CN102847411B - 一种活性炭纤维吸附装置 - Google Patents

Abstract

一种活性炭纤维吸附装置，它涉及一种纤维吸附装置，以解决现有化学实验过程中产生有毒有害气体通过通风橱排放到大气中，造成环境污染，以及现有的实验用吸附设备无法放进通风橱中，造成有毒有害气体排放困难的问题，它包括气体导入管、气体流量控制阀、压力表、流量表、气体导出管、收集器、冷却器、真空泵、箱体、开关、至少一根连接管和相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱，相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱通过连接管串接连通，所述收集器、真空泵和至少两个装有活性炭纤维的吸附柱均置于箱体内且分别与箱体可拆卸连接，气体导出管的另一端与收集器连通，收集器与真空泵连通。本发明用于吸附去除实验过程中产生的有毒有害气体。

Description

一种活性炭纤维吸附装置

技术领域

本发明涉及一种纤维吸附装置，具体涉及一种用于清除实验室实验过程中产生的有毒有害气体的活性炭纤维吸附装置。

背景技术

环境污染是当今世界的一个重要的难题，有毒有害气体的排放又是导致环境污染的一个重要因素，严重影响人们的生活环境。尤其在化学实验过程中排放的有毒有害气体，通常的方法是使用通风橱，把气体排放出去。但是这样会使有毒有害气体排放到大气中，虽然浓度小，但是会造成环境污染。另外，有的实验设备无法放进通风橱中，造成有毒有害气体排放困难。而目前的有毒有害气体的吸附装置，多是大型设备，针对工厂，无法放入实验室中使用，另外设备的成本也是使用者考虑的因素。

发明内容

本发明的目的是为解决现有化学实验过程中产生有毒有害气体通过通风橱排放到大气中，造成环境污染，以及现有的实验用吸附设备无法放进通风橱中，造成有毒有害气体排放困难的问题，进而提供一种活性碳纤维吸附装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的一种活性炭纤维吸附装置包括气体导入管、气体流量控制阀、装有活性炭纤维的吸附柱、箱体、气体导出管、收集器、冷却器、真空泵、开关、压力表和流量表，所述装有活性炭纤维的吸附柱、收集器和真空泵均置于箱体内且分别与箱体可拆卸连接，开关安装在箱体的外侧壁上，所述开关用于控制真空泵的启停，气体导入管的一端用于与反应装置连通，气体导入管的另一端穿过冷却器与气体流量控制阀的气体入口连通，气体流量控制阀的气体出口与装有活性炭纤维的吸附柱的气体入口连通，装有活性炭纤维的吸附柱的气体出口与气体导出管的一端连通，气体导出管的另一端与收集器连通，收集器与真空泵连通，位于气体流量控制阀与装有活性炭纤维的吸附柱之间的管道上安装有压力表和流量表。

本发明的一种活性炭纤维吸附装置包括气体导入管、气体流量控制阀、压力表、流量表、气体导出管、收集器、冷却器、真空泵、箱体、开关、至少一根连接管和相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱，相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱通过连接管串接连通，所述收集器、真空泵和至少两个装有活性炭纤维的吸附柱均置于箱体内且分别与箱体可拆卸连接，开关安装在箱体的外侧壁上，所述开关用于控制真空泵的启停，气体导入管的一端用于与反应装置连通，气体导入管的另一端穿过冷却器与气体流量控制阀的气体入口连通，气体流量控制阀的气体出口和与所述气体流量控制阀相邻的装有活性炭纤维的吸附柱的气体入口连通，气体导出管的一端和与所述气体导出管相邻的装有活性炭纤维的吸附柱的气体出口连通，气体导出管的另一端与收集器连通，收集器与真空泵连通，位于气体流量控制阀和与所述气体流量控制阀相邻的装有活性炭纤维的吸附柱之间的管道上安装有压力表和流量表。

