用于测定吸附剂的甲醛吸附性能的实验装置及其测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于测定吸附剂甲醛吸附性能的实验装置及其测定方法，属于室内环境检验领域，该实验装置包括可以设定温度的恒温水浴，提供载气的压缩气瓶，控制和计量空气流量的干路、支路流量控制器，盛有蒸馏水的洗气瓶，带有外套的环境舱，声光气体分析仪以及显示器；环境舱的相对侧壁上开有进气口和出气口，顶部装有搅拌风扇并开有采样孔。声光气体分析仪通过管路连接环境舱的进、出气口。该实验方法是利用声光气体分析仪在线实时检测不放置吸附剂的空白环境舱和放置吸附剂的环境舱中的甲醛平衡浓度，计算得到吸附剂的甲醛吸附性能。本发明专利技术的实验装置及其测定方法能够很好控制温湿度，操作简便，具有较高的精度和可信度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于室内环境检验领域，特别涉及一种用于测定吸附剂的甲醛吸附性能的实验 装置及其测定方法。
技术介绍
甲醛是室内主要污染物之一，它已被世界卫生组织(WHO)确定为致癌物。室内甲醛的 主要来源有胶合板、刨花板、纤维板等装饰装修材料。研究者提出在建材中添加吸附剂来 控制甲醛的源头散发，它的前提是吸附剂对甲醛有优良的吸附性能。分离系数是表征吸附剂吸附性能的参数。 一般来讲，吸附剂分离系数的测定方法可以大致分为两类动态法和 静态法。动态法是固定进口气体浓度穿过吸附剂的堆积床，实时检测出口浓度一直到进口 浓度水平，通过积分进出口浓度的差值计算分离系数。这种方法的不足是要求一个非常可 靠的进气装置保证进口浓度恒定，否则进口浓度的波动会给最终结果带来较大误差。静态法是将已知质量的有机挥发物(VOC)注入干净的密闭环境舱中并测试浓度衰减到平衡状 态。和前面的动态法相比，静态法更便于研究吸附剂的吸附性能。但是，文献中已经测试 的VOC在常温常压下存在液态，可以通过用注射器计量体积的方法方便地确定注入的质 量，而甲醛在常温常压下不存在液态(沸点-21"C),这给确定甲醛的注入量带来了困难。传 统测试甲醛的方法如分光光度法等，存在操作复杂，耗费时间，且人为误差大的缺点。同 时，环境的温度和湿度也会影响到吸附剂的甲醛吸附性能，而己有的实验装置不能很好地 对温湿度进行控制。因此，有必要发展一种简单有效的新方法对吸附剂甲醛吸附性能进行 测定。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有实验方法的不足，提供一种用于测定吸附剂的甲醛吸附 性能的实验装置及其测定方法，本专利技术的实验装置及其测定方法能够很好控制温湿度，操 作简便f具有较高的精度和可信度。为实现上述目的，本专利技术提出一种用于测定吸附剂甲酸吸附性能的实验装置，其特征 在于，该实验装置包括可以设定温度的恒温水浴，提供载气的压縮气瓶，控制和计量载气 流量的干路、支路流量控制器，盛有蒸馏水的洗气瓶，带有外套的环境舱，在线实时检测 甲醛浓度的声光气体分析仪以及显示器；环境舱的相对侧壁上开有进气口和出气口，顶部 装有搅拌风扇并开有采样孔；所述恒温水浴提供的恒温热水从环境舱周边外套的上部开口 进入，从外套的下部开口返回恒温水浴；压縮气瓶l的输出端通过连接管路与干路流量控 制器的输入端相连通，干路流量控制器的输出端分别与支路流量控制器的输入端及洗气瓶的入口相连，支路流量控制器的输出端及洗气瓶的出口相互相通后再通过连接管路连接至 环境舱的进气口；所述声光气体分析仪的检测进口通过管路连接环境舱的出气口，声光气 体分析仪的检测出口端通过管路连接环境舱的进气口。显示器与声光气体分析仪的数据输 出端相连。本专利技术还提出采用上述实验装置测定吸附剂甲醛吸附性能的实验方法，其特征在于， 该方法包括以下步骤1) 开启恒温水浴，设定实验要求的温度；2) 密闭环境舱(环境舱内不放置吸附剂)，打开采样孔。开启压缩气瓶，通过调整干路、 支路流量控制器设定载气的相对湿度。开启声光气体分析仪，实时检测环境舱内相对湿度 和残留的甲醛浓度。当相对湿度达到实验要求的设定值并且甲醛残留浓度在允许的范围 时，关闭压縮气瓶和干路、支路流量控制器；3) 向环境舱注入确定体积的甲醛气体后，关闭采样孔；声光气体分析仪继续检测相 对湿度和甲醛浓度变化，直至甲醛浓度达到平衡状态；4) 打开采样孔，并连接管路至室外；开启压縮气瓶和干路、支路流量控制器，直至 环境舱内甲醛浓度降至允许的范围；打开环境舱，放入待测定的确定体积的吸附剂后密闭； 当相对湿度接近设定值并且甲醛浓度在允许的范围时，关闭压縮气瓶和干路、支路流量控 制器；5) 向环境舱注入同步骤3)中相同体积的甲醛气体后，关闭采样孔。