CN212780357U - 一种吸收法在线测量混合气体含量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于气体检测领域，具体是一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，该装置包括取样口、第一吸收器、第一补液罐、平衡管、第二吸收器、第二补液罐、放空口用管线依次联接，还包括设置在装置的流量检测系统；解决浓度实时变化的混合气体含量的测定，混合气测量误差较大，不能连续操作的问题。本装置的主要应用在氯气氯化氢混合气的连续检测，还应用在二氧化碳、氨气、氧气混合气的检测或监测。

Description

一种吸收法在线测量混合气体含量的装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体检测领域，尤其一种吸收法在线测量混合气体含量的装置。

背景技术

氯化聚氯乙烯是一种综合性能优异的高分子功能性材料，由于其耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抑菌等优点被广泛应用在管材、管件、涂料、电缆等国民经济生活领域中。

目前氯化聚氯乙烯主流生产工艺为水相法，但由于耗水量大、废水产生量大、环保压力高等一系列难题，使得水相法生产工艺企业面临巨大的生存困境。世界上最先进的气固相法生产工艺使氯化聚氯乙烯树脂在紫外激发的情况下，将聚氯乙烯树脂直接氯化合成氯化聚氯乙烯的过程，该工艺清洁、高效、无污染，具有污染物零排放、能耗低、产品转化率高等特点，得到国内外广泛关注。目前，只有法国阿克玛实现了工业化。为了打破国外技术封锁，国内各大高校及科研院所都在研究气固相法工艺技术。但气固相法生产工艺过程中撤热难及氯化不均匀的难题，是该工艺大规模国产化应用推广的羁绊。

在气固相氯化高聚物生产中，合理控制反应器中氯气含量比例，可以有效解决撤热难及氯化不均匀的困境。控制氯气含量比例的方法是通过测量反应器装置内各组分气体的比例，来调节进入反应器的氯气量。目前，实验室常用的测量氯气氯化氢含量的方法是使用饱和食盐水及碱液，分别测量吸收前后溶液增重，该方法简单，但是由于未考虑到溶液温度因素，误差较大，不能连续操作。工业上常用的方法是，使用量气管分别对反应气进行定时采集，用饱和食盐水和碱液对采集到的气体进行充分吸收，读数，频繁的现场取样、测样不但增大了操作人员的工作负荷，更加大了现场人员与危险气体接触的频率，提升了操作危险性。因此，亟需一种可以连续操作，自动化程度高的氯气氯化氢气体检测装置及系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，主要用在气固相法生产氯化聚氯乙烯树脂，以解决浓度实时变化的混合气体含量测定，提高气体含量检测的准确度等技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，该装置包括取样口、第一吸收器、第一补液罐、平衡管、第二吸收器、第二补液罐、放空口用管线依次联接，还包括设置在装置的流量检测系统；第一吸收器底部设置排液管，用于废液排出；还设置与第二吸收器底部形成并联的排液管，用于废液排出；第一吸收器顶部设置第一补液罐，液体排空后起补充吸收液作用，还设置与第二吸收器底部相联接的平衡管，混合气体经第一吸收器吸收后经过平衡管进入第二吸收器进行第二步吸收过程；第二吸收器顶部设置第二补液罐和放空管，补液罐起补充液体作用，放空管在排液和进液过程中用于平衡吸收器内与外界的压力。

如上所述，第一吸收器前的进气管线依次顺序设置压力表、自动调节阀、流量计，用管线联通；两端设置阀门，用于当压力表、自动调节阀、流量计出现损坏时或其他问题时通过切断两端设置的阀门进行隔离更换。

如上所述，第一吸收器、第二吸收器内均安装有填料层，填料层用于吸收混合气中的其中一种或若干种气体时增加气液接触面积，保证充分吸收。

如上所述，第一吸收器、第二吸收器的外层均设置夹套，夹套内通冷却水，因吸收过程会产生热量，热量集聚会影响吸收效果，用于控制其内部温度，底部设置排液管。

如上所述，平衡管中部设置流量计和放空管，流量计起到流量测量作用，放空管在排液和进液过程中用于平衡吸收器内与外界压力的作用。

如上所述，放空口包括流量计、阀门、放空管用管线顺序联接；放空口一端联接第二吸收器上部，另一端联接放空管，中间依次设置流量计、阀门，放空口在排液和进液过程中起到平衡吸收器内压力作用，流量计测量经过第一吸收器后的剩余混合气流量。

如上所述，流量检测系统包括设置在取样口的第一流量计、2个流量计、终端处理器依次联接，第一流量计和调节阀形成闭环控制，进气端压力变化的条件下也能根据实际需要调节并稳定进气流量，为后续吸收过程提供保障；第一流量计和2个流量计的数据输入终端处理器后，计算出相应的气体组分含量，并显示在终端。

该装置是通过对混合气体中不同气体的先后吸收过程中测量出混合气流量差值，从而计算出混合气中各类气体在混合气中的占比；该装置应用在氯气氯化氢混合气的连续检测，还应用在其他混合气的监测，如：二氧化碳、氨气、氧气混合气体含量测定。

附图说明

图1为一种吸收法在线测量混合气体含量的装置实施例1的装置示意图；

附图标号：1.取样口、2.第一吸收器、3.第一补液罐、4.平衡管、5.第二吸收器、6.第二补液罐、7.放空口、8.终端处理器、11.阀门、12.压力表、13.自动调节阀、14.第一流量计、21.填料层、22.夹套、41.放空管、42.流量计。

