CN105223145B - 一种全自动气体检测装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动气体检测装置及其应用方法，所述装置包括降膜式气体吸收管和比色池，所述比色池包括检测池和参比池。所述应用方法包括：①被测气体从气体导入管底部向上流动；②吸收液原液从管壁内壁向收集器流动；③两者流动方向相反，并发生反应；④收集器流出的吸收液用检测池检测其吸光度；⑤用参比池检测吸收液原液吸光度。⑥吸收液和参吸收液原液的吸光度的差，与被测气体的浓度直接相关。本发明装置和方法适应性强，能够采用多种吸收液检测多种强反应性气体，其能够实时检测，响应时间短。此外，该装置结构简单，操作方便，检测精度较高，是一种快捷、有效的方法。
Description
技术领域
本发明涉及气体的分析、检测领域，具体涉及一种主要用于强反应性气体的分析与检测的以分光光度法为基础的全自动气体检测装置及其应用方法。
背景技术
强反应性气体，如氨气、二氧化碳、氯化氢、氟化氢、三氧化硫、二氧化硫、氯气、臭氧、硫化氢等，这些气体都可以通过利用反应液吸收后，再利用分光光度法进行有效的测量。自动的分光光度法是工业在线气体检测的有效方法，已经得到广泛的应用。但是目前使用的自动分光光度法的气体吸收管，普遍以孔板吸收管为主，尽管这种孔板吸收管效率很高，但是它存在一个死体积，也就是说，当气体浓度发生突变时，吸收液的变化不能立即发生，而是需要一定的时间，等待死体积流出之后，才能反应被测气体的真实浓度。这样的检测体系显然不能满足变化较快的体系。但是，这些强反应性气体的检测，尤其是以安全检测为目的的检测，往往需要快速检测，与其他仪器分析法相比，分光光度法发展时间较长，技术成熟度很高，近年来随着石油化工技术的进展，在线检测对响应速度的要求也很高，因此提供一种快速的分光光度检测法，具有现实意义。
在自动的分析仪器中使用的连续吸收管依然包括：孔板吸收管、砂板吸收管、鼓泡管、冲击式吸收管；这些管的本质是间歇式的吸收管的改进型。形成死体积的原因是吸收管中必须留有一定体积的吸收液，而每一滴吸收液在动力学上都是等价的，这就造成吸收液不能对气体浓度的瞬间变化做出反应。
有些国外产品采用高分子多孔膜结构制备气体吸收管，使吸收液从膜的一侧流过，被测气体从膜的另一侧流过，这种结构简洁而有效，但是有一个致命的缺点：体系的正常运转仰赖膜的表面张力不能被破坏，因此吸收液中不能使用含醇、醛、糖类、聚乙烯醇、表面活性剂、有机胺、浓碱、强氧化性酸，等等。这样一来，就只有很少几种吸收液能够应用。同时，必须保证膜的两侧压差不能太大，体系适应性很差。
尽管目前各种各样的关于这种仪器的改进的报道很多，对气体吸收管的改进也多种多样，但是都不出上述介绍的这些方法的范畴。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动气体检测装置及其应用方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种全自动气体检测装置，所述装置包括降膜式气体吸收管和比色池，所述比色池包括检测池和参比池；所述降膜式气体吸收管的上端部设有管壁，该管壁内设有分配器和气体导入管；所述降膜式气体吸收管的下端部设有收集器；所述降膜式气体吸收管的上端部和下端部密封连接。所述降膜式气体吸收管的上端部和下端部通过密封装置密封连接。所述密封装置包括密封圈。
进一步地，所述上端部的顶端设有顶部开口，所述收集器的底端设有液体出口。
进一步地，所述气体导入管的底端设置于所述下端部的收集器内；该气体导入管的顶端设有进气通孔，底端设有出气通孔。所述气体导入管的底端与收集器之间保持8mm左右的距离，一般为5～13mm。所述上端部优选为规则的形状，例可以为圆柱型，所述气体导入管设置于该圆柱型的上端部的中心轴线处。
进一步地，所述分配器设置于降膜式气体吸收管靠近顶端的位置，且该分配器套置于气体导入管的外部，其为一环形装置。所述分配器的底部设有一挡板，阻止液滴直接落到收集器；该分配器为一喷淋装置或喷雾装置，其外侧壁设有若干小孔，液体从小孔处喷出，并到达管壁的内壁上，形成均匀的降膜，自由流下；该分配器可以是旋转的也可以是不旋转的。更进一步地，所述分配器外侧壁均匀设有若干小孔，使其将吸收液均匀的喷淋在管壁上端，从而形成均匀的降膜
