CN113899649B - 一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氟化钠中碳酸含量的检测领域，具体为一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法，包括反应罐，反应罐上设置有与放置反应原料的进料口和持续进气的进气口，反应罐的上端数值设置有调压管，反应罐的右侧上端设置有吸收塔，调压管内滑动设置有电磁阀，调压管的上端密封连接有缓冲球囊；有益效果为：通过在反应装置中设置带有活塞环的滑动安装的电磁阀，从而通过电磁阀的滑动，实现压强的调节，从而实现气流向吸收塔的快速流动，从而通过缓冲内腔与反应内腔之间的压强差，配合电磁阀对阀门的控制，实现气流的内部循环，从而在多次循环吸收后，实现二氧化碳的充分吸收，进一步提高了检测的精度。
Description
技术领域
本发明涉及氟化钠中碳酸盐的检测技术领域，具体为一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法。
背景技术
氟化钠在生产后通常含有较多碳酸盐的杂质，为了测定氟化钠中碳酸的含量，通常采用加酸液生产二氧化碳的方式进行。
然而在实际检测过程中，由于反应容器和空气中含有二氧化碳，会严重影响检测的精度，同时在通过苏打溶液进行吸收过程中，由于气流的流速较快，通常无法实现完全吸收，从而进一步增大检测的误差。
为此提供一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法，以解决检测精度的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，包括反应罐，所述反应罐上设置有与放置反应原料的进料口和持续进气的进气口，反应罐的上端数值设置有调压管，反应罐的右侧上端设置有吸收塔，所述调压管内滑动设置有电磁阀，调压管的上端密封连接有缓冲球囊，所述电磁阀的外壁设置有滑动密封贴合调压管内壁的活塞环，电磁阀上设置有连通缓冲球囊的第二阀口，电磁阀的上设置有通过折叠导气管连通吸收塔的第一阀口，所述吸收塔内设置有过滤层，吸收塔的上端通过回流管连通缓冲球囊，所述过滤层的上端设置有吸收管，所述吸收管内设置有多层间隔分布的石棉层，所述相邻石棉层上设置有多组相互错位的上下贯穿的通孔。
优选的，所述反应罐的内腔设置为反应内腔，所述反应内腔的上端连通调压管，所述调压管的内壁设置有滑槽，所述活塞环滑动安装在滑槽中。
优选的，所述调压管的上端端口内壁设置有内螺纹，所述缓冲球囊的内腔设置为缓冲内腔，缓冲球囊的下端设置有第三端口，所述第三端口的外壁设置有与内螺纹转动啮合的外螺纹。
优选的，所述第三端口的下端与调压管的上端面之间均设置有圆环状的密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈压合在缓冲球囊与调压管之间。
优选的，所述缓冲球囊的右侧设置有第一端口，所述第一端口内密封插接有连管，所述连管的一端通过折叠导气管连通第一阀口的上端，连管的另一端连通吸收塔的下端内腔。
优选的，所述吸收塔下端的过滤层为活性炭层，所述吸收管位于过滤层的上端，吸收管内石棉层通过浸有苏打水溶液的石棉颗粒填充而成，吸收管的上端通过密封盖密封，且吸收管的上端内腔通过回流管连通缓冲球囊。
优选的，所述缓冲球囊的上端设置有第二端口，所述回流管插接在第二端口中，缓冲球囊的内腔设置为缓冲内腔，所述缓冲内腔的下端通过第二阀口连通反应内腔。
优选的，所述第一阀口和第二阀口均通过电磁阀电性调控通断，所述进气口持续通入惰性气体，惰性气体为氮气或氩气。
一种根据上述测定氟化钠中碳酸盐含量的装置实现的测试方法，该测试方法包含以下步骤：
S1：充气排污，封闭进料口，向进气口持续通入惰性气体，达到置换反应罐、调压管和缓冲球囊中空气的目的，然后放置吸收管，通过回流管连通缓冲球囊与吸收塔；
S2：加料反应，关闭电磁阀，取定量的氟化钠样品，在反应罐中加入足量的盐酸，充分反应后，氟化钠中的碳酸转化为二氧化碳，并释放，从而使得反应罐中压强增大，带动活塞环和电磁阀上升；
S3：排气吸收，打开第一阀口，二氧化碳在输送过程中通过过滤层吸附水汽，通过吸收管内浸有苏打溶液的石棉层吸收二氧化碳，通过错位的通孔降低气流流速；