具体实施方式

实施例1：

气固相法氯化聚氯乙烯的混合气具体组分为：氮气、氯气和氯化氢气体，进气温度：20-40℃，进气压力：20-120KPa，各组分含量范围：氮气：0-100%，氯气：0-80%，氯化氢：0-50%；第一吸收器吸收液：饱和盐水，第二吸收器吸收液：含量为15%NaOH溶液。

参照说明书附图图1，一种吸收法在线测量混合气体含量的装置用于氯化聚氯乙烯制造过程中检测混合气含量。该装置设置取样口1、第一吸收器2、第一补液罐3、平衡管4、第二吸收器5、第二补液罐6、放空口7用管线依次联接，还有设置在装置的流量检测系统，检测系统有设置在取样口1的自动调节阀13、第一流量计14、2个流量计42、终端处理器8依次联接，第一流量计14、流量计42、自动调节阀13的数据传输到终端处理器8，数据输入终端处理器8进行处理计算出相应的氮气、氯气、氯化氢气体组分含量，显示在终端的用户交互界面；第一吸收器2底部设置排液管23，排出吸收了氯化氢的饱和盐水废液；第一吸收器2顶部设置第一补液罐3，液体排空后起补充饱和盐水吸收液作用，还设置与第二吸收器5底部相联接的平衡管4，混合气体经第一吸收器2吸收后经过平衡管进入第二吸收器5进行第二步吸收过程；第二吸收器5顶部设置第二补液罐6和放空管7，底部设置排液管23与第一吸收器并连，第二补液罐6起补充液体氢氧化钠的作用，放空口7在排液和进液过程中用于平衡吸收器内与外界的压力；第一吸收器前的进气管线依次顺序设置压力表12、自动调节阀13、流量计14，用管线联通；两端设置阀门11，用于当压力表12、自动调节阀13、42流量计出现损坏时或其他问题时通过切断两端设置的阀门11进行隔离，方便更换。第一吸收器2、第二吸收器5内中部均安装有填料层21，填料层21用于吸收混合气中的其中一种或若干种气体时增加气液接触面积，保证充分吸收。第一吸收器2、第二吸收器5外层设置夹套22，夹套22内通冷却水，因吸收过程会产生热量，热量集聚会影响吸收效果，用于控制其内部温度。平衡管4中部设置流量计42和放空管41，流量计42起到流量测量作用，放空管41在排液和进液过程中用于平衡第一吸收器2与第二吸收器5内部与外界压力的作用。放空口7包括流量计42、阀门11、放空管41用管线顺序联接；放空口7一端联接第二吸收器5上部，另一端联接放空管41，中间依次设置流量计42、阀门11，放空口41在排液和进液过程中起到平衡吸收器内压力作用，流量计42测量经过第一吸收器后的剩余混合气流量。流量检测系统有设置在取样口1的第一流量计14、2个流量计42、终端处理器8依次联接，第一流量计3和自动调节阀13形成闭环控制，进气端压力变化的条件下也能根据实际需要调节并稳定进气流量，为后续吸收过程提供保障；第一流量计14和2个流量计42的数据输入终端处理器8后，计算出相应的气体组分含量，并显示在终端。

为检测上述装置中气体含量，该装置的使用方法是：首先通过第一吸收器2前有取样口1中的第一流量计14对混合气总流量进行测量，第一吸收器2内吸收液为饱和食盐水溶液，饱和食盐水溶液仅充分吸收混合气中的氯化氢气体，剩余的氯气和氮气经过平衡管4进入第二吸收器5，平衡管4中的流量计42测量相应的流量，第二吸收器5中吸收液为15%的NaOH溶液，充分吸收混合气中的氯气，剩余的氮气经过放空口7中的流量计42测量后排空，通过第一流量计14和2个流量计42的即时流量由终端处理器8计算出实时的混合气各组分含量占比，显示在终端上。

当NaOH溶液和饱和盐水吸收效果不佳时，从排液管23排出，第一补液罐3的饱和食盐水经补液及排空阀门11补充至第一吸收器2；第二补液罐6内的15%NaOH溶液经补液及排空阀门11补充至第二吸收器5内，补充完毕后关闭阀门11，然后通入混合气进行吸收测量。

以上实施例是为了一种吸收法在线测量混合气体含量的装置的技术方案和优点更加清楚，显然，所描述的实施例是本实用新型典型实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

Claims (7)

1.一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：该装置包括取样口、第一吸收器、第一补液罐、平衡管、第二吸收器、第二补液罐、放空口用管线依次联接，还包括设置在装置的流量检测系统；第一吸收器底部设置取样口，还设置与第二吸收器底部形成并联的排液管；第一吸收器顶部设置第一补液罐，还设置与第二吸收器底部相联接的平衡管；第二吸收器顶部设置第二补液罐和放空口。

2.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：取样口依次顺序设置压力表、自动调节阀、第一流量计，用管线联通；两端设置阀门。

3.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：第一吸收器内中部安装有填料层，外层设置夹套，底部设置排液管。

4.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：第二吸收器内中部安装有填料层，外层设置夹套，底部设置排液管。

5.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：平衡管中部设置流量计和放空管。

6.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：放空口包括流量计、阀门、放空管用管线顺序联接；放空口一端联接第二吸收器上部，另一端联接放空管，中间依次设置流量计、阀门。

7.根据权利要求1所述的一种吸收法在线测量混合气体含量的装置，其特征在于：流量检测系统包括设置在取样口的自动调节阀、第一流量计、2个流量计、终端处理器依次联接，第一流量计、流量计、自动调节阀的数据传输到终端处理器。

Images