CN219694818U - 一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，属于测试技术领域。所述测量装置包括相互连通的反应产气结构和U形量气结构；所述反应产气结构包括反应试管和位于反应试管之上的恒压漏斗，反应试管的加料口与恒压漏斗的出液口相连；所述U形量气结构包括量气管和水准瓶；量气管的进气端与恒压漏斗上端的开口相连通，量气管的进液端通过第一导气管与水准瓶的出液口相连通，水准瓶的上端与大气相通。所述测量装置测试碳酸化度时，根据碳酸化度的计算公式，测试释放的二氧化碳的体积只需要通过直接读数即可，不需要再次减去强酸溶液的加入量，不仅简化了计算，还降低了人为实验误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，属于测试技术领域。
背景技术
碳捕获和利用(CCUS)技术能够有效的捕获工厂工业中所排放的二氧化碳(CO2)。CO2可以用于食品方面例如饮料啤酒，制作制冷剂，灭火剂，萃取剂，惰性剂等。化学吸收法是行业大规模碳捕集的有效手段，具体是，通过醇胺溶液与混合气中的CO2发生化学反应，生成不稳定的盐类，达到选择性捕集CO2的目的。
醇胺溶液吸收二氧化碳的能力可以用碳酸化度(L)来表示。碳酸化度数值越大，代表胺类溶液吸收二氧化碳的能力越强。
碳酸化度的测试原理是在封闭体系中，采用强酸溶液中和醇胺溶液中不稳定的盐类，发生反应释放捕获的二氧化碳，通过测量反应前后的气体体积变化，得到反应所产生的气体体积。
碳酸化度L＝V1/V2，其中，V1为醇胺溶液中释放的二氧化碳的体积，mL；V2为醇胺溶液的体积，mL。
陆未央发表的论文“吗啉的CO2吸收及核磁共振波谱实验研究”中提到一种测量装置。该装置中，产气和后续气体的测量是一个连通的完整体系，盐酸的加入则需要通过滴定管将盐酸溶液加入反应溶液中，这意味着盐酸的加入是独立于上述完整体系的，因此在计算反应前后气体体积变化时，需要减去盐酸的加入量，如此使计算更加复杂；另外盐酸的加入量需要人为读取，也加大了实验误差。
因此，如何提供一种便于计算并能够减少人为误差的碳酸化度的测量装置，是本领域需要解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，所述测量装置测试碳酸化度时，根据碳酸化度的计算公式，测试释放的二氧化碳的体积只需要通过直接读数即可，不需要再次减去强酸溶液的加入量，不仅简化了计算，还降低了人为实验误差。
为实现本实用新型的目的，提供以下技术方案。
一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，包括相互连通的反应产气结构和U形量气结构；
所述反应产气结构包括反应试管和位于反应试管之上的恒压漏斗，反应试管的加料口与恒压漏斗的出液口相连；
所述U形量气结构包括量气管和水准瓶；量气管的进气端与恒压漏斗上端的开口相连通，量气管的进液端通过第一导气管与水准瓶的出液口相连通，水准瓶的上端与大气相通。
进一步地，反应试管的加料口与恒压漏斗的出液口通过第一接口夹连接。
进一步地，量气管的进气端与恒压漏斗的进液口通过导气结构相连，所述导气结构包括第二导气管；
恒压漏斗的进液口通过第一直型抽气接头与第二导气管的一端相连；
所述量气管的进气端通过第二直型抽气接头与第二导气管的另一端相连。
进一步地，所述恒压漏斗的进液口与第一直型抽气接头通过第二接口夹连接。
进一步地，所述量气管的进气端与第二直型抽气接头通过第三接口夹连接。
进一步地，所述测量装置还包括固定架，所述固定架包括H形底座，和设置在H形底座水平部的固定部件，所述固定部件包括两个与H形底座水平部相连接的竖直架，其中一个竖直架上设置用于放置水准瓶的三爪夹，另一个竖直架上设置用于固定量气管的固定件。
进一步地，两个竖直架的顶部通过一横梁连接，顶部的横梁用于搭载第二导气管。
进一步地，反应前，所述水准瓶的液面与量气管的零刻度平齐。
有益效果