本发明的有益效果是：一、本发明结构简单，容易操作，可根据需要灵活运用，根据反应物量和排放气体的量，可适当增加或减少碳纤维柱的数量；如果排放高温（温度高于100℃）气体（含有毒有害气体），开启冷却器提供冷量（可以水为冷却液体），对气体导入管内的高温气体降温，避免进入装填充有活性炭纤维的吸附柱内破坏活性炭纤维的吸附活性；如果排放低温（温度低于100℃）气体，不启动冷却器不提供冷量，压力表和流量表分别用于检测气体的压力和流量，使用方便灵活，可靠准确，满足实际需要。另外，本发明装置如果不使用时，真空泵和收集器可以拆除，作为抽滤装置使用，使用时直接连接气体导出管即可。

二、本发明适合实验室吸附有毒有害气体，也可使用在工厂小型试验中，能够有效地清除有毒有害气体，不污染环境，有毒有害气体去除率达到99.9%以上，有效地解决了现有化学实验过程中产生有毒有害气体通过通风橱排放到大气中，造成环境污染，以及现有的实验用吸附设备无法放进通风橱中，造成有毒有害气体排放困难的问题。

附图说明

图1是本发明采用一个装有活性炭纤维的吸附柱的整体结构主视图，图2是本发明采用至少两个装有活性炭纤维的吸附柱的整体结构主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式你，本实施方式的一种活性炭纤维吸附装置包括气体导入管1、气体流量控制阀2、装有活性炭纤维的吸附柱3、箱体4、气体导出管6、收集器7、冷却器8、真空泵9、开关10、压力表13和流量表14，所述装有活性炭纤维的吸附柱3、收集器7和真空泵9均置于箱体4内且分别与箱体4可拆卸连接，开关10安装在箱体4的外侧壁上，所述开关10用于控制真空泵9的启停，气体导入管1的一端用于与反应装置12连通，气体导入管1的另一端穿过冷却器8与气体流量控制阀2的气体入口连通，气体流量控制阀2的气体出口与装有活性炭纤维的吸附柱3的气体入口3-1连通，装有活性炭纤维的吸附柱3的气体出口3-2与气体导出管6的一端连通，气体导出管6的另一端与收集器7连通，收集器7与真空泵9连通，位于气体流量控制阀2与装有活性炭纤维的吸附柱3之间的管道上安装有压力表13和流量表14。

本实施方式中所述真空泵提供负压，用于实现有毒有害气体被活性炭纤维快速吸附；本实施方式中的冷却器提供冷量（可以水作为冷却液体），当进入气体导入管的气体为高温（温度高于100℃）气体（含有有毒有害气体），启动冷取器提供冷量，冷却后的气体经气体流量控制阀进入吸附柱内，避免高温气体进入吸附柱内破坏活性纤维的活性，当进入气体导入管的气体为低温（温度低于100℃）气体，不启动冷取器且不提供冷量，从反应装置生成的低温（温度低于100℃）气体经冷却器和气体流量控制阀进入吸附柱；本实施方式的工作时收集器密封良好内部具有负压，便于真空泵有效工作。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述装有活性炭纤维的吸附柱3由玻璃管制成。如此设置，材料廉价易得，使用方便。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述吸附装置还包括支架5，支架5设置在箱体4的内侧壁上，装有活性炭纤维的吸附柱3通过支架5支撑且与箱体4可拆卸连接。如此设置，连接可靠，安装使用方便。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的装置还包括四个脚轮11，四个脚轮11安装在箱体4的底部，所述的四个脚轮11均为万向脚轮。如此设置，通过万向脚轮调节，吸附装置移动方便，满足实际需要。其它与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述收集器7为玻璃收集瓶或塑料收集瓶。如此设置，廉价易得，使用方便，满足实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的一种活性炭纤维吸附装置包括气体导入管1、气体流量控制阀2、压力表13、流量表14、气体导出管6、收集器7、冷却器8、真空泵9、箱体4、开关10、至少一根连接管15和相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱3，相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱3通过连接管15串接连通，所述收集器7、真空泵9和至少两个装有活性炭纤维的吸附柱3均置于箱体4内且分别与箱体4可拆卸连接，开关10安装在箱体4的外侧壁上，所述开关10用于控制真空泵9的启停，气体导入管1的一端用于与反应装置12连通，气体导入管1的另一端穿过冷却器8与气体流量控制阀2的气体入口连通，气体流量控制阀2的气体出口和与所述气体流量控制阀2相邻的装有活性炭纤维的吸附柱3的气体入口3-1连通，气体导出管6的一端和与所述气体导出管6相邻的装有活性炭纤维的吸附柱3的气体出口3-2连通，气体导出管6的另一端与收集器7连通，收集器7与真空泵9连通，位于气体流量控制阀2和与所述气体流量控制阀2相邻的装有活性炭纤维的吸附柱3之间的管道上安装有压力表13和流量表14。

