一种负压蒸汽穿透曲线分析装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种负压蒸汽穿透曲线分析装置及其使用方法，所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置包括壳体，所述壳体内设置有吹扫单元、穿透吸附单元、真空活化单元和至少一个有机蒸汽发生单元，所述的有机蒸汽发生单元、吹扫单元和穿透吸附单元分别独立接入第一三通阀，通过切换第一三通阀，实现有机蒸汽发生单元和穿透吸附单元连通，或有机蒸汽发生单元和吹扫单元连通；所述的穿透吸附单元、真空活化单元和有机蒸汽发生单元分别独立接入第二三通阀，通过切换第二三通阀，实现真空活化单元和穿透吸附单元连通，或真空活化单元和有机蒸汽发生单元连通；有效解决蒸汽不均的问题，且能够避免载气的影响。载气的影响。载气的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种负压蒸汽穿透曲线分析装置及其使用方法


[0001]本专利技术属于物理吸附领域，涉及物理吸附的仪器设备领域，尤其涉及一种负压蒸汽穿透曲线分析装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]吸附材料的吸附性能表征是确定吸附剂分离性能的核心。目前，吸附性能表征方法主要分为：静态单组分吸附和多组分穿透曲线。单组分静态吸附是指测定吸附剂对单一吸附质的吸附等温线，根据单组分吸附等温线可推算出材料对单一吸附质的吸附热，而结合不同吸附质的吸附等温线可进一步推算出材料的IAST分离选择性。该方法操作简单，是目前吸附性能表征最常用的方法。但该方法无法得出工业应用中的实际情况，即多组分吸附，无法完整的理解发生在吸附剂上的吸附、脱附的分离过程。
[0003]多组分穿透曲线以分离工艺比例缩小的固定床为基础，通过测定通过固定床后吸附质浓度的变化，可对多组分在吸附剂上的吸附过程进行研究。因该方法工业应用相似，其在吸附材料的性能表征方面发挥着越来越重要的作用。
[0004]多组分穿透曲线多应用于常温下为气体的体系，例如甲烷/二氧化碳、乙烯/乙烷等，而对于常温下为液体的应用较少，例如C6馏分、二甲苯同分异构体等。此外，现有测定蒸汽多组分穿透曲线的仪器多采用鼓泡法，即载气在吸附质液体中鼓泡，使载气带有吸附质的蒸汽进行穿透，该方法具有一定的缺陷，首先鼓泡法不能获得稳定均一的蒸汽，会对穿透时间以及穿透效果产生一定的影响；另外载气也可能会与吸附剂产生一定的作用，造成穿透曲线的失真。
[0005]CN211856490U公开了一种静态容量法多组分竞争性吸附分析仪，包括：自动控制器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、混合气源、基准腔、样品管、浓度检测器、气体循环泵、真空泵、压力传感器，通过气体循环泵使吸附质气体循环流动，利用浓度检测器准确检测多组分气体被吸附前后的浓度变化，结合混合气体的总吸附量得到混合气体中各组分的的吸附量。
[0006]CN206057127U公开了一种高压气体竞争吸附及分析实验装置，包括参考气体注入单元、待测气体注入单元、配气单元、吸附解吸单元、恒温控制单元、真空处理单元和数据测量及采集单元；吸附解吸单元包括参考釜、吸附釜微和微型气体室，参考釜和吸附釜上均设有温度传感器和压力传感器；数据测试及采集单元包括气相色谱仪、计算机和数据通讯采集卡；气相色谱仪与微型气体室相连通，数据通讯采集卡分别与参考釜上的温度传感器、压力传感器，吸附釜上的温度传感器、压力传感器和气相色谱仪电连接，计算机与数据通讯采集卡电连接。
[0007]CN104792932B公开了一种多组分进料的催化剂/吸附剂评价装置，包括气体混合器、管式反应器/吸附器和气体分析仪，气体混合器包括具有上端开口的器体、与器体的上端开口相配合的顶盖以及位于器体内的叶轮，叶轮通过叶轮上支架和叶轮下支架安装在器体内，其中，在器体的内部，在叶轮上支架和叶轮下支架之间设置有带孔隔板；管式反应器/
