多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置，它的干燥柱的出口处分成三路，一路直接与变压吸附柱上端的进气口相连，一路与气体混合柱的进气口相连，另一路经有机气体发生器和微型填料柱与气体混合柱的进气口相连，气体混合柱的出口与变压吸附柱下端的进气口相连，每个变压吸附柱上均设有三个或三个以上的气体采样单元以及与气体采样单元对应的温度采样单元，中段处设有压力采样单元，其下端设有两个或两个以上的第二温度采样单元，气体采样单元与气相色谱仪相连，压力采样单元和温度采样单元与温度、压力数字采集系统相连。本发明专利技术具有性能安全可靠、使用简捷方便、处理效率高、能耗低、结构紧凑、美观大方等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到环境保护领域中大气污染控制设备，特指一种多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置。
技术介绍
在涂装，印刷，制鞋和化工生产的许多行业中，一些工业产品的生产工艺过程都伴有大量的挥发性化合物(VOCS)废气的排出。挥发性有机化合物废气能够对人的健康和动植物的生长造成危害。随着人们对生活质量的要求不断提高，国家也将大气污染采取了更加严格的控制措施。以前很少关注的挥发性有机气体的处理将成为大气污染控制的一个重点。对排放的VOCS废气的治理，一般情况下有多种工艺技术可以应用，但对于目前国内许多生产工艺过程产生的大风量，低浓度的VOCS废气的控制与治理，是空气净化的难题。目前来看吸附能比较好的解决这个问题，在国外发达国家吸附的机理尚没有完全搞明白，工业化的应用也只是根据小型装置实验的经验进行适当的放大；国内对有机气体的吸附研究尚处于起步阶段，尚没有成套的为了给吸附研究和教学提供便利的实验装置，开发连续性变压吸附实验装置已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种性能安全可靠、使用简捷方便、处理效率高、能耗低、结构紧凑、美观大方的多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的解决方案为一种多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置，其特征在于它包括干燥柱、气体混合柱、有机气体发生器、微型填料柱以及一个或一个以上的变压吸附柱，所述干燥柱的出口处分成三路，一路直接与变压吸附柱上端的进气口相连，一路与气体混合柱的进气口相连，另一路经有机气体发生器和微型填料柱与气体混合柱的进气口相连，气体混合柱的出口与变压吸附柱下端的入口相连，每个变压吸附柱上均设有三个或三个以上的气体采样单元以及与气体采样单元对应的温度采样单元，变压吸附柱的中段处设有压力采样单元，每个变压吸附柱的下端设有两个或两个以上的第二温度采样单元，气体采样单元与气相色谱仪相连，压力采样单元和温度采样单元与温度、压力数字采集系统相连。所述干燥柱与变压吸附柱上端入口之间的管路分成大流量的吹扫脱附管路和小流量的真空脱附管路。所述变压吸附柱的所有进、出口管路上均设有手动阀和三通。所述微型填料柱的上方设有蛇形管换热器，蛇形管换热器与一恒温水箱相连。所述干燥柱的出口与气体混合柱入口连通的管路上设有第一转子流量计，微型填料柱的出口与气体混合柱入口连通的管路上设有第二转子流量计，干燥柱的出口与变压吸附柱连通的两管路上也设有第三转子流量计以及手动阀。与现有技术相比，本专利技术的优点就在于本专利技术的多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置可以用来研究不同压力下，不同种类吸附剂对不同种类气体的吸附，特别对多成分的有机气体的吸附净化分离以及其吸附/脱附过程中的传热与传质进行微尺度的深化研究。此装置既可用于日常的教学，也可推广于处理工业废气的应用。对于一般的低浓度有机废气其吸附效率在95％以上，对实验室环境不会造成污染，其具有性能安全可靠，使用简捷方便，结构紧凑，美观大方等特点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的工作流程示意图。具体实施例方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的一种多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置，它包括干燥柱1、气体混合柱3、有机气体发生器18、微型填料柱5以及一个或一个以上的变压吸附柱10，所述干燥柱1的出口处分成三路，一路直接与变压吸附柱10上端的入口相连，一路与气体混合柱3的进气口相连，另一路经有机气体发生器18和微型填料柱5与气体混合柱3的进气口相连，气体混合柱3的出口与变压吸附柱10下端的进气口相连，每个变压吸附柱10上均设有三个或三个以上的气体采样单元21以及与气体采样单元21对应的温度采样单元15，变压吸附柱10的中段处设有压力采样单元14，每个变压吸附柱10上的下端设有两个或两个以上的第二温度采样单元22，气体采样单元21与气相色谱仪7相连，压力采样单元14和温度采样单元15与温度、压力数字采集系统13相连。