进一步地，所述管壁为内壁经过抛光(例：机械抛光)处理的石英玻璃管、聚四氟乙烯管、聚醚醚酮(PEEK)管、聚酰亚胺管或聚苯硫醚管。抛光(例：机械抛光)处理的内壁可保证均匀性，使其更好的发挥作用。吸收液中加入适量的表面活性剂，以保证吸收液与吸收管管壁浸润亲和。吸收管的长度和直径根据实际检测目标的要求而变化。以检测20ppm氯气为例，吸收管以直径12mm，长度120mm为宜。
进一步地，所述检测池包括第一检测器、第一窗口、检测室、第一滤光片以及第一光源收集装置；所述参比池包括第二检测器、第二窗口、参比室、第二滤光片以及第二光源收集装置。
进一步地，所述检测池由一端带有侧进气管另一端带有出气管的管路组成，管路的两端均设有第一窗口，其为光学窗口，检测光从一个第一窗口射入，从另一个第一窗口射出。所述参比池亦由一端带有侧进气管另一端带有出气管的管路组成，管路的两端均设有第二窗口，其为光学窗口，检测光从一个第二窗口射入，从另一个第二窗口射出。
一种所述的全自动气体检测装置的应用方法，所述方法包括以下步骤：①被测气体从降膜式气体吸收管的气体导入管的顶部导入，顺着该气体导入管向下流动，并从气体导入管底部流出，然后被测气体折返而上，再从降膜式气体吸收管的顶部开口处流出；②吸收液原液被降膜式气体吸收管内的分配器喷至管壁的内壁上，并沿着内壁自由流下，流至收集器，并从收集器底部的液体出口流出，即为吸收液；③步骤①中的被测气体与步骤②中的吸收液在降膜式气体吸收管内的流动方向相反，并相互发生反应，由于吸收液和被测气体在吸收管中相向流动，因此从动力学角度，在纵向分布上吸收液的成份和浓度与被测气体浓度直接相关，没有浓度的死角，收集器中得到的吸收液的浓度是与被测气体浓度实时相关的，也正是因为这个原因，这种仪器可以用于浓度变化较快体系的气体检测；④步骤②中从收集器流出的吸收液，经与被测气体反应，其浓度已经发生一定的变化，因此其吸光度也就发生了变化，将该流出的吸收液引入检测池检测其吸光度；⑤将吸收液原液引入参比池进行检测其吸光度。⑥检测池内吸收液和参比池的吸收液原液的吸光度的差，与被测气体的浓度直接相关。
进一步地，所述吸收液原液为加入了表面活性剂的吸收液原液。
进一步地，所述吸收液原液为含有双键的发色基团的有机染料，其主要成份是常规的化学指示剂和反应试剂的混合溶液，例如：甲基橙、亚甲基蓝、酚酞、石蕊、苯胺类染料、一品红、苏丹红或姜黄素等等。
本发明提供了一种全自动气体检测装置及其应用方法，其主要具有的有益效果为：本发明的气体检测装置有效采用降膜式气体吸收管和比色池进行强反应性气体的检测，其是带有降膜式气体吸收管的全自动的分光光度法气体分析仪，其适应性强，能够采用多种吸收液检测多种强反应性气体(如氨气、二氧化碳、氯化氢、氟化氢、三氧化硫、二氧化硫、氯气、臭氧、硫化氢等)，其能够进行实时检测，响应时间短；以氨气检测为例，当用酚酞水溶液做吸收液时，仪器对20ppm氨气的响应速度为15秒左右，基本实现实时检测。此外，该装置结构简单，操作方便，检测精度较高，是一种快捷、有效的方法。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的降膜式气体吸收管的结构示意图；该图中，实心的箭头a为气体流动的方向，空心的箭头b为吸收液流动的方向；
图2是本发明实施例所述的检测池的结构示意图；
图3是本发明实施例所述的参比池的结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明实施例所述的一种全自动气体检测装置及其应用方法。下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种全自动气体检测装置，所述装置包括降膜式气体吸收管和比色池，所述比色池由检测池和参比池两个光学比较系统组成，其中检测池中流过的是流经降膜式气体吸收管的吸收液，而参比池中流过的是吸收液原液。两个池的吸光度差与被测气体的浓度直接相关。所述降膜式气体吸收管的上端部设有管壁1，该管壁1内设有分配器2和气体导入管3；所述降膜式气体吸收管的下端部设有收集器5；所述降膜式气体吸收管的上端部和下端部密封连接；该密封连接为通过密封装置4密封连接；该密封装置包括密封圈等。