本实施方式中所述真空泵提供负压，用于实现有毒有害气体被活性炭纤维快速吸附。

本实施方式中的冷却器提供冷量（可以水作为冷却液体），当进入气体导入管的气体为高温（温度高于100℃）气体（含有有毒有害气体），启动冷取器提供冷量，冷却后的气体经气体流量控制阀进入吸附柱内，避免高温气体进入吸附柱内破坏活性纤维的活性，当进入气体导入管的气体为低温（温度低于100℃）气体，不启动冷取器且不提供冷量，从反应装置生成的低温（温度低于100℃）气体经冷却器和气体流量控制阀进入吸附柱。

本实施方式的工作时收集器密封良好内部具有负压，便于真空泵有效工作。

本实施方式的气体流量控制阀的气体出口和与所述气体流量控制阀相邻的装有活性炭纤维的吸附柱的气体入口连通是指气体流量控制阀的气体出口与相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱的第一个吸附柱的气体入口连通；气体导出管的一端和与所述气体导出管相邻的装有活性炭纤维的吸附柱的气体出口连通是指气体导出管的一端与相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱的最后一个吸附柱的气体出口连通。相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱串接连通是指相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱的前一个吸附柱的气体出口（位于吸附柱底端）与下一个吸附柱的气体入口（位于吸附柱高端）连通。

具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述至少两个装有活性炭纤维的吸附柱3均由玻璃管制成。如此设置，材料廉价易得，使用方便。其它与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述吸附装置还包括支架5，支架5设置在箱体4的内侧壁上，至少两个装有活性炭纤维的吸附柱3均通过支架5支撑且与箱体4可拆卸连接。如此设置，连接可靠，安装使用方便。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述吸附装置还包括四个脚轮11，四个脚轮11安装在箱体4的底部，所述四个脚轮11均为万向脚轮。如此设置，通过万向脚轮调节，吸附装置移动方便，满足实际需要。其它与具体实施方式六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述收集器7为玻璃收集瓶或塑料收集瓶。如此设置，廉价易得，使用方便，满足实际需要。其它与具体实施方式六相同。

为了进一步说明本发明，结合图1或图2以及化学反应实验过程说明本实施例，通过以下实验验证本发明的效果：

实施例一：一种玻璃布∕甲基苯基硅树脂复合材料的制备过程中有毒有害气体的吸附是按照以下步骤进行：

一、玻璃布裁成5×10cm大小10块，用甲基苯基硅树脂（甲苯为溶剂占50%，为有害气体）充分浸渍，放置在模具中（反应装置）。升温加热，固化60℃2小时，80℃，100℃，120℃，150℃，180℃，200℃，250℃各1小时（溶剂甲苯挥发，温度越高，挥发越快，直到甲苯全部挥发，复合材料固化完全）。

