加速速率量热仪制造技术

本发明专利技术公开了一种加速速率量热仪，包括依次接通的气源，缓冲罐，精密气体流量计，ＡＲＣ绝热环境及其数据记录／处理系统。在该气体流量计与ＡＲＣ绝热环境样品室内的量热球之间设置饱和水蒸气的气体发生器，该发生器的气体出口端通过管路先环绕该量热球外壁轮廓缠绕至少一周，再接通至该量热球中；该量热球还设有排气管口，该排气管口再接通在样品室的气体排空管口处。该发生器是带有电加热器，汽液分离层，温度控制器，上、下水管线的恒温水浴密封容器；该发生器的气体出口管接通至样品反应室中。本量热仪拓展了ＡＲＣ的使用范围，能够模拟潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性，即用于研究物质的热安定性和热危害性评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及评价物质热稳定性的热分析仪的改进，具体讲是一种加速速率量热仪，其属于物质热测量仪器设备

技术介绍
现有技术中的加速速率量热仪(简称为ARC)是一种基于绝热原理设计的热分析仪。其原理是将反应体系置于ARC的绝热环境中，通过加热-等待-搜寻(H-W-S)和等温两种模式的运行，模拟测量潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性。当前，加速速率量热仪已经成为国际上评价物质热稳定性的常用测试手段之一，并逐步向称为标准测试方法方向发展。然而该仪器仅能以封闭系统为研究对象，难以模拟工业化装置的操作环境。而在工业实际应用中经常是以开放体系为研究对象。为了拓展ARC的使用范围，使得ARC的气体系统以开放体系为研究对象，使得它应用更面向于工业化装置的操作环境；这就需要增加开放的气体系统，加入到ARC体系中。现有技术的蒸汽发生器一般是锅炉式高温高压蒸汽系统。然而在ARC体系中模拟水蒸汽存在的工作环境，不需要高温高压蒸汽。本专利技术所要解决的技术难点是1)如何满足对可调一定流量的低温气体的平稳供给的需求，如何设计较稳定的气体供应系统；2)如何满足ARC的绝热环境的要求；3)如何满足对夹带饱和水蒸汽的需求；4)如何满足有效的解决汽液分离的问题。根据文献检索和市场调查的情况，国内外尚无类似的供ARC体系中模拟水蒸汽存在的工作环境的试验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种以开放气体体系为研究对象的加速速率量热仪，拓展ARC的使用范围，使得它的应用更能够面向于工业化装置的操作环境，从而满足了模拟石化装置中的操作环境的安全评估。本专利技术的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种加速速率量热仪，其包括依次接通的气源，缓冲罐，精密气体流量计，ARC绝热环境及其数据记录/处理系统。在ARC绝热环境的样品室内设置开放的稳定气体供应管路，即在该气体流量计与ARC绝热环境样品室内的量热球之间设置饱和水蒸汽的气体发生器，该发生器的气体出口管端接通至该量热球中，该量热球还设有排气管口，该排气管口再接通在样品室的气体排空管口处。所述的气体出口管在接通在该量热球前，其管路先环绕该量热球外壁轮廓缠绕至少一周，再接通至该量热球中。所述的饱和水蒸汽的气体发生器，其为带有电加热器，温度控制器，上、下水管线的恒温水浴密封容器；在该容器水层上部空腔内的适当位置处设置汽液分离层，穿过该容器壁的气体进口管端浸入水层底部中，气体出口管一端设置在汽液分离层上部空腔内的适当位置处，该气体出口管的另一端穿过该容器壁接通至样品反应室中。所述的汽液分离层，其为玻璃丝棉质层的，或为珍珠岩质层的，或为石棉质层的；该汽液分离层的厚度在1-5mm。所述的恒温水浴密封容器，其温度控制器定制的温度控制范围在5-100℃。所述的气体，其或为一定流量的空气，或为一定流量的氮气；该气体流量范围在200mL/min以下。本专利技术的优点在于由于在ARC绝热环境的样品室内设置开放的稳定气体供应管路，即在该气体流量计与ARC绝热环境样品室内的量热球之间设置饱和水蒸汽的气体发生器，该发生器的气体出口管端接通至该量热球中，该量热球还设有排气管口，该排气管口再接通在样品室的气体排空管口处。使得本专利技术的ARC可以以开放气体体系为研究对象。这样拓展了ARC的使用范围，使得它的应用更能够面向于工业化装置的操作环境，从而满足了模拟石化装置中的操作环境的安全评估。由于所述的气体出口管在接通在该量热球前，其管路先环绕该量热球外壁轮廓缠绕至少一周，再接通至该量热球中。