进一步优选的实施方式，所述气体导入管3的底端设置于所述下端部的收集器5内；该气体导入管3的顶端设有进气通孔，底端设有出气通孔。所述气体导入管3的底端与收集器5之间保持8mm左右的距离，一般为5～13mm。所述上端部优选为规则的形状，例可以为圆柱型或锥筒型，则所述气体导入管3优选设置于该上端部的中心轴线处。所述上端部的顶端设有顶部开口，关于所述气体导入管3的顶端的位置，其可以设置于顶部开口处，然后该气体导入管3贯穿上端部并进入液体收集器5内，或者该气体导入管3也可以设置于上端部内的任何高度，只要能保证进入的被测气体从其底端出来并折返回来从顶部开口排出即可。
进一步优选的实施方式，所述分配器2设置于降膜式气体吸收管靠近顶端的位置，且该分配器2套置于气体导入管3的外部，其为一环形装置。所述分配器2的底部设有一挡板，阻止液滴直接落到收集器5，其外侧壁设有若干小孔，液体从小孔处喷出，并到达管壁1的内壁上，形成均匀的降膜，自由流下；该分配器2可以是旋转的也可以是不旋转的。更进一步地，所述分配器外侧壁均匀设有若干小孔，使其将吸收液均匀的喷淋在管壁上端，从而形成均匀的降膜。该分配器的侧壁可为一喷淋装置或喷雾装置，例如为喷淋头，使得达到均匀喷于管壁1上的目的。
进一步优选的实施方式，所述收集器5的底端设有液体出口，用于收集经过反应的吸收液。所述收集器5没有特殊结构要求，例如，可以为如图所示的圆锥形，只要能保证吸收液稳定收集，且没有气体流入检测池为准。
进一步优选的实施方式，所述管壁1为内壁经过抛光(例：机械抛光)处理的石英玻璃管壁、聚四氟乙烯管壁、聚醚醚酮(PEEK)管壁、聚酰亚胺管壁或聚苯硫醚管壁。抛光(例：机械抛光)处理的内壁可保证均匀性，使其更好的发挥作用。
进一步优选的实施方式，所述检测池包括第一检测器11、第一窗口12、检测室13、第一滤光片14以及第一光源收集装置15；所述参比池包括第二检测器6、第二窗口7、参比室8、第二滤光片9以及第二光源收集装置10。如图2、3所示。所述检测池由一端带有侧进气管另一端带有出气管的管路组成，进气管和出气管如图2所示的箭头处，箭头方向即为气体流动方向，则箭头指向检测池的即为进气管，反之则为出气管；管路的两端均设有第一窗口，其为光学窗口，检测光从一个第一窗口射入，从另一个第一窗口射出。所述参比池亦由一端带有侧进气管另一端带有出气管的管路组成，进气管和出气管如图3所示的箭头处，箭头方向即为气体流动方向，则箭头指向检测池的即为进气管，反之则为出气管；管路的两端均设有第二窗口，其为光学窗口，检测光从一个第二窗口射入，从另一个第二窗口射出。
实施例2
一种所述的全自动气体检测装置的应用方法，所述方法包括以下步骤：
①被测气体从降膜式气体吸收管的气体导入管3的顶部导入，顺着该气体导入管向下流动，并从气体导入管3底部流出，然后被测气体折返而上，再从降膜式气体吸收管的顶部开口处流出；如图1中的箭头a所示；
②吸收液原液被降膜式气体吸收管内的分配器2喷至管壁1的内壁上，并沿着内壁自由流下，流至收集器5，并从收集器5底部的液体出口流出，即为吸收液；如图1中的箭头b所示；
③步骤①中的被测气体与步骤②中的吸收液在降膜式气体吸收管内的流动方向相反，并相互发生反应(反应后即为吸收液)，由于吸收液和被测气体在吸收管中相向流动，因此从动力学角度，在纵向分布上吸收液的成份和浓度与被测气体浓度直接相关，没有浓度的死角，收集器5中得到的吸收液的浓度是与被测气体浓度实时相关的，也正是因为这个原因，这种仪器可以用于浓度变化较快体系的气体检测；
④步骤②中从收集器流出的吸收液，经与被测气体反应，其浓度已经发生一定的变化，因此其吸光度也就发生了变化，将该流出的吸收液引入检测池检测其吸光度；
⑤将吸收液原液引入参比池进行检测其吸光度。
⑥检测池内吸收液和参比池的吸收液原液的吸光度的差，与被测气体的浓度直接相关。
更进一步地，降膜式气体吸收管中被测气体和吸收液体双向流动，降膜式气体吸收管高度面积稳定，在流速得到稳定控制的条件下，在恒温条件下，吸收液与被测气体的反应程度与被测气体的浓度成正比例关系。