(1)本实用新型提供了一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，所述测量装置采用了恒压漏斗向反应试管中添加强酸溶液，所述强酸溶液为盐酸溶液或者硫酸溶液，由于强酸溶液置于恒压漏斗中，其与醇胺溶液反应，仅仅是从恒压漏斗中转移到反应试管中，强酸溶液的加入与反应产气，以及后续气体体积的测量是一个连通的完整体系，因此在计算反应前后气体体积变化时，不需要单独计算强酸溶液的加入量，不仅简化了计算，还降低了人为实验误差。恒压漏斗还可以减小增加的强酸溶液对气体压强的影响，从而在测量气体体积时更加准确。其次，恒压漏斗置于反应试管上，滴加的强酸溶液能快速流入盛放有醇胺溶液的反应试管中，起到冲击搅动效果，有利于中和反应进行。再次，恒压漏斗瓶壁上的指示刻度线，可以根据中和反应时产生气泡情况精准控制强酸溶液的加入量。
(2)本实用新型提供了一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，固定架的设置便于对反应产气结构和U形量气结构的固定，便于反应的稳定进行。三爪夹的设置既能较为稳固的放置水准瓶，也便于取下水准瓶进行水平操作读数。
(3)本实用新型提供了一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，设置在两个竖直架的顶部的横梁，其用于搭载第二导气管，确保反应产生的二氧化碳气体能顺畅流动，确保反应的顺利进行并有利于对二氧化碳体积的精准测量。
(4)本实用新型提供了一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，反应前，水准瓶的液面与量气管的零刻度平齐，这意味着水准瓶的液面与量气管中的液面平齐后，两者同时又与量气管的零刻度平齐，如此通过反应后的量气管中的液面所对应的刻度，就能够直观的得出二氧化碳的体积，无需再进行减去反应前量气管液面所对应的刻度值的计算。
附图说明
图1为所述测量装置的结构示意图。
图2为所述测量装置中的反应产气结构、U形量气结构和导气结构的结构示意图。
图3为所述测量装置中的固定架的结构示意图。
其中，1-反应产气结构、2-U形量气结构、3-导气结构、4-固定架、101-反应试管、102-恒压漏斗、201-量气管、202-第一导气管、203-水准瓶、301-第一直型抽气接头、302-第二导气管、303-第二直型抽气接头、401-三爪夹、402-烧瓶夹、403-固定部件、501-第一接口夹、502-第二接口夹、503-第三接口夹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。
实施例1
一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，如图1～3所示，包括相互连通的反应产气结构1和U形量气结构2；
所述反应产气结构1包括反应试管101和位于反应试管101之上的恒压漏斗102，反应试管101上端的加料口与恒压漏斗102下端的出液口通过连接部件连接；本实施例中，反应试管101上端的加料口与恒压漏斗102下端的出液口通过第一接口夹501连接；所述反应产气结构1中的恒压漏斗102用于将强酸溶液滴加到反应试管101中，反应试管101中盛放有吸附了二氧化碳的醇胺溶液，该醇胺溶液与强酸溶液反应释放出二氧化碳，释放的二氧化碳的体积由U形量气结构2测量；所述恒压漏斗102带有液体体积指示刻度线。
所述U形量气结构2包括均竖直设置的量气管201和水准瓶203，本例中，所述水准瓶203为球形水准瓶；量气管201上端的进气端与恒压漏斗102上端的开口相连通，量气管201下端的进液端通过第一导气管202与水准瓶203下端的出液口相连通；水准瓶203的上端与大气相通。
本实施例中，量气管201的进气端与恒压漏斗102的进液口通过导气结构3相连，所述导气结构3包括第二导气管302；
恒压漏斗102的进液口通过具有外磨口的第一直型抽气接头301与第二导气管302的一端相连；所述恒压漏斗102的进液口与所述第一直型抽气接头301通过第二接口夹502连接。
所述量气管201的进气端通过具有外磨口的第二直型抽气接头303与第二导气管302的另一端相连；所述量气管201的进气端与所述第二直型抽气接头303通过第三接口夹503连接。
本实施例中，所述测量装置还包括固定架4，所述固定架4包括H形底座，和设置在H形底座水平部的固定部件403，所述固定部件403包括两个与H形底座水平部相连接的竖直架，其中一个竖直架上设置用于放置水准瓶203的限位件(如三爪夹401)，另一个竖直架上设置用于固定量气管201的固定件(如烧瓶夹402)；所述恒压漏斗102胶粘在一个竖直架上；