S4：回流加压，随着二氧化碳的运输，反应罐内压强减小，活塞环和电磁阀下降，多余的惰性气体和未来得及吸收的二氧化碳通过回流管进入缓冲内腔中，随着持续进气，使得缓冲内腔中压强增大，进而打开第二阀口，使得气流回流，实现循环吸收的目的；
S5：称重检测，多次循环后，取出吸收管并称量，通过与初始吸收管之间的质量差，得出二氧化碳的含量，进而得出氟化钠样品中碳酸的含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过在反应装置中充入惰性气体，从而消除空气对实验的影响，同时通过分层设置石棉层和错位设置的通孔，从而大大降低了气流的流动速度，实现与石棉中苏打的充分接触和吸收，从而提高吸收效率和检测的精度；
2.本发明通过在反应装置中设置带有活塞环的滑动安装的电磁阀，从而通过电磁阀的滑动，实现压强的调节，从而实现气流向吸收塔的快速流动，从而通过缓冲内腔与反应内腔之间的压强差，配合电磁阀对阀门的控制，实现气流的内部循环，从而在多次循环吸收后，实现二氧化碳的充分吸收，进一步提高了检测的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的检测流程图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的反应罐立体结构示意图；
图5为本发明的缓冲球囊立体结构示意图；
图6为本发明的电磁阀立体结构示意图。
图中：1、反应罐；2、调压管；3、缓冲球囊；4、连管；5、吸收塔；6、密封盖；7、回流管；8、进料口；9、进气口；10、反应内腔；11、电磁阀；12、折叠导气管；13、缓冲内腔；14、第一端口；15、过滤层；16、吸收管；17、石棉层；18、通孔；19、密封圈；20、内螺纹；21、第一阀口；22、第二阀口；23、滑槽；24、活塞环；25、第二端口；26、密封槽；27、第三端口；28、外螺纹。
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做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。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，包括反应罐1，反应罐1上设置有与放置反应原料的进料口8和持续进气的进气口9，反应罐1的上端数值设置有调压管2，反应罐1的右侧上端设置有吸收塔5，调压管2内滑动设置有电磁阀11，反应罐1的内腔设置为反应内腔10，反应内腔10的上端连通调压管2，调压管2的内壁设置有滑槽23，电磁阀11的外壁设置有滑动密封贴合调压管2内壁的活塞环24，活塞环24滑动安装在滑槽23中，通过滑槽23与活塞环24的配合，实现电磁阀11的密封上下滑动，通过电磁阀11的重力下滑，实现气流的快速流动。
调压管2的上端密封连接有缓冲球囊3，调压管2的上端端口内壁设置有内螺纹20，缓冲球囊3的内腔设置为缓冲内腔13，缓冲球囊3的下端设置有第三端口27，第三端口27的外壁设置有与内螺纹20转动啮合的外螺纹28，第三端口27的下端与调压管2的上端面之间均设置有圆环状的密封槽26，密封槽26内设置有密封圈19，密封圈19压合在缓冲球囊3与调压管2之间，通过密封槽26和密封圈19的配合，实现调压管2和缓冲球囊3之间的紧固密封连接。
电磁阀11的上设置有通过折叠导气管12连通吸收塔5的第一阀口21，缓冲球囊3的右侧设置有第一端口14，第一端口14内密封插接有连管4，连管4的一端通过折叠导气管12连通第一阀口21的上端，连管4的另一端连通吸收塔5的下端内腔，利用折叠导气管12适配于电磁阀11的高度变化，通过连管4实现反应内腔10与吸收塔5的连通。
吸收塔5内设置有过滤层15，吸收塔5下端的过滤层15为活性炭层，利用过滤层15吸附气流中的水汽。
吸收塔5的上端通过回流管7连通缓冲球囊3，过滤层15的上端设置有吸收管16，吸收管16内设置有多层间隔分布的石棉层17，相邻石棉层17上设置有多组相互错位的上下贯穿的通孔18，吸收管16位于过滤层15的上端，吸收管16内石棉层17通过浸有苏打水溶液的石棉颗粒填充而成，通过分层设置石棉层17和错位设置的通孔18，从而大大降低了气流的流动速度，实现与石棉层17中苏打的充分接触和吸收，从而提高吸收效率和检测的精度。