从收集器5流下的吸收液，经与被测气体反应，其浓度已经发生一定的变化，因此指示剂的吸光度也就发生了变化。将其引入检测池。而参比池的结构与检测池基本相同，但是参比池中流过的是吸收液原液，不流经吸收管。
进一步优选的实施方式，步骤②中所述的吸收液原液中优选加入适量的表面活性剂，以保证吸收液与吸收管管壁浸润亲和。
进一步优选的实施方式，上述的吸收液原液的主要成份是常规的化学指示剂和反应试剂的混合溶液，包括：甲基橙、亚甲基蓝、酚酞、石蕊、苯胺类染料、一品红、苏丹红或姜黄素等等含有双键的发色基团的有机染料。
该实施例的应用方法中所使用的全自动气体检测装置(即包括降膜式气体吸收管、检测池和参比池)与本发明其他部分(例权利要求书、发明内容以及实施例1中所提到的)所述的均相同，这里不再重复限定。
实施例3
①A.以20ppm氨气/空气检测为例，吸收液原液采用0.1M酚酞指示剂水溶液，含壬基酚聚氧乙烯基醚0.01％wt，第一滤光片14和第二滤光片9均为550nm。
B.降膜式气体吸收管的结构：在长120mm，直径12mm的石英玻璃管(即管壁1)的上端内设置分配器2，分配器2为外径10mm，内径5mm高5mm聚四氟乙烯圆环，其外侧壁分布12个直径为2.0mm的小孔，液体从小孔喷涂，淋洒在石英玻璃管壁上，自由流下。一根直径5mm，长15mm的内径3.5mm的石英玻璃管(即石英玻璃材质的气体导入管3)从分配器2环的中心穿过一直达到降膜式气体吸收管底部，与收集器5底部之间保持8mm左右的距离。收集器5为漏斗状，该收集器为聚四氟乙烯部件，与管壁1之间有密封圈。从降膜式气体吸收管的管壁1流下的吸收液，经收集器5下面孔流出。
C.从收集器5流出的吸收液直接流入检测池。与参比池中的吸收液原液的吸光度进行比较。
D.根据吸光度差计算氨气的浓度。
具体的计算方法为：根据比尔定律：其中E为吸光度，A为透射光强度，A0是参比光强度，K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关；
[C]为吸光物质的浓度，b为与吸收池厚度有关的校正系数，物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度E与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比；
m与检测传感器输出特性有关的比例系数，n与传感器输出零点有关的校正系数；I为光电池输出电流，I0位光电池的零点。
因此：气体的浓度[C]则按下面公式计算：然后再根据吸收液的吸光度和吸收液原液的吸光度差计算氨气的浓度。
②A.以50ppm氯气/空气检测为例，吸收液原液采用0.1M甲基橙指示剂水溶液，含壬基酚聚氧乙烯基醚0.01％wt，第一滤光片14和第二滤光片9均为650nm。
B.降膜式气体吸收管的结构：在长120mm，上口直径12mm，下口直径16mm的锥形石英玻璃管(即管壁1)的上端内设置分配器2，其它步骤同实施例3①中的步骤B。
C.从收集器5流出的吸收液直接流入检测池，检测池中吸收液的吸光度与参比池中的吸收液原液的吸光度进行比较。
D.根据吸光度差计算氯气的浓度，方法同实施例3①中所述的方法计算氯气的浓度。
③A.以1000ppm二氧化碳/空气检测为例，吸收液原液采用0.1M甲基橙指示剂水溶液，含壬基酚聚氧乙烯基醚0.01％wt，第一滤光片14和第二滤光片9均为650nm。
B.降膜式气体吸收管的结构：在长120mm，直径15mm的聚醚醚酮(PEEK)管(即管壁1)的一端设置分配器2，分配器2为外径10mm，内径5mm高5mm PEEK圆环，其外侧壁分布12个直径2.0mm的小孔，液体从小孔喷涂，淋PEEK管壁上，自由流下。一根直径5mm，长15mm的内径3.5mm的PP管(即PP材质的气体导入管3)从分配器2环的中心穿过一直达到降膜式气体吸收管底部，与收集器5之间保持8mm左右的距离。收集器5为漏斗状聚四氟乙烯部件，与降膜式气体吸收管管壁1之间有密封圈。从管壁流下的吸收液，经收集器5下面孔流出。
步骤C和D同实施例3中的①或②。然后根据实施例3①中所述的方法计算二氧化碳的浓度。
④A.以10ppm臭氧/空气检测为例，吸收液原液采用0.1M亚甲基蓝指示剂水溶液，含壬基酚聚氧乙烯基醚0.01％wt，第一滤光片14和第二滤光片9均为650nm。
