CN217521094U - 一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，包括空气发生器、汽化炉、进样器、气体存储罐、吸附装置、气体采集器、热解仪、色谱仪、控制箱、连接管道、调节阀、排气阀和三通阀。空气发生器通过设置空气流量计和压力表的管道与第一三通阀的一个接口连接，第一三通阀的第二个接口通过管道与汽化炉连接，第一三通阀的第三个接口通过管道与气体存储罐连接。进样器通过管道与第二三通阀的第一个接口连接，第二三通阀的第二个接口通过管道与第一三通阀连接，第二三通阀的第三个接口通过管道与汽化炉连接。本实用新型的测试分子筛吸附VOCs性能的装置，对于待测的VOCs和分子筛，可以测试分子筛吸附VOCs至饱和所需时间及分子筛的吸附率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置。
背景技术
VOCs（volatile organic compounds）即挥发性有机物化合物是一种常见的大气污染物，VOCs包括苯系物、醛类、酮类、烃类、醇类、胺类、芳香族化合物等。
目前分子筛类吸附剂由于对VOCs的吸附能力高、选择性强、耐高温，开始被广泛用于VOCs的吸附处理。但是对于不同的VOCs，并不是任何分子筛产品都是有效的，因此需要针对特定的VOCs筛选特定的分子筛，需要设计测试分子筛吸附VOCs性能的装置。
例如中国专利文献CN 211825531U（申请号 202020359144.7）公开了一种测定VOC吸附剂吸附能力的辅助测试装置，包括多个VOC发生器、混合气体用的第一气瓶、用于承载吸附剂的第二气瓶，所述多个VOC发生器的输出口经由控制流速用的第一气阀与所述第一气瓶的进气口分别相连，所述第一气瓶的出气口经由控制流速用的第二气阀连接所述第二气瓶的下进气口，在所述第二气瓶的上出气口处设置有吸附装置，在所述第二气瓶内位于其底部设置有多个承载盘，每个承载盘中可分别放置不同的VOC吸附剂。实验过程中，不同吸附剂会对VOC分子进行竞争性吸附。实验结束后，将放置有吸附剂的承载盘取出，进而通过称重法，热失重法，或者色谱法对不同吸附剂的吸附能力进一步分析。
又例如中国专利文献CN 212674849U（申请号 202021532982.6）公开了一种用于评估气味吸附剂吸附能力的装置，应用在气味吸附剂技术领域，解决了不能直接观察到气味吸附剂吸附能力的问题，包括依次连接的空气钢瓶、VOC发生器、气体混合罐、吸附装置和气相色谱仪，空气钢瓶和VOC发生器之间设置有若干个流量控制器，流量控制器的数量为两个，空气钢瓶的出口分别与两个流量控制器的一端相连，其中一个流量控制器的另一端与VOC发生器相连，另一个流量控制器的另一端与气体混合罐相连，气体混合罐与吸附装置之间设置有气体隔膜泵，气体混合罐与吸附装置之间设置有三通阀，三通阀的进气口与气体混合罐相连，三通阀的两个出气口均与吸附装置相连。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置。
实现本实用新型目的的技术方案是一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，包括空气发生器、汽化炉、进样器、气体存储罐、吸附装置、气体采集器、热解仪、色谱仪、控制箱、连接管道、调节阀、排气阀和三通阀。
空气发生器通过设置空气流量计和压力表的管道与第一三通阀的一个接口连接，第一三通阀的第二个接口通过管道与汽化炉连接，第一三通阀的第三个接口通过管道与气体存储罐连接。
进样器通过管道与第二三通阀的第一个接口连接，第二三通阀的第二个接口通过管道与第一三通阀连接，第二三通阀的第三个接口通过管道与汽化炉连接。
汽化炉通过管道与气体存储罐连接，气体存储罐、吸附装置、气体采集器、热解仪、色谱仪通过管道依次连接。
空气发生器与第一三通阀之间的管道上还设有第一调节阀和第一排气阀。
汽化炉的下端设置排气管，排气管上设置第二排气阀。
气体存储罐的下端设置排气管，排气管上设置第三排气阀。