电磁阀11上设置有连通缓冲球囊3的第二阀口22，吸收管16的上端通过密封盖6密封，且吸收管16的上端内腔通过回流管7连通缓冲球囊3，缓冲球囊3的上端设置有第二端口25，回流管7插接在第二端口25中，缓冲球囊3的内腔设置为缓冲内腔13，缓冲内腔13的下端通过第二阀口22连通反应内腔10，第一阀口21和第二阀口22均通过电磁阀11电性调控通断，进气口9持续通入惰性气体，惰性气体为氮气或氩气，通过回流管7将多余的惰性气体和未来得及吸收的二氧化碳运输至缓冲内腔13中，随着持续进气，使得缓冲内腔13中压强增大，使得电磁阀11下降至最低点，此时关闭第一阀口21，打开第二阀口22，使得气流回流至反应内腔10中，电磁阀11再次上升，从而通过缓冲内腔13与反应内腔10之间的压强差，配合电磁阀11对阀门的控制，实现气流的内部循环，从而在多次循环吸收后，实现二氧化碳的充分吸收，进一步提高了检测的精度。
一种根据上述测定氟化钠中碳酸盐含量的装置实现的测试方法，该测试方法包含以下步骤：
S1：充气排污，封闭进料口8，向进气口9持续通入惰性气体，达到置换反应罐1、调压管2和缓冲球囊3中空气的目的，然后放置吸收管16，通过回流管7连通缓冲球囊3与吸收塔5；
S2：加料反应，关闭电磁阀11，取定量的氟化钠样品，在反应罐1中加入足量的盐酸，充分反应后，氟化钠中的碳酸转化为二氧化碳，并释放，从而使得反应罐1中压强增大，带动活塞环24和电磁阀11上升；
S3：排气吸收，打开第一阀口21，二氧化碳在输送过程中通过过滤层15吸附水汽，通过吸收管16内浸有苏打溶液的石棉层17吸收二氧化碳，通过错位的通孔18降低气流流速；
S4：回流加压，随着二氧化碳的运输，反应罐1内压强减小，活塞环24和电磁阀11下降，多余的惰性气体和未来得及吸收的二氧化碳通过回流管7进入缓冲内腔13中，随着持续进气，使得缓冲内腔13中压强增大，进而打开第二阀口22，使得气流回流，实现循环吸收的目的；
S5：称重检测，多次循环后，取出吸收管16并称量，通过与初始吸收管16之间的质量差，得出二氧化碳的含量，进而得出氟化钠样品中碳酸的含量。
工作原理：首先封闭进料口8，向进气口9持续通入惰性气体，达到置换反应罐1、调压管2和缓冲球囊3中空气的目的，然后放置吸收管16，通过回流管7连通缓冲球囊3与吸收塔5，关闭电磁阀11，取定量的氟化钠样品，在反应罐1中加入足量的盐酸，充分反应后，氟化钠中的碳酸转化为二氧化碳，并释放，从而使得反应罐1中压强增大，带动活塞环24和电磁阀11上升。
生成的二氧化碳在反应内腔10中聚集，打开第一阀口21，二氧化碳在输送过程中通过过滤层15吸附水汽，通过吸收管16内浸有苏打溶液的石棉层17吸收二氧化碳，通过错位的通孔18降低气流流速，通过分层设置石棉层17和错位设置的通孔18，从而大大降低了气流的流动速度，实现与石棉层17中苏打的充分接触和吸收，从而提高吸收效率和检测的精度。
随着二氧化碳的运输，反应罐1内压强减小，活塞环24和电磁阀11下降，通过回流管7将多余的惰性气体和未来得及吸收的二氧化碳运输至缓冲内腔13中，随着持续进气，使得缓冲内腔13中压强增大，使得电磁阀11下降至最低点，此时关闭第一阀口21，打开第二阀口22，使得气流回流至反应内腔10中，电磁阀11再次上升，从而通过缓冲内腔13与反应内腔10之间的压强差，配合电磁阀11对阀门的控制，实现气流的内部循环，从而在多次循环吸收后，实现二氧化碳的充分吸收，进一步提高了检测的精度。
其中电磁阀11为现有技术中常见的双通电磁阀，且电磁阀11与活塞环24之间通过密封胶粘接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，包括反应罐（1），其特征在于：所述反应罐（1）上设置有放置反应原料的进料口（8）和持续进气的进气口（9），反应罐（1）的上端竖直设置有调压管（2），反应罐（1）的内腔设置为反应内腔（10），所述反应内腔（10）的上端连通调压管（2），反应罐（1）的右侧上端设置有吸收塔（5），所述调压管（2）内滑动设置有电磁阀（11），调压管（2）的上端密封连接有缓冲球囊（3），所述吸收塔（5）内设置有过滤层（15）和吸收管（16），吸收塔（5）下端的过滤层（15）为活性炭层，所述吸收管（16）位于过滤层（15）的上端，且吸收管（16）的上端内腔通过回流管（7）连通缓冲球囊（3），所述电磁阀（11）的外壁设置有滑动密封贴合调压管（2）内壁的活塞环（24），电磁阀（11）上设置有连通缓冲球囊（3）和反应罐（1）的第二阀口（22），电磁阀（11）上设置有通过折叠导气管（12）连通过滤层（15）和反应罐（1）的第一阀口（21），所述吸收管（16）内设置有多层间隔分布的石棉层（17），相邻所述石棉层（17）上设置有多组相互错位且上下贯穿的通孔（18），所述吸收管（16）内石棉层（17）通过浸有苏打水溶液的石棉颗粒填充而成。
