连接，第四球阀设在三通管与产品罐的连接处；三通管的另一端口与下级装置的进料罐连接，三通管的另一端口处设有第三球阀。

所述刮膜吸收塔的进气口与进气干管的末端连接，进气干管的末端通过测气支管与第一气体检测仪连接，测气支管上设有第三电磁阀，进气干管的中部设有用于缓冲、稳压的吸气缓冲罐，进气干管的末端并联连接有多个进气测量管，进气测量管的数量与进气组分的数量相同；每个进气测量管从入口到出口方向均依次设有过滤器、球阀、减压阀、流量计量元件和单向阀，其中减压阀处的进气测量管上设有测压元件。

所述刮膜吸收塔的排气口与排气管道连接，排气管道从入口到出口的管路上依次设有第二电磁阀、泠凝器、气液分离器、第二气体检测仪，第二气体检测仪与排气管道的连接处设有第四球阀。

所述第二电磁阀和排气口之间的排气管道上连接有放气支管，放气支管上设有第一电磁阀。

所述排气管道的末端连接有真空缓冲罐，排气管道的末端设有第七球阀，真空缓冲罐内的尾气用于后期解吸实验；真空缓冲罐与真空泵通过真空抽气管连接，真空抽气管上设有截止阀；真空抽气管靠近真空缓冲罐处设有泄压支管，泄压支管上设有第八球阀。

本发明的优点：通过本发明的刮膜吸收塔，在使用时，通过电机带动刮膜叶板高速旋转，通过进液口溢流入玻璃塔柱内的吸收剂，被高速旋转的刮膜叶板带向玻璃塔柱的四周内壁上，同时高速旋转的刮膜叶板不断刮去吸收膜的局部较厚流质，使吸收剂强制均匀成膜，使得传质推动力比较均匀、吸收接触面积平滑，降低吸收溶解度时的计算误差；而且，通过更换不同长度的刮膜叶板，进而调整刮膜叶板与玻璃塔柱的内壁之间的间隙，可实现成膜厚度可调整的目的，以适应不同成分气体的吸收、解吸实验需求；本发明装置的刮膜吸收塔大多部件采用可拆卸连接，安装、维修、更换部件较为方便，刮膜吸收塔的柱体式结构，也使得加工难度比较低。

进一步，安装在进气前的第一气体检测仪，配合安装在排气管道上，处于气液分离器之后的第二气体检测仪，前后数据对比，完成气体解吸实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统图；

图2为图1中的刮膜吸收塔的结构示意图；

图3为图2中的玻璃塔柱的结构示意图；

图中，1、玻璃塔柱，2、上塔头，3、电机，4、轴杆，5、刮膜叶板，6、进液管头，7、液体分散帽，8、玻璃导流体，9、玻璃套管，10、进油口，11、出油口，12、下塔头，13、出液口，14、进气口，15、排气口；

