CN203534928U - 测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，包括测试系统，真空处理系统和配气系统；测试系统包括高压室、低压室、压缩机以及吸附床，其中高压室和低压室之间由压缩机连通，高压室和低压室通过控制阀与吸附床相连；真空处理系统包括抽真空装置；配气系统包括吸附工质对储存装置。通过采集吸附床及气室的温度、压力参数并根据气体状态方程式计算吸附工质对的吸附/解吸性能，其在保证定容法测量吸附工质对精度的前提下，使得经真空处理后的实验系统可以连续多次测量，从而减少真空泵使用次数和吸附测试样品消耗，简化实验步骤并缩短实验时间，降低了实验代价，以及放宽了对所测试吸附工质对质量的限制。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，尤其是一种利用容重法测量吸附工质对在不同温度或压力条件下吸附/解吸性能的实验装置。
背景技术
目前，用于测量吸附工质对性能的实验方法主要有重力法、热平衡法以及容重法。重力法属于直接测量法，其测量装置主要由重力测量仪器、恒温室及密封腔构成，因实验器材的性能对测量结果影响很大，并且实验装置造价高、寿命短，所以其在实际中的应用较少。热平衡法属于间接测量法，它通过测量吸附热与解吸热来计算吸附工质对的吸附/解吸性能，其测量装置主要由流量测量仪器、温度传感器、压力传感器、恒温室及密封腔构成。由于热平衡法测量装置的测量仪器多，并且要通过测量冷却/高温介质的流量得到吸附/解吸热，导致测量精度较低，在实际中应用较少。容重法分为固定体积-测量压力变化的定容法和固定压力-测量体积变化的定压法两种，最常用的是定容法，定容法是一种间接测量的方法，其在已知系统容积的条件下，通过测量其内部气体的压力与温度，使用气体状态方程式计算质量变化情况，从而得出吸附工质对吸附/解吸性能。但是，当前基于定容法的测量实验台为保证系统容积恒定，其对气体储存罐的恒温要求很高，这就限制了实验台内吸附工质对的量不能过大，且每次实验均需真空处理测试系统，导致代价较高。
为此，如何在保证定容法测量吸附工质对精度的前提下，使得经真空处理后的实验系统可以连续多次测量，从而减少真空泵使用次数和吸附测试样品消耗，简化实验步骤并缩短实验时间，降低实验代价，以及放宽对所测试吸附工质对质量的限制是目前急需解决的问题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的为，针对上述问题，提出了一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其通过采集吸附床及气室的温度、压力参数并根据气体状态方程式计算吸附工质对的吸附/解吸性能，其在保证定容法测量吸附工质对精度的前提下，使得经真空处理后的实验系统可以连续多次测量，从而减少真空泵使用次数和吸附测试样品消耗，简化实验步骤并缩短实验时间，降低了实验代价，以及放宽了对所测试吸附工质对质量的限制。
为实现上述目的，本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，包括测试系统，真空处理系统和配气系统；所述测试系统包括高压室、低压室、压缩机以及吸附床，其中所述高压室和低压室之间由所述压缩机连通，所述高压室和低压室通过控制阀于所述吸附床相连；所述真空处理系统包括抽真空装置；所述配气系统包括吸附工质对储存装置。
优选地，所述高压室、低压室及吸附床中还放置有传感装置。
优选地，所述的传感装置为温度传感器和压力传感器。
优选地，所述的吸附床置于恒温装置内。
优选地，所述控制阀用于使所述高压室内的吸附工质对单向流动至所述吸附床，并由所述吸附床脱附后的吸附工质对单向流动至所述低压室。
优选地，所述控制阀为电磁阀。
优选地，所述压缩机用于回收所述低压室内的吸附工质对至高压室内。
优选地，所述吸附床出口处还安装有管式涡街流量计。
优选地，所述吸附工质对为CaCl2-NH3。
从上述技术方案可以看出，本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，通过采集吸附床及气室的温度、压力参数并根据气体状态方程式计算吸附工质对的吸附/解吸性能，其在保证定容法测量吸附工质对精度的前提下，使得经真空处理后的实验系统可以连续多次测量，从而减少真空泵使用次数和吸附测试样品消耗，简化实验步骤并缩短实验时间，降低了实验代价，以及放宽了对所测试吸附工质对质量的限制。
附图说明
为能更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点，以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细描述，其中：
图1是本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置的系统原理图；
图2是本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置的系统结构图。
图中，1-调压阀，2-真空泵连接阀，3-低压室进口球阀，4-温度传感器T1，5-压力传感器P1，6-低压室，7-低压室出口球阀，8-压缩机，9-高压室出口球阀，10-高压室，11-高压室压力表，12-配气阀，13-高压室进口球阀，14-吸附电磁针阀，15-管式涡街流量计，16- 脱附电磁针阀，17-温度传感器T3，18-压力传感器P3，19-恒温装置，20-吸附床，21-温度传感器T2，22-压力传感器P2，23-吸附床球阀，24-低压室压力表。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
上述及其它技术特征和有益效果，将结合附图1-2对本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置的较佳实施例进行详细说明。