2.根据权利要求1所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述调压管（2）的内壁设置有滑槽（23），所述活塞环（24）滑动安装在滑槽（23）中。
3.根据权利要求2所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述调压管（2）的上端端口内壁设置有内螺纹（20），所述缓冲球囊（3）的内腔设置为缓冲内腔（13），缓冲球囊（3）的下端设置有第三端口（27），所述第三端口（27）的外壁设置有与内螺纹（20）转动啮合的外螺纹（28）。
4.根据权利要求3所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述第三端口（27）的下端与调压管（2）的上端面之间均设置有圆环状的密封槽（26），所述密封槽（26）内设置有密封圈（19），所述密封圈（19）压合在缓冲球囊（3）与调压管（2）之间。
5.根据权利要求3所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述缓冲球囊（3）的右侧设置有第一端口（14），所述第一端口（14）内密封插接有连管（4），所述连管（4）的一端通过折叠导气管（12）连通第一阀口（21）的上端，连管（4）的另一端连通吸收塔（5）的下端内腔。
6.根据权利要求1所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述吸收管（16）的上端通过密封盖（6）密封。
7.根据权利要求6所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述缓冲球囊（3）的上端设置有第二端口（25），所述回流管（7）插接在第二端口（25）中，缓冲球囊（3）的内腔设置为缓冲内腔（13），所述缓冲内腔（13）的下端通过第二阀口（22）连通反应内腔（10）。
8.根据权利要求1所述的一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置，其特征在于：所述第一阀口（21）和第二阀口（22）均通过电磁阀（11）电性调控通断，所述进气口（9）持续通入惰性气体，惰性气体为氮气或氩气。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的测定氟化钠中碳酸盐含量的装置实现的测试方法，其特征在于：该测试方法包含以下步骤：
S1：充气排污，封闭进料口（8），向进气口（9）持续通入惰性气体，达到置换反应罐1、调压管（2）和缓冲球囊（3）中空气的目的，然后放置吸收管（16），通过回流管（7）连通缓冲球囊（3）与吸收塔（5）；
S2：加料反应，关闭电磁阀（11），取定量的氟化钠样品，在反应罐（1）中加入足量的盐酸，充分反应后，氟化钠中的碳酸转化为二氧化碳，并释放，从而使得反应罐（1）中压强增大，带动活塞环（24）和电磁阀（11）上升；
S3：排气吸收，打开第一阀口（21），二氧化碳在输送过程中通过过滤层（15）吸附水汽，通过吸收管（16）内浸有苏打溶液的石棉层（17）吸收二氧化碳，通过错位的通孔（18）降低气流流速；
S4：回流加压，随着二氧化碳的运输，反应罐（1）内压强减小，活塞环（24）和电磁阀（11）下降，多余的惰性气体和未来得及吸收的二氧化碳通过回流管（7）进入缓冲内腔（13）中，随着持续进气，使得缓冲内腔（13）中压强增大，进而打开第二阀口（22），使得气流回流，实现循环吸收的目的；
S5：称重检测，多次循环后，取出吸收管（16）并称量，通过与初始吸收管（16）之间的质量差，得出二氧化碳的含量，进而得出氟化钠样品中碳酸的含量。
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