yl01：原料罐，yl02：溢流出水口；

p01：蠕动泵，p02：真空泵；

gm01：刮膜吸收塔；

jc01：第一气体检测仪，jc02：第二气体检测仪；

cp01：产品罐；

ln01：冷凝器；

fl01：气液分离器；

qh01：吸气缓冲罐；

hv01：第一单向阀，hv02：第二单向阀；

fi01：第一流量计量元件，fi02：第二流量计量元件；

yv01：第一减压阀，yv02：第二减压阀；

pi01：第一测压元件，pi02：第二测压元件，pi03：第三测压元件；

f1：第一过滤器，f2：第二过滤器；

zk01：真空缓冲罐；

zv01：截止阀；

dv01：第一电磁阀，dv02：第二电磁阀，dv03：第三电磁阀，dv04：第四电磁阀；

qv01：第一球阀，qv02：第二球阀，qv03：第三球阀，qv04：第四球阀，qv05：第五球阀，qv06：第六球阀，qv07：第七球阀，qv08：第八球阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种吸收与解吸实验装置，如图1和图2所示，包括刮膜吸收塔gm01；刮膜吸收塔gm01包括中空的玻璃塔柱1，玻璃塔柱1的顶部设有可拆卸的上塔头2，上塔头2为扣盖状结构，上塔头2上设有与玻璃塔柱1连通的进液管头6、排气口14，上塔头2的上部设有电机支座，电机支座上竖向设有电机3，电机3的输出轴与轴杆4的上端通过联轴器连接，如图2所示，轴杆4的上部设有液体分散帽7，液体分散帽7为锥台或锥体结构，进液管头6的内端延伸至液体分散帽7的斜面上方。玻璃塔柱1的内壁上部设有三排玻璃导流体8，玻璃导流体为菱形结构，上排的玻璃导流体8与下排的玻璃导流体8交错设置。液体分散帽7和玻璃导流体8配合，使得流入的吸收剂，在液体分散帽7的作用下，扩散到玻璃塔柱1的内壁上，然后玻璃导流体8对玻璃塔柱1的内壁上的吸附剂进行导流，使其均匀下流。轴杆4的下端穿过上塔头2的顶部延伸至玻璃塔柱1内的下部，轴杆4上可拆卸设有上下交错的刮膜叶板5，刮膜叶板5与玻璃塔柱1的内壁之间存有间隙，玻璃塔柱1的底部设有可拆卸的下塔头12，下塔头12为中空结构，下塔头12上设有与玻璃塔柱1连通的进气口14，下塔头12的底部设有出液口13；玻璃塔柱1的外壁上设有恒温加热构件。如图2和图3所示，恒温加热构件包括玻璃套管9，玻璃套管9套设在玻璃塔柱1的外部，玻璃套管9的内径大于玻璃塔柱1的外径，玻璃套管9的上端面、下端面均与玻璃塔柱1的外壁密封连接，玻璃套管9的内壁与玻璃塔柱1的外壁之间形成加热油通道，玻璃套管9的下部设有与加热油通道连通的进油口10，玻璃套管9的上部设有与加热油通道连通的出油口11。

如图1所示，刮膜吸收塔gm01的进液管头6通过进液管道与原料罐yl01的底部出液口连接，进液管道上设有蠕动泵p01和第一球阀qv01，第一球阀qv01为进液总开关；刮膜吸收塔gm01的出液口与排液管道连接，排液管道的中部设有溢流出水口yl02，溢流出水口yl02与排液管道的连接处设有第二球阀qv02。排液管道的末端连接有三通管，三通管的一端与产品罐cp01连接，第四球阀qv04设在三通管与产品罐cp01的连接处；三通管的另一端口与下级装置的进料罐连接，三通管的另一端口处设有第三球阀qv03。

刮膜吸收塔gm01的进气口14与进气干管的末端连接，进气干管的末端通过测气支管与第一气体检测仪jc01连接，测气支管上设有第三电磁阀dv03，进气干管的中部设有用于缓冲、稳压的吸气缓冲罐qh01，进气干管的末端并联连接有多个进气测量管，进气测量管的数量与进气组分的数量相同；本实施例中，进气测量管的数量采用两个作为示例：进气测量管i和进气测量管ii，如图1所示，进气测量管i从入口到出口方向依次设有第一过滤器f1、第五球阀qv05、第一减压阀yv01、第一流量计量元件fi01和第一单向阀hv01，其中第一减压阀yv01处的进气测量管i上设有第一测压元件pi01，进气测量管ii从入口到出口方向依次设有第二过滤器fi02、第六球阀qv06、第二减压阀yv02、第二流量计量元件fi02和第二单向阀hv02，其中第二减压阀yv01处的进气测量管ii上设有第二测压元件pi02，

刮膜吸收塔gm01的排气口15与排气管道连接，排气管道从入口到出口的管路上依次设有第二电磁阀dv02、泠凝器ln01、气液分离器fl01、第二气体检测仪jc02，第二气体检测仪jc02与排气管道的连接处设有第四球阀qv04；第二电磁阀dv02和排气口15之间的排气管道上连接有放气支管，放气支管上设有第一电磁阀dv01。泠凝器ln01和气液分离器fl01配合，用于分离出随尾气排出的气态吸附剂。

排气管道的末端连接有真空缓冲罐zk01，排气管道的末端设有第七球阀qv07，真空缓冲罐zk01内的尾气用于后期解吸实验；真空缓冲罐zk01与真空泵p02通过真空抽气管连接，真空抽气管上设有截止阀zv01；真空抽气管靠近真空缓冲罐zk01处设有泄压支管，泄压支管上设有第八球阀qv08。

工作原理：使用时，首先把刮膜吸收塔的进油口、出油口连接上加热油循环系统，调好加热油的温度之后，使加热油开始循环，对刮膜吸收塔进行预热，预热一段时间之后，打开蠕动泵、电机，装在原料罐内的吸收剂被蠕动泵泵入刮膜吸收塔内，在高速旋转的刮膜叶板、液体分散帽、菱形的玻璃导流体作用下，均匀成膜；通过进气测量管i和进气测量管ii上的元件监控，配成需要的组分含量的被测气体，输入进气干管，首先进入吸气缓冲罐(这里主要起到缓冲、稳压作用)，被第一气体检测仪检测此时组份含量，然后从下到上通过玻璃塔柱，被测气体内的一部分组分被吸收膜吸收，余下的尾气排入排气通道，第二气体检测仪检测尾气中的各组份含量，尾气最终进入真空缓冲罐内，进行压缩、分离、提纯(各气体组份液化压力不同)，以备下级实验使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不受上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。