B.降膜式气体吸收管的结构：在长200mm，直径15mm的刚玉管(即刚玉材质的管壁1)的一端设置分配器2，分配器2为外径12mm，内径5mm高5mm刚玉圆环，其外侧壁分布12个直径为2.5mm的小孔，液体从小孔喷涂，淋洒在刚玉管壁上，自由流下。一根直径5mm，长15mm的内径3.5mm的刚玉管(即刚玉材质的气体导入管3)从分配器环的中心穿过一直达到降膜式气体吸收管底部，与收集器5之间保持8mm左右的距离。收集器5为漏斗状聚四氟乙烯部件，与降膜式气体吸收管管壁1之间有密封圈。从降膜式气体吸收管管壁1流下的吸收液，经收集器5下面孔流出。
步骤C和D同实施例3中的①或②。然后根据实施例3①中所述的方法计算臭氧的浓度。
⑤A.以300ppm臭氧/空气检测为例，吸收液原液采用0.1M甲基橙指示剂水溶液，含壬基酚聚氧乙烯基醚0.01％wt，第一滤光片14和第二滤光片9均为650nm。
B.降膜式气体吸收管的结构：长200mm，直径15mm的氧化锆管(即管壁1)，氧化锆管的内壁划有螺旋线，双螺旋，螺距15mm。在这个氧化锆管管壁的上端设置分配器2，分配器2为外径10mm，内径5m高5mm氧化锆圆环，其外侧壁分布12个直径2.0mm的小孔，液体从小孔喷涂，淋洒在氧化锆管壁上，自由流下。一根直径5mm，长15mm的内径3.5mm的石英玻璃管(即石英玻璃材质的气体导入管3)从分配器环的中心穿过一直达到降膜式气体吸收管底部，与收集器5之间保持8mm左右的距离。收集器5为漏斗状氧化锆材质部件，与降膜式气体吸收管管壁1之间有密封圈。从降膜式气体吸收管管壁1流下的吸收液，经收集器5下面孔流出。
步骤C和D同实施例3中的①或②。然后根据实施例3①中所述的方法计算臭氧的浓度。
具体实施时，降膜式气体吸收管的长度和直径根据实际检测目标的要求而变化。以检测20ppm氯气为例，降膜式气体吸收管以直径12mm，长度120mm为宜。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下所作的有关本发明的任何修饰或变更，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种全自动气体检测装置，其特征在于：所述装置包括降膜式气体吸收管和比色池，所述比色池包括检测池和参比池；
所述降膜式气体吸收管的上端部设有管壁，该管壁内设有分配器和气体导入管；所述降膜式气体吸收管的下端部设有收集器；所述降膜式气体吸收管的上端部和下端部密封连接；
所述气体导入管的底端设置于收集器内；所述气体导入管设置于降膜式气体吸收管的中心轴线处；
所述分配器设置于降膜式气体吸收管靠近顶端的位置，且该分配器套置于气体导入管的外部，其为一环形装置；
所述分配器的底部设有一挡板，阻止液滴直接落到收集器；该分配器为一喷淋装置或喷雾装置，其外侧壁设有若干小孔，液体从小孔处喷出，并到达管壁的内壁上，形成均匀的降膜，自由流下；
降膜式气体吸收管可为以下结构中的任意一种：(1)降膜式气体吸收管为长120mm、直径12mm的石英玻璃管；分配器2为外径10mm、内径5mm、高5mm的聚四氟乙烯圆环；(2)降膜式气体吸收管为长120mm、直径15mm的聚醚醚酮管，分配器2为外径10mm，内径5mm、高5mm聚醚醚酮圆环；(3)长200mm、直径15mm的刚玉管，分配器2为外径12mm，内径5mm高5mm刚玉圆环；(4)降膜式气体吸收管为长200mm，直径15mm的氧化锆管，氧化锆管的内壁划有螺旋线，双螺旋，螺距15mm；分配器为外径10mm、内径5m、高5mm氧化锆圆环，其外侧壁分布12个直径2.0mm的小孔，液体从小孔喷涂，淋洒在氧化锆管壁上，自由流下。
2.根据权利要求1所述的全自动气体检测装置，其特征在于：所述气体导入管的底端与收集器之间保持5～13mm的距离。
3.根据权利要求2所述的全自动气体检测装置，其特征在于：所述管壁为内壁经过抛光处理的石英玻璃管、聚四氟乙烯管、聚醚醚酮管、聚酰亚胺管或聚苯硫醚管。
4.根据权利要求1所述的全自动气体检测装置，其特征在于：所述上端部的顶端设有顶部开口，所述收集器的底端设有液体出口。
