CN211263349U - 多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，包括：多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱，第一气源，第二气源，第一质量流量控制器，第二质量流量控制器，第一四通阀，第一加热炉，试剂管，恒温水浴，冷凝管，第二四通阀，背压阀，六通阀，机械压力表，穿透柱，第二加热炉，吸收瓶，真空泵，第一三通电磁阀，第二三通电磁阀，热导检测器，气体混合器，温度控制器，温度传感器，加热风扇，高温加热炉，石英穿透管。本多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪将多种测试功能模块化集成，克服了传统测试吸附穿透曲线的仪器功能单一无法满足吸附剂多样性测试需求的缺陷。

Description

多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪

技术领域

本实用新型涉及物理吸附的仪器设备领域，具体涉及一种多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪。

背景技术

固定床反应器被普遍应用于工业催化、高纯气体制备、尾气处理等领域。发生在固定床上的物理吸附是吸附剂将多组份吸附质气体全部或有选择性地吸收从而实现了其在工业上的应用。针对不同领域的应用吸附剂种类不同，例如活性炭对VOC气体具有较强的吸附作用，可用于有机蒸汽的回收和空气净化；分子筛、MOF等带材料对特定气体具有显著选择性吸附，可用于空分、提纯等混合气体分离领域。

完整的理解发生在固定床上的吸附、脱附过程是吸附分离、工业催化等工业应用的关键所在，因此测定分离工艺合理比例的缩小的固定床反应器的穿透曲线具有十分重要的价值。目前测定穿透曲线的分析仪器功能单一无法满足吸附剂的多样性测试需求。

实用新型内容

为了克服现有测定吸附穿透曲线的分析仪器结构单一无法满足吸附剂多样性的测试需求的缺点，本实用新型提出了一种具有真空活化、有机蒸汽发生、微量高温测试、分光光度法测试等功能的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，包括：多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱，第一气源，第二气源，第一质量流量控制器，第二质量流量控制器，第一四通阀，第一加热炉，试剂管，恒温水浴，冷凝管，第二四通阀，背压阀，六通阀，机械压力表，穿透柱，第二加热炉，吸收瓶，真空泵，第一三通电磁阀，第二三通电磁阀，热导检测器，气体混合器，温度控制器，温度传感器，加热风扇，高温加热炉，石英穿透管。

所述第一气源、第二气源、吸收瓶、真空泵、第一三通电磁阀置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱外部；所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第一四通阀、第一加热炉、试剂管、恒温水浴、冷凝管、第二四通阀、背压阀、六通阀、机械压力表、穿透柱、第二加热炉、第二三通电磁阀、热导检测器、气体混合器、温度控制器、温度传感器、加热风扇置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱内部。

所述第一气源的出气口与第一质量流量控制器的进气口连接，第二气源的出气口与第二质量流量控制器的进气口连接；第一质量流量控制器的出气口与气体混合器的进气口连接，第二质量流量控制器的出气口与第一四通阀连接，第一四通阀与气体混合器的进气口连接。

所述试剂管的进气口与所述第一四通阀连接，所述试剂管的出气口与所述冷凝管的进气口连接，所述冷凝管的出气口与所述第一四通阀连接。所述试剂管置于所述第一加热炉的加热腔内，所述冷凝管置于所述恒温水浴内。

所述气体混合器的出气口与第二四通阀连接，第二四通阀与六通阀连接，穿透柱的底部气口与六通阀连接，机械压力表固定设置在穿透柱的底部气口与六通阀连接的气路上；穿透柱的顶部气口与第二三通电磁阀连接，第二三通电磁阀与六通阀连接，同时第二三通电磁阀与第一三通电磁阀连接；第一三通电磁阀分别与吸收瓶和真空泵连接。