请参阅图1和图2，图1为本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置的系统原理图；图2是本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置的系统结构图。
本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，该实验装置包括测试系统、真空处理系统和配气系统；测试系统由电磁阀14和16、管式涡街流量计15、压力表11和24、温度传感器4、17和21、压力传感器5、18和22、恒温装置19、压缩机8、低压室6、高压室10、吸附床20、安全阀及相应管线、球阀构成；真空处理系统包括真空泵装置以及相应管路；配气系统包括吸附工质对储存罐与配气管路；在上述测试系统中，低压室6、高压室10及吸附床20中分别放置有温度传感器4、17和21、压力传感器5、18和22来采集数据；吸附床20出口处还安装有管式涡街流量计15，其所测的流量数据可作为对比数据对上述实验装置测试结果的可信度进行判断；吸附床20与高压室10、低压室6使用电磁阀14和16连接，保证高压室10内的吸附工质对单向流动至吸附床20、并由吸附床20脱附的吸附工质对单向流动至低压室6；真空系统接口处于脱附电磁针阀16出口方向，由四通阀接通，四通阀的接口又与调压阀1、低压室6相连接；配气系统与高压室10连接，高压室10与低压室6之间由压缩机8连通，其中，该压缩机8用于回收低压室6内吸附工质对到高压室10内以便于下次实验再使用；此外吸附床20置于恒温装置19内，其中，该恒温装置19用于设置并保持吸附床20吸附/解吸温度不发生变化。
其具体的操作过程如下：
首先，将氯化钙样品置于吸附床20中，关闭配气阀12、调压阀1、低压室出口球阀7和高压室出口球阀9，其它阀门开启，启动真空系统，对测试系统进行真空处理，当真空度达到30Pa，关闭真空泵连接阀2，保持一小时，真空度无变化，进行配气。关闭吸附电磁针阀14，打开配气阀12，由配气系统向气室配送氨气，当高压室10压力达到0.4MPa左右时，停止配气，关闭配气阀12，记录高压室10内氨气温度T3与压力P3。
然后，将恒温装置19调至冷却状态，关闭脱附电磁针阀16，打开吸附电磁针阀14，将吸附床20内压力P2保持在0.1MPa左右，待吸附结束即吸附床20内压力不在变化时，基于P3、T3、T2、P2利用氨气状态方程得出氯化钙样品在吸附床20内压力和温度状态下的氨气吸附量，管式涡街流量计15测得的流量F作为对比数据与计算结果进行对比。关闭吸附电磁针阀14，打开脱附电磁针阀14，恒温装置19调至加热模式，保持吸附床20内压力在1MPa左右，脱附结束后即吸附床20内压力不在变化时，基于P1、T1、T2、P2利用氨气状态方程得出氯化钙样品在吸附床20内压力和温度状态下的氨气脱附量，管式涡街流量计15测得的流量F作为对比数据与计算结果进行对比。测完第一组数据后，打开低压室出口球阀7和高压室出口球阀9，启动压缩机8，将低压室6中氨气抽到高压室中，以保持低压室6内压力低于氯化钙样品的脱附压力且高压室10内压力高于氯化钙样品的吸附压力。之后可以进行下一组实验，实验步骤如上，多次测量得出吸附床20在不同温度压力状态的吸附量及脱附量，从而测量出吸附/解吸量及吸附/解吸性能曲线。
综上所述，本实用新型一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，通过采集吸附床及气室的温度、压力参数并根据气体状态方程式计算吸附工质对的吸附/解吸性能，其在保证定容法测量吸附工质对精度的前提下，使得经真空处理后的实验系统可以连续多次测量，从而减少真空泵使用次数和吸附测试样品消耗，简化实验步骤并缩短实验时间，降低了实验代价，以及放宽了对所测试吸附工质对质量的限制。
以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，包括测试系统，真空处理系统和配气系统；所述测试系统包括高压室、低压室、压缩机以及吸附床，其中所述高压室和低压室之间由所述压缩机连通，所述高压室和低压室通过控制阀与所述吸附床相连；所述真空处理系统包括抽真空装置；所述配气系统包括吸附工质对储存装置。
2.根据权利要求1所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述高压室、低压室及吸附床中还放置有传感装置。
3.根据权利要求2所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述的传感装置为温度传感器和压力传感器。
4.根据权利要求2所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述的吸附床置于恒温装置内。
5.根据权利要求1所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述控制阀用于使所述高压室内的吸附工质对单向流动至所述吸附床，并由所述吸附床脱附后的吸附工质对单向流动至所述低压室。
6.根据权利要求5所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述控制阀为电磁阀。
7.根据权利要求1所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述压缩机用于回收所述低压室内的吸附工质对至高压室内。
8.根据权利要求1所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述吸附床出口处还安装有管式涡街流量计。
9.根据权利要求1所述一种测量吸附工质对吸附/解吸性能的实验装置，其特征在于，所述吸附工质对为CaCl2-NH3。
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