二、反应生成的高温气体（含有毒有害气体）进入气体导入管1，此时开启开关10，真空本9工作启动，启动冷却器8提供冷量，同时打开气体流量控制阀2（可根据反应物量或生成气体的量选择控制阀全打开或部分打开以控制流量），吸附装置开始运行，气体导入管2内的高温气体进入冷却器3（水为冷却液体）和气体流量控制阀2（此时压力表13和流量表14显示数值，流量6cm³∕h，压力0.5大气压），进入装有活性炭纤维的吸附柱3中（用玻璃管乘装，直径5cm，长50cm，全部盛满炭纤维，通过支架5支撑），气体中的甲苯有毒有害气体从上到下被活性炭纤维吸附（可根据生成气体的量选择一个吸附柱或多个吸附柱），如气体量小，选择一个吸附柱，吸附柱的气体出口出来的气体经气体导出管6进入收集器7（玻璃或塑料收集瓶，容积2升）；如气体量多，选择串接的多个吸附柱，第一根吸附柱没有吸附的甲苯有毒有害气体经过连接管15进入下一个吸附柱3中，（可以根据排放气体的量增加吸附柱的数量，本实验中使用八个吸附柱3），在吸附有甲苯有毒有害气体过程中，真空泵9使甲苯有毒有害气体气体快速吸附，整个实验过程中通过气相色谱检测，在反应装置12处检测到甲苯气体，在第一根装有活性炭纤维的吸附柱3处中上部检测甲苯气体为初始90%，经过八个吸附柱3的吸附，在收集器7（玻璃或塑料收集瓶）内没有检测到甲苯气体。

实施例二：在聚苯乙烯聚合过程中有毒有害气体的吸附是按照以下步骤进行：

一、苯乙烯单体10ml，加入100mlH₂O,加入十二烷基苯磺酸钠0.5g作为乳化剂，加入过硫酸铵0.2g引发剂，上述试剂放置200ml三口瓶中(一口联通磁力搅拌；一口联通温度计；一口联通导管释放反应气体（苯乙烯，苯等），三口瓶为反应装置12，在磁力搅拌下升温80℃，反应3小时，加入20%AlCl₃破乳。

二、生成的气体（含有毒有害气体）通过气体导入管1，此时开启开关10，真空泵9工作启动，同时打开气体流量控制阀2，吸附装置开始运行，气体导入管2内的气体经冷却器8（此时不启动冷却器8不提供冷量）和气体流量控制阀2（此时压力表13和流量表14显示检测数值，流量2cm³∕h，压力0.1大气压），进入装有活性炭纤维的吸附柱3中（用玻璃管乘装，直径5cm，长50cm，全部盛满炭纤维，通过支架5支撑），气体中的苯乙烯和笨等有毒有害气体从上到下被活性炭纤维吸附（可根据生成气体的量选择一个吸附柱或多个吸附柱），如气体量小，选择一个吸附柱，吸附柱的气体出口出来的气体经气体导出管6进入收集器7（玻璃或塑料收集瓶，容积2升）；如气体量多，选择串接的多个吸附柱，第一根吸附柱没有吸附的苯乙烯和笨等有毒有害气体经过连接管15进入下一个吸附柱3中，（可以根据排放气体量增加活性炭纤维数量，本实验中使用八个吸附柱3），在吸附有苯乙烯和苯等有毒有害气体过程中，真空泵9使苯乙烯和苯等有毒有害气体气体快速吸附，整个实验过程中通过气相色谱检测，在反应装置12处检测到苯乙烯和苯等气体，在第一根装有活性炭纤维的吸附柱3处中上部检测苯乙烯和苯气体为初始80%，经过八个吸附柱3的吸附，在收集器7（玻璃或塑料收集瓶）内没有检测到苯乙烯和苯等气体。

工作过程

在材料制备中反应装置12的反应过程中释放有毒有害气体，进入气体导入管1，开启开关10，真空泵9工作，同时，开启气体流量控制阀2，气体导入管1内的体经冷却器8（当气体为高温（温度高于100℃）气体，启动冷却器8提供冷量（可以用水作为冷却液），持续将高温气体冷却；当气体为低温（温度低于100℃）气体，不启动冷却器且不提供冷量）和气体流量控制阀2，进入装有活性炭纤维的吸附柱3（用玻璃管乘装，通过支架5支撑）中，压力表13和流量表14显示数值，气体从上到下被活性炭纤维吸附，没有吸附的有毒有害气体经连接管15进入下一个吸附柱3中（可以根据排放气体量增加吸附柱的数量），经过气体导出管6进入收集器7，真空泵9使有毒有害气体气体快速吸附，吸附装置正常运行。