吸附器为石英材质，连接气体混合器的混合气体出口的金属管线与管式反应器/吸附器的原料气进气管柔性转接，连接气体分析仪的入口的金属管线与管式反应器/吸附器的尾气出气管柔性转接。
[0008]目前的蒸汽穿透曲线的分析装置还存在一定的缺陷，如蒸汽不均、受载气的影响等不足，无法满足测试的需求。因此，如何提高蒸汽穿透曲线分析装置的性能，达到测试的需求标准依然是重点研究方向。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种负压蒸汽穿透曲线分析装置及其使用方法，能够在负压条件下产生均匀蒸汽，避免载气的使用，具有较高的稳定性和可靠性。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种负压蒸汽穿透曲线分析装置，所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置包括壳体，所述壳体内设置有吹扫单元、穿透吸附单元、真空活化单元和至少一个有机蒸汽发生单元，所述的有机蒸汽发生单元、吹扫单元和穿透吸附单元分别独立接入第一三通阀，通过切换第一三通阀，实现有机蒸汽发生单元和穿透吸附单元连通，或有机蒸汽发生单元和吹扫单元连通；所述的穿透吸附单元、真空活化单元和有机蒸汽发生单元分别独立接入第二三通阀，通过切换第二三通阀，实现真空活化单元和穿透吸附单元连通，或真空活化单元和有机蒸汽发生单元连通。
[0012]本专利技术中提供的负压蒸汽穿透曲线分析装置，不需要氮气或氦气作为载气，避免了载气对穿透曲线的影响；可在更低的温度下产生蒸汽，避免了对热敏性吸附质的影响；吸附质不易扩散到大气中，因此能够降低有毒蒸汽对实验人员可能的毒害作用。
[0013]作为本专利技术一个优选技术方案，所述的有机蒸汽单元包括样品管和蒸汽缓冲器，所述的蒸汽缓冲器一端连接样品管，另一端连接第一三通阀。
[0014]优选地，所述的有机蒸汽单元还包括加热组件，所述的样品管置于加热组件内，所述的加热组件对样品管内液体进行加热，产生的有机蒸汽流入蒸汽缓冲器内混合均匀。
[0015]需要说明的是，本专利技术中提供的蒸汽缓冲器的作用在于储存样品管内产生的有机蒸汽，使得有机蒸汽在蒸汽缓冲器内混合均匀，减少蒸汽流量及压力的波动，有利于有机蒸汽的穿透吸附，提高检测的准确度。
[0016]优选地，所述的蒸汽缓冲器设置有压力传感器。
[0017]需要说明的是，本专利技术中提供的设置于蒸汽缓冲器上的压力传感器的作用在于通过与动力泵的联用，可控制穿透柱前和穿透柱后的压差处于稳定值，保证穿透柱流速的稳定。
[0018]优选地，所述的加热组件底部设置有搅拌器。
[0019]优选地，所述的搅拌器为磁力搅拌器。
[0020]优选地，所述的加热组件为恒温水浴锅。
[0021]作为本专利技术一个优选技术方案，所述的吹扫单元包括气源罐和第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器的一端连接气源罐，另一端连接第一三通阀；
[0022]当第一三通阀连通第一质量流量控制器和蒸汽缓冲器时，气源罐内的气体流入蒸
汽缓冲器内，将所述蒸汽缓冲器内的有机蒸汽排出壳体。
[0023]作为本专利技术一个优选技术方案，所述的穿透吸附单元包括第二质量流量控制器和穿透柱，所述第二质量流量控制器的一端连接穿透柱，另一端连接第一三通阀；
[0024]当第一三通阀连通第二质量流量控制器和蒸汽缓冲器时，有机蒸汽由蒸汽缓冲器经过第二质量流量控制器流入穿透柱内。
[0025]优选地，所述的穿透吸附单元包括第一截止阀，所述的第一截止阀与第二质量流量控制器进行串联；
[0026]当第一三通阀连通第一质量流量控制器和第一截止阀，并关闭第二质量流量控制器，气源罐内的气体流入穿透柱内，并将穿透柱内的有机蒸汽吹扫出壳体。