所述第二四通阀与所述背压阀的进气口连接，所述背压阀的出气口与所述热导检测器的进气口连接，所述热导检测器的出气口排空。

所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱外壳为夹层结构，外面两层表板为不锈钢，内部夹层为保温材料；所述加热风扇分别设置安装在所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱的四个边角的位置；所述温度控制器和温度传感器固定在多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱顶部。

由上述实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型其有益效果为：所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪具有真空活化、有机蒸汽发生、微量高温测试、分光光度法测试、反吹活化、变压吸附等功能，克服了传统测试吸附穿透曲线的仪器功能单一无法满足吸附剂多样性测试需求的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪的结构示意图；

图2为第一四通阀的结构示意图；

图3为六通阀结构示意图；

图4为第二四通阀结构示意图；

图5为微量高温测试***结构示意图。

图中1.多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱，2-1.第一气源，2-2.第二气源，3-1.第一质量流量控制器，3-2.第二质量流量控制器，4.第一四通阀，41.第一四通阀接口一，42.第一四通阀接口二，43.第一四通阀接口三，44.第一四通阀接口四，5.第一加热炉，6.试剂管，7.恒温水浴，8.冷凝管，9.第二四通阀，91.第二四通阀接口一，92.第二四通阀接口二，93.第二四通阀接口三，94.第二四通阀接口四，10.背压阀，11.六通阀，111.六通阀接口一，112.六通阀接口二，113.六通阀接口三，114.六通阀接口四，115.六通阀接口五，116.六通阀接口六，12.机械压力表，13.穿透柱，14.第二加热炉，15.吸收瓶，16真空泵，17.第一三通电磁阀，18.第二三通电磁阀，19.热导检测器，20.气体混合器，21.温度控制器，22.温度传感器，23.加热风扇，24.高温加热炉，25.石英穿透管。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

【实施例1】

图1所示一种多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，包括：多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1，第一气源2-1，第二气源2-2，第一质量流量控制器3-1，第二质量流量控制器3-2，第一四通阀4，第一加热炉5，试剂管6，恒温水浴7，冷凝管8，第二四通阀9，背压阀10，六通阀11，机械压力表12，穿透柱13，第二加热炉14，吸收瓶15，真空泵16，第一三通电磁阀17，第二三通电磁阀18，热导检测器19，气体混合器20，温度控制器21，温度传感器22，加热风扇23，高温加热炉24，石英穿透管25。

所述第一气源2-1、第二气源2-2、吸收瓶15、真空泵16、第一三通电磁阀17置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1外部；所述第一质量流量控制器3-1、第二质量流量控制器3-2、第一四通阀4、第一加热炉5、试剂管6、恒温水浴7、冷凝管8、第二四通阀9、背压阀10、六通阀11、机械压力表12、穿透柱13、第二加热炉14、第二三通电磁阀18、热导检测器19、气体混合器20、温度控制器21、温度传感器22、加热风扇23置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1内部。

所述第一气源2-1的出气口与第一质量流量控制器3-1的进气口连接，第二气源2-2的出气口与第二质量流量控制器3-2的进气口连接；第一质量流量控制器3-1的出气口与气体混合器20的进气口连接，第二质量流量控制器3-2的出气口与第一四通阀接口一41连接，第一四通阀接口四44与气体混合器20的进气口连接。所述试剂管6的进气口与所述第一四通阀接口二42连接，所述试剂管6的出气口与所述冷凝管8的进气口连接，所述冷凝管8的出气口与所述第一四通阀接口三43连接所述试剂管6置于所述第一加热炉5的加热腔内，所述冷凝管8置于所述恒温水浴7内。

所述气体混合器20的出气口与第二四通阀9连接，第二四通阀9与六通阀11连接，穿透柱13的底部气口与六通阀11连接，机械压力表12固定设置在穿透柱13的底部气口与六通阀11连接的气路上；所述穿透柱13为内部中空结构，内部可填充吸附剂用于测试。穿透柱13的顶部气口与第二三通电磁阀18连接，第二三通电磁阀18与六通阀11连接，同时第二三通电磁阀18与第一三通电磁阀17连接；第一三通电磁阀17分别与吸收瓶15和真空泵16连接；所述吸收瓶15内装吸收液，该吸收液吸收吸附质气体变色，通过分光光度计测试吸收液的吸光度。