声光气体分析仪 检测环境舱内甲醛浓度变化，直至甲醛浓度达到平衡状态；6) 计算分离系数。根据步骤3)和5)，存在质量守恒方程<formula>formula see original document page 5</formula>联立式(1)和(2)，可以得到 <formula>formula see original document page 5</formula>式中，K为环境舱体积，单位为m、 d为步骤3)中甲醛平衡浓度，单位为kg/m、 & 为注入甲醛气体的体积，单位为1113; p为注入甲醛气体的密度，单位为kg/m、 K。为吸附剂 的体积，单位为m、 Q为步骤5)中甲醛平衡浓度，单位为kg/n^《为分离系数。于是， 根据式(3)能够计算得到吸附的测定的剂吸附甲醛的分离系数K。本专利技术的特点及效果本专利技术的实验装置及其测定方法，采用声光气体分析仪在线实时检测甲醛浓度，采样 气体经过检测后又返回环境舱，声光气体分析仪的检测过程不改变气体组分和浓度，因此 能避免常规的采样检测后对吸附剂吸附平衡的破坏；通过设计不放置吸附剂的空白环境舱 实验(对应上述步骤2)和3))，方便地解决了传统方法甲醛注入量确定困难的问题；同时，环境舱的温湿度能够得到很好地控制。这些特点都有助于简单有效地对吸附剂吸附甲醛的性能进行测定。附图说明图1为本专利技术的实验装置的总体示意图。具体实施例方式本专利技术提出的由于测定吸附剂甲醛吸附性能的实验方法和装置结合附图及实施例详细说明如下本专利技术的实验装置总体示意图，如图1所示，该实验装置包括可以设定温度的恒温水浴IO，提供载气的压縮气瓶l，控制和计量载气流量的干路流量控制器2及支路流量控制器3，盛有蒸馏水的洗气瓶4，带有外套的环境舱6，在线实时检测甲醛浓度的声光气体分析仪11以及显示器12;该环境舱6的相对侧壁上开有进气口5和出气口9，顶部装有搅拌风扇7并开有采样孔8;所述恒温水浴10提供的恒温热水从环境舱6周边外套的上部开口进入，从外套的下部开口返回恒温水浴l.O;压縮气瓶1的输出端通过连接管路与干路流量控制器2的输入端相连通，干路流量控制器2的输出端分别与支路流量控制器3的输入端及洗气瓶4的入口相连，支路流量控制器3的输出端及洗气瓶4的出口相互相通后再通过连接管路连接至环境舱的进气口5;所述声光气体分析仪11的检测进口通过管路连接环境舱6的出气口9，声光气体分析仪11的检测出口端通过管路连接环境舱6的进气口。显示器12与声光气体分析仪ll的数据输出端相连。本专利技术的各部件的实施例详细说明如下本实施例的压縮气瓶1为通用压縮气瓶。本实施例的干路流量控制器2和支路流量控制器3型号均为D08-3C/ZM，能够控制和计量流量，并显示流量数据。本实施例的洗气瓶4为圆柱形钢瓶，体积2L。本实施例的环境舱6为不锈钢材料制造，呈圆柱形，内径300mm，高度430mm，体积30L;不锈钢环境舱6的周边设置中空的不锈钢外套，外套上下部各有一开口，供恒温热水通过；外套覆盖一层黑色橡塑材料保温。本实施例的恒温水浴10为通用水浴加热设备，能够设定水浴温度。本实施例的声光气体分析仪11型号为INNOVA-1312，其基于声光红外线检测理论检测气体浓度，检测过程不改变气体的组分和浓度，同时能够实现在线实时检测。本实施例的显示器12为通用计算机的显示器，用于显示在线实时检测的数据。本实施例中声光气体分析仪连接环境舱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定吸附剂甲醛吸附性能的实验装置，其特征在于，该实验装置包括可以设定温度的恒温水浴，提供载气的压缩气瓶，控制和计量载气流量的干路流量控制器、支路流量控制器，盛有蒸馏水的洗气瓶，带有外套的环境舱，在线实时检测甲醛浓度的声光气体分析仪以及显示器；环境舱的相对侧壁上开有进气口和出气口，顶部装有搅拌风扇并开有采样孔；所述恒温水浴提供的恒温热水从环境舱周边外套的上部开口进入，从外套的下部开口返回恒温水浴；压缩气瓶１的输出端通过连接管路与干路流量控制器的输入端相连通，干路流量控制器的输出端分别与支路流量控制器的输入端及洗气瓶的入口相连，支路流量控制器的输出端及洗气瓶的出口相互相通后再通过连接管路连接至环境舱的进气口；所述声光气体分析仪的检测进口通过管路连接环境舱的出气口，声光气体分析仪的检测出口端通过管路连接环境舱的进气口；显示器与声光气体分析仪的数据输出端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张寅平，何中凯，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]