Claims (10)

1.一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述吸附装置包括气体导入管（1）、气体流量控制阀（2）、装有活性炭纤维的吸附柱（3）、箱体（4）、气体导出管（6）、收集器（7）、冷却器（8）、真空泵（9）、开关（10）、压力表（13）和流量表（14），所述装有活性炭纤维的吸附柱（3）、收集器（7）和真空泵（9）均置于箱体（4）内且分别与箱体（4）可拆卸连接，开关（10）安装在箱体（4）的外侧壁上，所述开关（10）用于控制真空泵（9）的启停，气体导入管（1）的一端用于与反应装置（12）连通，气体导入管（1）的另一端穿过冷却器（8）与气体流量控制阀（2）的气体入口连通，气体流量控制阀（2）的气体出口与装有活性炭纤维的吸附柱（3）的气体入口（3-1）连通，装有活性炭纤维的吸附柱（3）的气体出口（3-2）与气体导出管（6）的一端连通，气体导出管（6）的另一端与收集器（7）连通，收集器（7）与真空泵（9）连通，位于气体流量控制阀（2）与装有活性炭纤维的吸附柱（3）之间的管道上安装有压力表（13）和流量表（14）。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述装有活性炭纤维的吸附柱（3）由玻璃管制成。

3.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述吸附装置还包括支架（5），支架（5）设置在箱体（4）的内侧壁上，装有活性炭纤维的吸附柱（3）通过支架（5）支撑且与箱体（4）可拆卸连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述的装置还包括四个脚轮（11），四个脚轮（11）安装在箱体（4）的底部，所述的四个脚轮（11）均为万向脚轮。

5.根据权利要求1或2所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述收集器（7）为玻璃收集瓶或塑料收集瓶。

6.一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述吸附装置包括气体导入管（1）、气体流量控制阀（2）、压力表（13）、流量表（14）、气体导出管（6）、收集器（7）、冷却器（8）、真空泵（9）、箱体（4）、开关（10）、至少一根连接管（15）和相串联设置的至少两个装有活性炭纤维的吸附柱（3），相邻两个装有活性炭纤维的吸附柱（3）通过连接管（15）串接连通，所述收集器（7）、真空泵（9）和至少两个装有活性炭纤维的吸附柱（3）均置于箱体（4）内且分别与箱体（4）可拆卸连接，开关（10）安装在箱体（4）的外侧壁上，所述开关（10）用于控制真空泵（9）的启停，气体导入管（1）的一端用于与反应装置（12）连通，气体导入管（1）的另一端穿过冷却器（8）与气体流量控制阀（2）的气体入口连通，气体流量控制阀（2）的气体出口和与所述气体流量控制阀（2）相邻的装有活性炭纤维的吸附柱（3）的气体入口（3-1）连通，气体导出管（6）的一端和与所述气体导出管（6）相邻的装有活性炭纤维的吸附柱（3）的气体出口（3-2）连通，气体导出管（6）的另一端与收集器（7）连通，收集器（7）与真空泵（9）连通，位于气体流量控制阀（2）和与所述气体流量控制阀（2）相邻的装有活性炭纤维的吸附柱（3）之间的管道上安装有压力表（13）和流量表（14）。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述至少两个装有活性炭纤维的吸附柱（3）均由玻璃管制成。

8.根据权利要求6所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述吸附装置还包括支架（5），支架（5）设置在箱体（4）的内侧壁上，至少两个装有活性炭纤维的吸附柱（3）均通过支架（5）支撑且与箱体（4）可拆卸连接。

9.根据权利要求6、7或8所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述吸附装置还包括四个脚轮（11），四个脚轮（11）安装在箱体（4）的底部，所述四个脚轮（11）均为万向脚轮。

10.根据权利要求6或7所述的一种活性炭纤维吸附装置，其特征在于：所述收集器（7）为玻璃收集瓶或塑料收集瓶。