5.根据权利要求1所述的全自动气体检测装置，其特征在于：所述检测池包括第一检测器、第一窗口、检测室、第一滤光片以及第一光源收集装置；所述参比池包括第二检测器、第二窗口、参比室、第二滤光片以及第二光源收集装置。
6.一种根据权利要求1所述的全自动气体检测装置的应用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
①被测气体从降膜式气体吸收管的气体导入管的顶部导入，顺着该气体导入管向下流动，并从气体导入管底部流出，然后被测气体折返而上，再从降膜式气体吸收管的顶部开口处流出；
②吸收液原液被降膜式气体吸收管内的分配器喷至管壁的内壁上，并沿着内壁自由流下，流至收集器，并从收集器底部的液体出口流出，即为吸收液；
③步骤①中的被测气体与步骤②中的吸收液在降膜式气体吸收管内的流动方向相反，并相互发生反应，在纵向分布上吸收液的成份和浓度与被测气体浓度直接相关，收集器中得到的吸收液的浓度是与被测气体浓度实时相关的；
④步骤②中从收集器流出的吸收液，经与被测气体反应，其浓度已经发生一定的变化，因此其吸光度也就发生了变化，将该流出的吸收液引入检测池检测其吸光度；
⑤将吸收液原液引入参比池进行检测其吸光度；
⑥检测池内吸收液和参比池的吸收液原液的吸光度的差，与被测气体的浓度直接相关。
7.根据权利要求6所述的全自动气体检测装置，其特征在于：步骤②中所述的吸收液原液中加入了表面活性剂，保证吸收液与管壁浸润亲和。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2142198Y (zh) * | 1992-09-08 | 1993-09-15 | 刘国权 | 流动注射法氢化物发生吸收装置 |
| CN201098600Y (zh) * | 2007-10-22 | 2008-08-13 | 周松玉 | 一种填料式降膜吸收器 |
| CN102095282A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-06-15 | 上海理工大学 | 一种制冷用同心圆套筒型垂直降膜吸收器 |
| CN203101271U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-07-31 | 北京锐光仪器有限公司 | 一种在线蒸气发生装置 |
| CN203405437U (zh) * | 2013-08-31 | 2014-01-22 | 李中 | 一种浓度法测定凯氏氮的定氮仪 |
| CN203484033U (zh) * | 2013-08-26 | 2014-03-19 | 山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司 | 一种氯化氢快速吸收检测系统 |
Family Cites Families (1)
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2142198Y (zh) * | 1992-09-08 | 1993-09-15 | 刘国权 | 流动注射法氢化物发生吸收装置 |
| CN201098600Y (zh) * | 2007-10-22 | 2008-08-13 | 周松玉 | 一种填料式降膜吸收器 |
| CN102095282A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-06-15 | 上海理工大学 | 一种制冷用同心圆套筒型垂直降膜吸收器 |
| CN203101271U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-07-31 | 北京锐光仪器有限公司 | 一种在线蒸气发生装置 |
| CN203484033U (zh) * | 2013-08-26 | 2014-03-19 | 山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司 | 一种氯化氢快速吸收检测系统 |
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