这样可以使低温气体的流量可调且平稳供给于该量热球中。由于研制了一种饱和水蒸汽发生器，其包括带有电加热器，温度控制器，上、下水管线的恒温水浴密封容器。在该容器水层上部空腔内的适当位置处设置汽液分离层，穿过该容器壁的气体进口管端浸入水层底部中，气体出口管一端设置在汽液分离层上部空腔内的适当位置处，该气体出口管的另一端穿过该容器壁接通至系统的样品反应室中。由于在恒温水浴密封容器中的电加热棒和温度控制器能够控制恒温水浴的温度5-100℃内，以获得实验所要求的水蒸汽的温度。当将一定流量的空气(或氮气)经由不锈钢管持续通入恒温水浴的底部时与特定温度的水有充分的接触，随着恒温水浴的内部压力的增大，夹带着水蒸汽(含有细小液滴)的空气经由玻璃丝棉层(或为珍珠岩质层的，或为石棉质层的)时，细小的液滴被玻璃丝棉等汽液分离层吸附从而起到了汽液分离的作用，而后夹带着水蒸汽的空气(或氮气)经由气体出口管离开恒温水浴。本专利技术由于ARC开发的饱和水蒸汽发生器拓展了ARC的使用范围，能够模拟潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性，即用于研究物质的热安定性和热危害性评估。附图说明图1为加速速率量热仪的结构示意图。图2为量热球的进气管路环绕其球外壁轮廓的结构示意图。图3为饱和水蒸汽发生器的剖视结构示意图。具体实施例方式本专利技术的实施例结合实验及其附图进一步说明如下参见图1-3制成的一种加速速率量热仪，其包括依次接通缓冲罐10的气源——空气钢瓶8，氮气钢瓶9，精密气体流量计11，ARC绝热环境箱体12及其数据记录/处理系统13。在ARC绝热环境的样品室14内设置开放的稳定气体供应管路，即在该气体流量计11与ARC绝热环境样品室14内的量热球16之间设置饱和水蒸汽的气体发生器17，该发生器17的气体出口管2端通过管道15接通至该量热球16中，该量热球16还设有排气管口18，该排气管口18再接通在样品室的气体排空管口19处。所述的气体出口管2在接通在该量热球16前，其管路先环绕该量热球16外壁轮廓缠绕至少一周，再接通至该量热球16中。所述的饱和水蒸汽发生器，其包括带有电加热器4，温度控制器(图中未画出)，上、下水管线6、7的恒温水浴密封容器5。在该容器水层上部空腔内的适当位置处设置玻璃丝绵的汽液分离层1，穿过该容器壁的气体进口管3端浸入水层底部中，气体出口管2一端设置在汽液分离层1上部空腔内的适当位置处，该气体出口管2的另一端穿过该容器5壁接通至系统的样品反应室(图中未画出)中。所述的汽液分离层1，其为玻璃丝棉质层的，或为石棉质层的；该汽液分离层的厚度在2mm。所述的恒温水浴密封容器5，其温度控制器定制的温度控制范围在5-100℃。所述的气体，其或为一定流量的空气，或为一定流量的氮气；该气体流量范围为200，150，100或60mL/min。本专利技术的加速速率量热仪制作完成后，利用ARC进行了硫化亚铁自燃机理的研究，实验中装置运行情况稳定，温度控制良好，汽液分离效果明显，达到了较好的实验效果。本领域的普通技术人员都会理解，在本专利技术的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本专利技术的保护范围。权利要求1.一种加速速率量热仪，其包括依次接通的气源，缓冲罐，精密气体流量计，ARC绝热环境及其数据记录/处理系统，其特征在于在ARC绝热环境的样品室内设置开放的稳定气体供应管路，即在该气体流量计与ARC绝热环境样品室内的量热球之间设置饱和水蒸汽的气体发生器，该发生器的气体出口管端接通至该量热球中，该量热球还设有排气管口，该排气管口再接通在样品室的气体排空管口处。2.根据权利要求1所述加速速率量热仪，其特征在于所述的气体出口管在接通在该量热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速速率量热仪，其包括：依次接通的气源，缓冲罐，精密气体流量计，ＡＲＣ绝热环境及其数据记录／处理系统，其特征在于：在ＡＲＣ绝热环境的样品室内设置开放的稳定气体供应管路，即在该气体流量计与ＡＲＣ绝热环境样品室内的量热球之间设置饱和水蒸汽的气体发生器，该发生器的气体出口管端接通至该量热球中，该量热球还设有排气管口，该排气管口再接通在样品室的气体排空管口处。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢传欣，王慧欣，黄飞，金满平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]