[0027]需要说的是，本专利技术提供的负压蒸汽穿透曲线分析装置的吹扫单元具有两段吹扫功能，包括有机蒸汽发生单元吹扫和穿透吸附单元吹扫。有机蒸汽发生单元吹扫指的是通过连通第一质量流量控制器和蒸汽缓冲器，气源罐内的气体流入蒸汽缓冲器内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负压蒸汽穿透曲线分析装置，其特征在于，所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置包括壳体，所述壳体内设置有吹扫单元、穿透吸附单元、真空活化单元和至少一个有机蒸汽发生单元，所述的有机蒸汽发生单元、吹扫单元和穿透吸附单元分别独立接入第一三通阀，通过切换第一三通阀，实现有机蒸汽发生单元和穿透吸附单元连通，或有机蒸汽发生单元和吹扫单元连通；所述的穿透吸附单元、真空活化单元和有机蒸汽发生单元分别独立接入第二三通阀，通过切换第二三通阀，实现真空活化单元和穿透吸附单元连通，或真空活化单元和有机蒸汽发生单元连通。2.根据权利要求1所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置，其特征在于，所述的有机蒸汽单元包括样品管和蒸汽缓冲器，所述的蒸汽缓冲器一端连接样品管，另一端连接第一三通阀；优选地，所述的有机蒸汽单元还包括加热组件，所述的样品管置于加热组件内，所述的加热组件对样品管内液体进行加热，产生的有机蒸汽流入蒸汽缓冲器内混合均匀；优选地，所述的蒸汽缓冲器设置有压力传感器；优选地，所述的加热组件底部设置有搅拌器；优选地，所述的搅拌器为磁力搅拌器；优选地，所述的加热组件为恒温水浴锅。3.根据权利要求1或2所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置，其特征在于，所述的吹扫单元包括气源罐和第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器的一端连接气源罐，另一端连接第一三通阀；当第一三通阀连通第一质量流量控制器和蒸汽缓冲器时，气源罐内的气体流入蒸汽缓冲器内，将所述蒸汽缓冲器内的有机蒸汽排出壳体。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置，其特征在于，所述的穿透吸附单元包括第二质量流量控制器和穿透柱，所述第二质量流量控制器的一端连接穿透柱，另一端连接第一三通阀；当第一三通阀连通第二质量流量控制器和蒸汽缓冲器时，有机蒸汽由蒸汽缓冲器经过第二质量流量控制器流入穿透柱内；优选地，所述的穿透吸附单元包括第一截止阀，所述的第一截止阀与第二质量流量控制器进行串联；当第一三通阀连通第一质量流量控制器和第一截止阀，并关闭第二质量流量控制器时，气源罐内的气体流入穿透柱内，并将穿透柱内的有机蒸汽吹扫出壳体；优选地，所述的穿透吸附单元还包括依次连接的动力泵和检测器，所述的动力泵连接穿透柱出气口端，有机蒸汽进入穿透柱内进行吸附后在所述动力泵的作用下流入检测器内；优选地，所述的动力泵与蒸汽缓冲器设置的压力传感器电性连接；优选地，所述的动力泵为隔膜泵；优选地，所述的检测器包括质谱检测仪或气相色谱仪；优选地，所述的穿透柱为圆柱结构；优选地，所述穿透柱的高度为90～100mm；优选地，所述穿透柱的直径为5～10mm。
5.根据权利要求4所述的负压蒸汽穿透曲线分析装置，其特征在于，所述穿透柱的进气口端和出气口端分别设置有第一压力测量组件和第二压力测量组件；优选地，所述的第一压力测量组件和第二压力测量组件包括机械压力表；优选地，所述的第一压力测量组件为第一压力传感器，所述的第二压力测量组件为第二压力传感器；优选地，所述的第一压力传感器和第二压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英波，王晓天，罗海燕，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：