一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪及方法技术

本发明专利技术提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪及方法，属于环保技术领域，该测试仪包括带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；该测试仪在反应进行前需调节反应的初始参数，再通过旋转加料装置进行加料，避免提前加料对于反应过检测的影响；本发明专利技术采用双层石英玻璃反应釜，可实时观察反应现象，且反应釜与金属基座相配合，法兰结构密封反应釜，在保证气密性的同时可承受较高的正负压，本发明专利技术准确便捷的探索物质遇水反应产气规律，研究促进或抑制方法，明确相关反应机理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保
，具体涉及一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪及方法。
技术介绍
工业生产中有些物质遇湿可产生气体，如电石与水反应生成乙炔气体，金属铝粉与水反应产生氢气；产生的气体有些可应用与工业生产，具有经济效益。有些却是工艺副产物，同时对人体有毒有害，且可造成环境污染；另外，在氢能源领域，近年来研究的一个重点方向就是铝粉与水反应产生氢气，氢能源具有高热值和环保的特点，可以作为水下载具或者便携式电池的动力来源。现阶段并没有相关的设备来研究物质遇湿产生气体，已有的一些简要实验装置，测量精度差，操作繁琐且全部需要人工进行，自动化程度很低，无法实时进行数据查询，从而无法判断出反应进行程度，也就无法判断出何时可以停止测试；而且只可以针对某种物质进行检测，检测范围十分有限。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪及方法，以达到准确便捷的探索物质遇水反应产气规律，研究促进或抑制方法，明确相关反应机理的目的。一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，包括：带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；其中，所述的反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，加热装置内部设置有加热器热电阻；所述的压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端。所述的反应釜，中间设置有注水夹层，加热装置通过进水管和出水管连接反应釜的注水夹层，加热后的水在夹层中形成水流循环。所述的带有升降摇柄的支架，摇柄通过丝杠调节反应釜上升和下降。所述的控制部分设置于控制柜中，带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀和加料电磁阀设置于实验柜中；所述的控制柜与实验柜结构相互独立，并排放置；实验柜内线路依次穿过实验柜侧壁通孔和控制柜侧壁通孔连接控制部分；控制柜与实验柜均独立设有四个万向轮。所述的控制部分包括PLC。该测试仪还包括蜂鸣器和显示器。采用物质遇湿产生可燃气体的测试仪进行的测试方法，包括以下步骤：步骤1、确定所需反应物物质的量，在加料托盘中加入所需的反应物物质，密封反应釜；步骤2、确定反应釜注水夹层内循环水温度初始值、实验初始压力初始值、反应所需溶液体积初始值、反应釜内压力阈值和反应釜内温度值阈值；步骤3、采用控制部分的PLC控制加料泵工作和加料电磁阀导通，由原料罐向反应釜中注入反应所需溶液，采用流量计实时采集流量值；当采集的流量值达到设置的反应所需溶液体积时，PLC控制加料泵关闭和加料电磁阀关闭；步骤4、采用PLC控制加热装置对循环水进行加热，并采用加热器热电阻实时采集加热装置内部水的温度，比较实时采集的温度值与设定的初始值，进行循环加热，当反应釜内温度值达到设定阈值时，执行步骤5；步骤5、采用PLC调节反应釜中内压力值至初始值，压力值到达初始值后停止调节，具体为：当压力传感器采集的压力值大于设定初始值时，则采用PLC控制真空泵工作和负压电磁阀导通，排出反应釜内气体，使反应釜中内压力值至初始值误差范围内；当压力传感器采集的压力值小于设定初始值时，则采用PLC控制正压泵工作和正压电磁阀导通，反应釜充入气体，使反应釜中内压力值至初始值误差范围内；步骤6、采用PLC控制旋转加料装置转速，从加料托盘上甩出反应物进入反应溶液内，进行反应；步骤7、采用压力传感器按照设定的时间间隔采集反应釜内压力值，并记录；步骤8、采用压力传感器采集反应釜中的压力值并采用反应釜热电阻采集反应釜内部的温度值，当压力传感器采集的压力值或反应釜热电阻实时采集的温度值大于设定阈值时，则采用PLC控制蜂鸣器报警，排气电磁阀自动开启；步骤9、反应结束，开启排气电磁阀，调节反应釜内压力至大气压力。本专利技术优点：本专利技术提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪及方法，本专利技术所用各传感器均有较高的精度要求，这极大的保证了检测过程的准确性。由于测试范围较广，本专利技术考虑了产生的气体有些可能具有火灾爆炸危险性，因此本专利技术所选电器设备均具有防爆要求。同时，将反应各部件和控制部件分别放置于反应柜和控制柜内，避免了潮气对控制电路的影响，同时也避免了腐蚀性液体蒸发出的蒸汽对控制电路部分的腐蚀。与溶液接触的各个金属部件如果裸露在外，有可能会被腐蚀或者影响反应进行，本专利技术在这些金属部件上均喷涂有四氟乙烯，避免了腐蚀或对反应造成的影响。同时，本专利技术采用的双层石英玻璃反应釜，可以实时观察反应现象。反应釜采用双层石英玻璃与金属基座相配合，法兰结构密封反应釜，在保证反应釜气密性的同时，可以承受较高的正负压。在反应进行前，需要调节反应的初始参数，如温度和压力值，通过本专利技术的旋转加料装置可以在反应参数调节完毕后，再进行加料，从而避免了提前加料对于反应过检测的影响；本专利技术可在上述行业进行应用，通过本专利技术可以系统研究出不同温度、不同压力、不同溶液时，不同物质的产气规律，从而可以系统的认识反应机理，对于相关反应可以研究出促进或抑制的方法。可以在环境保护、化工和氢能源行业领域进行应用。附图说明图1为本专利技术一种实施方式的物质遇湿产生可燃气体的测试仪结构示意图；图2为本专利技术一种实施方式的箱体结构示意图；图3为本专利技术一种实施方式的物质遇湿产生可燃气体的测试仪的电路框图；图4为本专利技术一种实施方式的配电系统示意图；图5为本专利技术一种实施方式的总电源控制示意图；图6为本专利技术一种实施方式的加热装置给电原理图；图7为本专利技术一种实施方式的PLC系统通讯图；图8为本专利技术一种实施方式的PLC系统接线图；图9为本专利技术一种实施方式的A1控制器第一模块接线图；图10为本专利技术一种实施方式的A10控制器第二模块接线图；图11为本专利技术一种实施方式的A11控制器第三模块接线图；图12为本专利技术一种实施方式的A12控制器第四模块接线图；图13为本专利技术一种实施方式的脉宽直流电机调速器接线图；图14为本专利技术一种实施方式的遇湿产生可燃性气体测试方法流程图；图15为本专利技术一种实施方式的反应数据曲线图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，包括：带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；其中，所述的反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，加热装置内部设置有加热器热电阻；所述的压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端。...

【技术特征摘要】
1.一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，包括：带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；其中，所述的反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，加热装置内部设置有加热器热电阻；所述的压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端。2.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的反应釜，中间设置有注水夹层，加热装置通过进水管和出水管连接反应釜的注水夹层，加热后的水在夹层中形成水流循环。3.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的带有升降摇柄的支架，摇柄通过丝杠调节反应釜上升和下降。4.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的控制部分设置于控制柜中，带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开立，王延瞳，徐晓虎，郑欣，丁琰琰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21