作为可选的，进样器为进样泵或者移液枪，进样器为进样泵时，进样泵的一端通过管道与VOCs储存容器连接，另一端通过管道与第二三通阀连接；进样器为移液枪时，移液枪的出液口与第二三通阀连接。
汽化炉的温度控制器与控制箱电连接。
吸附装置内设置吸附柱，吸附柱内填充分子筛，在吸附柱外侧还设有加热器，加热器的温度控制器与控制箱电连接。
气体存储罐与吸附装置连接的管道上设置第二调节阀；吸附装置与气体采集器连接的管道上设置第三调节阀。
本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的测试分子筛吸附VOCs性能的装置，对于待测的VOCs和分子筛，可以测试分子筛吸附VOCs至饱和所需时间及分子筛的吸附率。
（2）本实用新型的测试分子筛吸附VOCs性能的装置中设置有多个放气阀，在一次实验结束后，通空气的同时打开放气阀，把管路中以及各个部件中残留的VOCs排空，不影响下一次实验的精度。
（3）本实用新型的测试分子筛吸附VOCs性能的装置中设置汽化炉，VOCs的进样器通过管路直接与汽化炉连接，减少了管路中VOCs的损失。
（4）本实用新型的装置中汽化炉和吸附装置内均设置加热器和控温装置，汽化炉可将待测VOCs全部加热至气态；吸附装置设置加热器和控温装置后，可以测试不同温度下吸附剂对VOCs的吸附能力。
附图说明
图1为本实用新型的实验装置的结构示意图。
上述附图中的标记如下：
空气发生器1，汽化炉2，进样器3，气体存储罐4，吸附装置5，分子筛5-1，加热器5-2，气体采集器6，热解仪7，色谱仪8，控制箱9，空气流量计10，压力表11，调节阀12，第一调节阀12-1，第二调节阀12-2，第三调节阀12-3，排气阀13，第一排气阀13-1，第二排气阀13-2，第三排气阀13-3，三通阀14，第一三通阀14-1，第二三通阀14-2。
具体实施方式
（实施例1）
见图1，本实施例的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置包括空气发生器1、汽化炉2、进样器3、气体存储罐4、吸附装置5、气体采集器6、热解仪7、色谱仪8和控制箱9；其中空气发生器1、汽化炉2、气体存储罐4、吸附装置5、气体采集器6、热解仪7、色谱仪8通过管道依次连接，连接管路上设置了调节阀12、排气阀13和三通阀14，所有管道均使用金属管。
调节阀12包括第一调节阀12-1、第二调节阀12-2和第三调节阀12-3，排气阀13包括第一排气阀13-1、第二排气阀13-2和第三排气阀13-3；三通阀14包括第一三通阀14-1和第二三通阀14-2。
空气发生器1通过设置空气流量计10和压力表11的管道与第一三通阀14-1的一个接口连接，第一三通阀14-1的第二个接口通过管道与汽化炉2连接，第一三通阀14-1的第三个接口通过管道与气体存储罐4连接。空气发生器1与第一三通阀14-1之间的管道上还设有第一调节阀12-1和第一排气阀13-1。
进样器3通过管道与第二三通阀14-2的第一个接口连接，第二三通阀14-2的第二个接口通过管道与第一三通阀14-1连接，第二三通阀14-2的第三个接口通过管道与汽化炉2连接；进样器3为进样泵或者移液枪，进样器3为进样泵时，进样泵的一端通过管道与VOCs储存容器连接，另一端通过管道与第二三通阀14-2连接；进样器3为移液枪时，移液枪的出液口与第二三通阀14-2连接。
汽化炉2的下端设置排气管，排气管上设置第二排气阀13-2。汽化炉2通过管道与气体存储罐4连接。汽化炉2的温度控制器与控制箱9电连接。
气体存储罐4的下端设置排气管，排气管上设置第三排气阀13-3。气体存储罐4通过管道与吸附装置5连接，该管道上设置第二调节阀12-2。
吸附装置5内设置吸附柱，吸附柱内填充分子筛5-1，如ZSM-5分子筛、ZSM-22分子筛、MCM-21分子筛、NaY分子筛或高硅丝光沸石分子筛等。在吸附柱外侧还设有加热器5-2，加热器5-2的温度控制器与控制箱9电连接。
吸附装置5通过管道与气体采集器6连接，该管道上设置第三调节阀12-3。气体采集器6通过管道与热解仪7连接，热解仪7通过管道与色谱仪8连接。
