CN201333383Y

CN201333383Y - 配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置

Info

Publication number: CN201333383Y
Application number: CNU2008202145772U
Authority: CN
Inventors: 林培川
Original assignee: NANJING SPECIAL GAS FACTORY CO Ltd
Current assignee: NANJING SPECIAL GAS FACTORY CO Ltd
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2018-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，包括配气瓶、真空泵、真空计、气体注射口、注射器、镀膜气袋；配气瓶在低温保温罐中，配气瓶瓶口通过三通分为两路，一路接真空泵和真空计，另一路接气体注射口；气体注射口进气口分为两个，一个进气口接注射器，另一个进气口通过三通分别接镀膜气袋和原料气瓶。本实用新型结构简单，成本低，运行可靠，可以用于配制含低压液化气体组分的多组分混合气体配气。

Description

配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置

技术领域

本实用新型涉及一种配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，属于低压液化气体混合气体制备和气体计量技术应用领域。

技术背景

惰性气体或在常温高压下呈气态的气体，通常采取分压法加入、重量法计量配制高压瓶装气体混合物，这些气体的瓶装高压配制技术非常成熟，不存在问题。要配制浓度较高，组分较多，同时大部分组分气体为低压液化气体组分(通常为含C₁～C₅的烃类有机物等)的瓶装混合气体标准物质，通常要解决以下几个问题：①配制的总压力较低，各组分的分压较小，难以采取压力法逐个加入；②有部分组分常压下可能是液态，如何汽化并减少在配制过程中管道的吸附造成不完全加入；③选择合适的加入与计量方式，同时又能避免加入过量造成在瓶内某些气体液化。现有技术只局限于采取对某些VOCs组分或微量烃类的配制技术，如CN2929671Y注射重量法配气装置，涉及常量、多组分、低压液化气体的瓶装混合气并无合适的配制方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于填补现有设备的空白，提供一种目的在于配制低压易液化的多组分、常量混合气体配制装置——配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置。

本实用新型采取的技术方案是：配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，包括配气瓶、真空泵、真空计、气体注射口、注射器、镀膜气袋；配气瓶在低温保温罐中，配气瓶瓶口通过三通分为两路，一路接真空泵和真空计，另一路接气体注射口；气体注射口进气口分为两个，一个进气口接注射器，另一个进气口通过三通分别接镀膜气袋和原料气瓶。

本实用新型配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，结构简单，成本低，运行可靠，可以用于配制含低压液化气体组分的多组分混合气体配气。

附图说明

图1为本实用新型配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置结构示意图。

图2、为本实用新型配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置的镀膜气袋结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图2所示，镀膜气袋，容积1L～40L，采用复合聚乙烯铝膜材料制成，这是一种非常经济的采样袋。采用Tedlar或Teflon FEP材料(杜邦公司Du，Pont，Co的商标名称)制成的镀膜气袋(又称采样袋)，性能更加优良。Tedlar材料比Teflon FEP材料的渗透性更小，并且与通常采样得到得气体化合物不发生化学反应。由于Tedlar材料比Teflon FEP材料更加经济，所以对一些无腐蚀性得气体，如CO、SO₂、H₂S、氡和硫醇等非常适用。标准配置是带有Roberts On/OffBarbed接头和Jaco Septum接头。运输时采用塑料包装，以确保采样袋的清洁。此外，使用合适的清洗技术，采样袋都能被重复使用。通常先用有机溶剂冲洗，然后用去离子水把溶剂冲干净即可。采样袋可以放在高压灭菌锅或烘箱中加热至65℃，用来除去残留的有机溶剂。总之，所述镀膜气袋，要求对低分子烃和有机溶剂不吸附，无残留，可在烘箱中加热到65℃条件下使用，并具有非常低的渗透性，可重复使用，容积可达45L(如配气总容积超过45L，可分批加入到气瓶中)。

如图1所示，配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，包括配气瓶、真空泵、真空计、气体注射口3、注射器1、镀膜气袋；配气瓶在低温保温罐2中，配气瓶瓶口通过三通分为两路，一路接真空泵和真空计，另一路接气体注射口3；气体注射口3进气口分为两个，一个进气口接注射器，另一个进气口通过三通分别接镀膜气袋和原料气瓶。