两个竖直架通过两个横梁连接，其中一个横梁位于两个竖直架的顶部，且顶部的横梁可用于搭载第二导气管302。
本实施例中，所述第一导气管202和第二导气管302的材质均为乳胶。所述固定部件403的材质为铝合金。
所述醇胺溶液碳酸化度的测量装置的工作原理为：
量取1mL吸附有二氧化碳的醇胺溶液，将其放置于反应试管101中；强酸溶液由恒压漏斗102上端的进液口加入，然后恒压漏斗102下端的出液口与反应试管101上端的加料口通过第一接口夹501固定连接；
从水准瓶203的上端加入水，使水准瓶203的液面与量气管201中的液面齐平；
旋转恒压漏斗102的开关，使强酸溶液加入到反应试管101中的醇胺溶液中，反应释放产生的二氧化碳气体经由导气结构3进入量气管201，推动量气管201中的液体流向水准瓶203；待液面稳定，从三爪夹401上取下水准瓶203，使水准瓶203与量气管201中的液体平齐，并读取量气管201中的刻度值，量气管201中的水在反应前后所对应刻度变化的差值即为反应产生的二氧化碳的体积，因本例采用1mL吸附有二氧化碳的醇胺溶液，因此反应前后的量气管201中液体体积变化数值，即为所测溶液的碳酸化度。本新型提供的所述测试装置，量气管201中液体变化的体积即为二氧化碳的体积，无需再减去从恒压漏斗102所加入的强酸溶液的体积，测试方便。
优选的，反应前，调整用于固定水准瓶203的三爪夹401的高度和水准瓶203中水的加入量，使水准瓶203的液面与量气管201的零刻度平齐，如此通过反应后，量气管201中的液面所对应的刻度，就能够直观的得出二氧化碳的体积，无需再进行减去反应前量气管201液面所对应的刻度值的计算。
本实用新型包括但不限于以上实施例，凡是在本实用新型精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为本实用新型保护范围之内。
Claims (7)
1.一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：包括相互连通的反应产气结构和U形量气结构；
所述反应产气结构包括反应试管和位于反应试管之上的恒压漏斗，反应试管的加料口与恒压漏斗的出液口相连；
所述U形量气结构包括量气管和水准瓶；量气管的进气端与恒压漏斗上端的开口相连通，量气管的进液端通过第一导气管与水准瓶的出液口相连通，水准瓶的上端与大气相通。
2.根据权利要求1所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：反应试管的加料口与恒压漏斗的出液口通过第一接口夹连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：量气管的进气端与恒压漏斗的进液口通过导气结构相连，所述导气结构包括第二导气管；
恒压漏斗的进液口通过第一直型抽气接头与第二导气管的一端相连；
所述量气管的进气端通过第二直型抽气接头与第二导气管的另一端相连。
4.根据权利要求3所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：
所述恒压漏斗的进液口与第一直型抽气接头通过第二接口夹连接；
所述量气管的进气端与第二直型抽气接头通过第三接口夹连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：所述测量装置还包括固定架，所述固定架包括H形底座，和设置在H形底座水平部的固定部件，所述固定部件包括两个与H形底座水平部相连接的竖直架，其中一个竖直架上设置用于放置水准瓶的限位件，另一个竖直架上设置用于固定量气管的固定件。
6.根据权利要求5所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：两个竖直架的顶部通过一横梁连接，顶部的横梁用于搭载第二导气管。
7.根据权利要求1所述的一种醇胺溶液碳酸化度的测量装置，其特征在于：反应前，所述水准瓶的液面与量气管的零刻度平齐。
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