本实用新型的装置工作时，空气发生器1产生的空气通过流量计10和压力表11，以100mL/min的速率到达第一三通阀14-1处，一部分直接进入气体存储罐4，另外一部分通至第二三通阀14-2处，把待测VOCs液体带入汽化炉3中混合加热汽化后，进入气体存储罐4中与空气混合，控制混合气体浓度至规定浓度，随后混合气体进入吸附装置5中，通过放置分子筛5-1的吸附装置5，气体采集器6采样10min，并转移至热解仪7，热解析3min后进入色谱仪8进行检测，记录色谱仪8中浓度；通过进样器3再打入待测VOCs （如30mL），再持续上述过程，每隔10分钟记录一次色谱仪8中浓度，当多次所测的VOCs浓度曲线下降趋于平缓时，分子筛5-1吸附达到饱和状态，记录分子筛5-1吸附VOCs气体至饱和所需时间及分子筛5-1的吸附率；更换不同待测试分子筛，重复上述测试过程，完成不同分子筛吸附VOCs气体性能的测试。
测试其他VOCs时，重复上述步骤。
每一次测试完毕继续通空气并打开排气阀13，把管路中以及各个部件中的残留VOCs排空。
Claims (8)
1.一种实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：包括空气发生器（1）、汽化炉（2）、进样器（3）、气体存储罐（4）、吸附装置（5）、气体采集器（6）、热解仪（7）、色谱仪（8）、控制箱（9）、连接管道、调节阀（12）、排气阀（13）和三通阀（14）；
空气发生器（1）通过设置空气流量计（10）和压力表（11）的管道与第一三通阀（14-1）的一个接口连接，第一三通阀（14-1）的第二个接口通过管道与汽化炉（2）连接，第一三通阀（14-1）的第三个接口通过管道与气体存储罐（4）连接；
进样器（3）通过管道与第二三通阀（14-2）的第一个接口连接，第二三通阀（14-2）的第二个接口通过管道与第一三通阀（14-1）连接，第二三通阀（14-2）的第三个接口通过管道与汽化炉（2）连接；
汽化炉（2）通过管道与气体存储罐（4）连接，气体存储罐（4）、吸附装置（5）、气体采集器（6）、热解仪（7）、色谱仪（8）通过管道依次连接。
2.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：空气发生器（1）与第一三通阀（14-1）之间的管道上还设有第一调节阀（12-1）和第一排气阀（13-1）。
3.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：汽化炉（2）的下端设置排气管，排气管上设置第二排气阀（13-2）。
4.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：气体存储罐（4）的下端设置排气管，排气管上设置第三排气阀（13-3）。
5.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：进样器（3）为进样泵或者移液枪，进样器（3）为进样泵时，进样泵的一端通过管道与VOCs储存容器连接，另一端通过管道与第二三通阀（14-2）连接；进样器（3）为移液枪时，移液枪的出液口与第二三通阀（14-2）连接。
6.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：汽化炉（2）的温度控制器与控制箱（9）电连接。
7.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：吸附装置（5）内设置吸附柱，吸附柱内填充分子筛（5-1），在吸附柱外侧还设有加热器（5-2），加热器（5-2）的温度控制器与控制箱（9）电连接。
8.根据权利要求1所述的实验室测试分子筛吸附VOCs性能的装置，其特征在于：气体存储罐（4）与吸附装置（5）连接的管道上设置第二调节阀（12-2）；吸附装置（5）与气体采集器（6）连接的管道上设置第三调节阀（12-3）。
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