干燥柱1与变压吸附柱10上端入口之间的管路分成大流量的吹扫脱附管路20和小流量的真空脱附管路23。变压吸附柱10的所有进、出口管路上均设有手动阀和三通。微型填料柱5的上方设有蛇形管换热器4，蛇形管换热器4与一恒温水箱6相连。干燥柱1的出口与气体混合柱3入口连通的管路上设有第一转子流量计2，微型填料柱5的出口与气体混合柱3入口连通的管路上设有第二转子流量计24，干燥柱1的出口与变压吸附柱10连通的两管路上也设有第三转子流量计25以及手动阀。参见图1和图2，本专利技术的具体实施例中，干燥柱1为一筒状结构，其内装有干燥剂，干燥剂可为硅胶或其他物质，可吸收空气中的水分，处理在实验过程中可能引起腐蚀的湿分。干燥柱1的出口通过三通分别于气体混合柱3、有机气体发生器18和变压吸附柱10连通，如图所示，有机气体发生器18为设有三个连通口之瓶状器皿，瓶内装有有机溶剂，可挥发出有机气体，提供实验所用的均匀浓度的有机气体，其中以连通口连通干燥柱1干燥后的气体，另一个连通口连接微量泵17，第三个连通口与微型填料柱5连通。微型填料柱5为上部开设有连通嘴之塔式结构，柱内装填乱堆的瓷拉西环，可作为气(汽)、液两相传质用的设备，其上端开口与蛇形管换热器4下端配合，下端开口与有机气体发生器18中间连通口配套，连通嘴与微量泵17连通，利用微量泵17抽出的有机气体发生器18内液体进入微型填料柱5，液体从上而下经过填料，可产生大量的过饱和有机气体，该气体通过蛇形管换热器4控制温度，进而过饱和气体冷凝成液体并回流。蛇形管换热器置4位于微型填料柱5的上方，其上设有与恒温水箱6相通的进出管，低温恒温水从上部进入从下部排出，可冷凝过饱和的有机气体从而产生一定浓度的挥发性有机气体。气体混合柱3也为筒状结构，可由普通玻璃制成，上端接有三通，其中一接口与干燥后的气体连接，另一接口接蛇形管换热器4，通过三通分别将空气和有机气体导入气体混合柱3内，可使干燥好的待测气体更充分地与有机气体混合，使实验更准确，并起到缓冲作用。气体混合柱3通过三通与电磁阀进入变压吸附柱。变压吸附柱10为不锈钢制成的，其内放有吸附剂，吸附剂可以为活性炭、氧化铝、硅胶、沸石等。每个变压吸附柱10都分别设有四个浓度测试单元，六个温度采样单元15和一个压力采样单元14，四个浓度测试单元接口分别都接有手动阀16，当要与气相色谱仪7连通进行采样时就打开手动阀16测试吸附/脱附的浓度。温度采样单元15接口均接有温度传感器，压力采样单元14接口接有压力表与压力传感器，温度传感器与压力传感器都接到温度、压力数字采集系统13进行信号转化并采集数据。每个变压吸附柱10的进出口管路上均设有三通与手动阀，用于可与气相色谱仪7连通测试进出口浓度，如气体混合柱3与变压吸附柱10连通的管路，干燥柱1分大小两流量与变压吸附柱10连接的管路，从变压吸附柱10上端出口与真空泵11连接的管路，从变压吸附柱10下端出口与冷凝器连接的管路。吸附净化后的气体由真空泵11从变压吸附柱10上端抽出排出，脱附后含高浓度的有机气体的空气由真空泵11从变压吸附柱10的下端抽出到冷凝器12冷凝后排出，冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多成分有机气体变压吸附与实时测试控制实验装置，其特征在于：它包括干燥柱（１）、气体混合柱（３）、有机气体发生器（１８）、微型填料柱（５）以及一个或一个以上的变压吸附柱（１０），所述干燥柱（１）的出口处分成三路，一路直接与变压吸附柱（１０）上端的进气口相连，一路与气体混合柱（３）的进气口相连，另一路经有机气体发生器（１８）和微型填料柱（５）与气体混合柱（３）的入口相连，气体混合柱（３）的出口与变压吸附柱（１０）下端的进气口相连，每个变压吸附柱（１０）上均设有三个或三个以上的气体采样单元（２１）以及与气体采样单元（２１）对应的温度采样单元（１５），变压吸附柱（１０）的中段处设有压力采样单元（１４），每个变压吸附柱（１０）上的下端设有两个或两个以上的第二温度采样单元（２２），气体采样单元（２１）与气相色谱仪（７）相连，压力采样单元（１４）和温度采样单元（１５）与温度、压力数字采集系统（１３）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立清，朱正双，高招，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]