当穿透柱13的吸附剂进行吸附穿透实验时，第二四通阀接口一91与第二四通阀接口二92连通，第二四通阀接口三93与第二四通阀接口四94连通；当进行真空活化时，切换第二四通阀9使得第二四通阀接口一91与第二四通阀接口四94连通，第二四通阀接口二92与第二四通阀接口三93连通，然后真空泵16工作将穿透柱13内抽真空从而实现穿透柱13内吸附剂的真空活化。

当进行反吹活化时，所述第二加热炉14为穿透柱13中的吸附剂加热，切换六通阀11使六通阀接口一111与六通阀接口二112气路断开，同时六通阀接口一111与六通阀接口六116连通，第二气源2-2中的气体由六通阀接口一111进入经六通阀接口六116和穿透柱3出气口反向流入穿透柱，然后再由穿透柱13出气口、六通阀接口二112、六通阀接口三113、六通阀接口四114、六通阀接口五115流出，实现穿透柱13中的吸附剂的反吹活化。

所述穿透柱13可替换为石英穿透管（25），其内部盛装吸附剂用于测试；所述高温加热炉24内有圆形卡槽可将所述石英穿透管25放置其内部加热。

所述第二四通阀9与所述背压阀10的进气口连接，所述背压阀10的出气口与所述热导检测器19的进气口连接，所述热导检测器19的出气口排空。所述第二四通阀9具有四个接口，分别为第二四通阀接口一91，第二四通阀接口二92，第二四通阀接口三93，第二四通阀接口四94，上述四个接口可用于第二四通阀9气路切换。

所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1外壳为夹层结构，外面两层表板为不锈钢，内部夹层为保温材料；所述加热风扇23分别设置安装在所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1的四个边角的位置；所述温度控制器21和温度传感器22固定在多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1顶部。

检测器可以是热导检测器19或质谱检测器或气相色谱仪。所述质谱检测器和气相色谱仪可以检测多组份吸附质气体流过穿透柱13后浓度的变化，与所述热导检测器19相比质谱检测器和气相色谱仪具有检测范围更宽、检测精度更高的优势。

【实施例2】

所述第一四通阀4和第二四通阀9可以是手动四通阀，则该手动四通阀旋转杆需安装在多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1外部以便于操作；另外，所述第一四通阀4和第二四通阀9也可以是电磁四通阀，该电磁四通阀安装在多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱1内，无需手动操作，有利于实现仪器的自动化控制。同样，所述六通阀11可以是手动六通阀也可以是电磁六通阀。

【实施例3】

用于测量穿透柱13中气体压力的装置除机械压力表12外还可以是压力传感器，该压力传感器和多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪的软件配合使用，所述压力传感器将采集到的穿透柱13中气体压力的模拟量通过电路***传输给多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪的软件，该软件将模拟量转换成数字量显示出来，用以实时监控穿透柱13中气体的压力。所述压力传感器可以更加精确的测量穿透柱13中气体压力。