所述低温保温罐2用不锈钢材料制造，外加保温材料，可加干冰或液氮，温度可降至-70℃以下。气体注射口3，可耐3MPa以上压力，带加热功能，使液态组分汽化，用于常温常压下液态组分的配制。真空泵使用旋片式真空泵，真空计选用数显式热偶真空计。各阀门(4、5、6)选用不锈钢高压球阀(为真空阀门)，耐压达16MPa以上。管道接头全部采用不锈钢材质。环境温度、大气压采用合适的测量方法(如使用水银温度计和空盒大气压力计)。

使用本配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置进行配气的配气过程：

按图1所示，接好本配气装置，检查真空气密性。关闭阀门5、关闭阀门6，打开阀门4，对配气瓶抽真空到10Pa以下，关闭阀门4。根据欲配制的混合气浓度计算最终配气压力，通常为0.2～0.5MPa(表压)，然后换算为总体积，求出各组分的分体积(按摩尔体积计算)。打开阀门6，同时用经过计量的玻璃注射器(根据各组分分体积选用不同规格的注射器)由气体注射口加入各液化气体组分和少量永久性气体组分，低压液化气体首先从气体注射口加入，并定量装入配气瓶，关闭阀门6；打开阀门5，永久性气体和高压液化气体由原料气瓶根据压力法加入，并由称重法计量。

配制举例说明：

配制如下组分：

甲烷0.5％乙烷1％乙烯1％丙烯15％丙烷45％异丁烷5％正丁烷5％

丁烯-13％异丁烯3％反丁烯-23％顺丁烯-23％1，3-丁二烯1％

异戊烷0.5％正戊烷0.5％正己烷0.5％氦气13％

首先确定配制总压力和各组分的分容积：

混合气的最终压力决定于混合气中最易液化的组分和浓度，显而易见，正己烷是最易液化的，丙烷浓度最高。按正己烷算：混合气的最终压力的，经计算，20℃时，混合气可配制的最终压力为2.3MPa；按丙烷算为1.13MPa(60％的饱和蒸气压)，最终配制压力确定为1.13MPa。

如果欲配气瓶容积为4L，按理想气体计算，常压下总容积为4×1.13×10＝45.2升，求出各组分的分容积：

甲烷0.226升乙烷0.452升乙烯0.452升丙烯6.78升丙烷20.34升异丁烷2.26升正丁烷2.26升丁烯-11.356升异丁烯1.356升反丁烯-21.356升顺丁烯-21.356升1，3-丁二烯0.452升异戊烷0.226升正戊烷0.226升正己烷0.226升氦气5.876升。

丙烷、丙烯和氦气由压力法加入，称重法计量。加入镀膜气袋中的总体积不大于12.204升；压力表计量压力不低于0.14(氦气)；称重质量不小于1克(氦气)。

操作步骤：

1.把液态正戊烷、异戊烷和正己烷通过注射器(此时采用称量注射器)加入前后的质量差得到(电子天平，分辨率优于0.001克，最大称量大于100克)。注射到***中的液态组分通过加热注射口和管道，加入配气瓶，残余气体通过加入后续组分带入配气瓶。

2.甲烷、乙烷等气态样品通过体积计量，定量加入到镀膜气袋，通过对配气瓶低温冷冻，让气袋中气体在配气瓶内液化(体积缩小，甲烷要首先加入)。

3.对体积大、含永久性气体的丙烯、丙烷和氦气等组分，采用压力法加入，称量配气瓶加入气体前后质量变化得到加入气体的质量。

Claims

1、一种配制含低压液化气体组分的混合气体配气装置，包括配气瓶、真空泵、真空计、气体注射口、注射器、镀膜气袋；配气瓶在低温保温罐中，配气瓶瓶口通过三通分为两路，一路接真空泵和真空计，另一路接气体注射口；气体注射口进气口分为两个，一个进气口接注射器，另一个进气口通过三通分别接镀膜气袋和原料气瓶。