【实施例4】

所述背压阀10可以是手动背压阀也可以是自动控制背压阀。所述手动控制背压阀的控制旋钮安装在仪器外部，方便调压操作；所述自动控制背压阀安装在仪器内部与多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪的软件配合使用，软件将数字量转换成模拟量传输给自动控制背压阀，自动控制背压阀根据接收到的命令自动调节穿透柱13内的压力到达目标压力值。所述自动控制背压阀可实现仪器的自动调压，有利于实现仪器的自动化；另外，自动控制背压阀调压更加快速、准确。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，包括：多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1），第一气源（2-1），第二气源（2-2），第一质量流量控制器（3-1），第二质量流量控制器（3-2），第一四通阀（4），第一加热炉（5），试剂管（6），恒温水浴（7），冷凝管（8），第二四通阀（9），背压阀（10），六通阀（11），机械压力表（12），穿透柱（13），第二加热炉（14），吸收瓶（15），真空泵（16），第一三通电磁阀（17），第二三通电磁阀（18），热导检测器（19），气体混合器（20），温度控制器（21），温度传感器（22），加热风扇（23），高温加热炉（24），石英穿透管（25）；所述第一气源（2-1）、第二气源（2-2）、吸收瓶（15）、真空泵（16）、第一三通电磁阀（17）置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1）外部；所述第一质量流量控制器（3-1）、第二质量流量控制器（3-2）、第一四通阀（4）、第一加热炉（5）、试剂管（6）、恒温水浴（7）、冷凝管（8）、第二四通阀（9）、背压阀（10）、六通阀（11）、机械压力表（12）、穿透柱（13）、第二加热炉（14）、第二三通电磁阀（18）、热导检测器（19）、气体混合器（20）、温度控制器（21）、温度传感器（22）、加热风扇（23）置于多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1）内部；所述第一气源（2-1）的出气口与第一质量流量控制器（3-1）的进气口连接，第二气源（2-2）的出气口与第二质量流量控制器（3-2）的进气口连接；第一质量流量控制器（3-1）的出气口与气体混合器（20）的进气口连接，第二质量流量控制器（3-2）的出气口与第一四通阀（4）连接，第一四通阀（4）与气体混合器（20）的进气口连接；所述试剂管（6）的进气口与所述第一四通阀（4）连接，所述试剂管（6）的出气口与所述冷凝管（8）的进气口连接，所述冷凝管（8）的出气口与所述第一四通阀（4）连接；所述试剂管（6）置于所述第一加热炉（5）的加热腔内，所述冷凝管（8）置于所述恒温水浴（7）内；所述气体混合器（20）的出气口与第二四通阀（9）连接，第二四通阀（9）与六通阀（11）连接，穿透柱（13）的底部气口与六通阀（11）连接，机械压力表（12）固定设置在穿透柱（13）的底部气口与六通阀（11）连接的气路上；穿透柱（13）的顶部气口与第二三通电磁阀（18）连接，第二三通电磁阀（18）与六通阀（11）连接，同时第二三通电磁阀（18）与第一三通电磁阀（17）连接；第一三通电磁阀（17）分别与吸收瓶（15）和真空泵（16）连接；所述第二四通阀（9）与所述背压阀（10）的进气口连接，所述背压阀（10）的出气口与所述热导检测器（19）的进气口连接；所述加热风扇（23）分别设置安装在所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1）的四个边角的位置；所述温度控制器（21）和温度传感器（22）固定在多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1）顶部。

2.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述穿透柱（13）为内部中空结构，穿透柱（13）内部填充吸附剂。

3.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述穿透柱（13）可替换为石英穿透管（25），其内部盛装吸附剂；所述高温加热炉（24）内有圆形卡槽可将所述石英穿透管（25）放置其内部加热。

4.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述吸收瓶（15）内装吸收液，可通过分光光度计测试吸收液的吸光度。

5.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，可用质谱检测器或气象色谱仪替换热导检测器（19）来检测尾气浓度。

6.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪机箱（1）外壳的夹层结构，外面两层表板为不锈钢，内部夹层为保温材料。

7.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述第一四通阀（4）和第二四通阀（9）为手动四通阀或者电磁四通阀。

8.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，所述六通阀（11）为手动六通阀或者电磁六通阀。

9.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，可用压力传感器替换机械压力表（12）来测量穿透柱（13）中气体压力。

10.根据权利要求1所述的多组分竞争性吸附穿透曲线分析仪，其特征在于，用于调节穿透柱（13）中气体压力的背压阀（10）为手动背压阀或自动控制背压阀。

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