本发明专利技术公开了一种在反应容器中控制溶解氧的装置，包括具有顶盖的溶液筒，还包括具有液相取样阀和气相取样阀的高压反应釜，所述气相取样阀连接到用于储存惰性气体的储气瓶，所述溶液筒内设有溶氧探头、由搅拌器控制的搅拌叶片和用于连接储存惰性气体的储气瓶的进气管，所述溶氧探头与所述搅拌器均连接入控制器，所述溶液筒的底部通过三通阀与液相取样阀连接，所述顶盖的外表面设有与溶液筒内部相通的限压阀、安全阀、进液阀和排气阀，所述进液阀的顶部高于所述排气阀的顶部，所述进气管上设有进气阀。本发明专利技术还公开了一种在反应容器中控制溶解氧的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及溶解氧的
，特别是涉及ー种。
技术介绍
现有的在エ业锅炉、电站锅炉和反应堆等热カ设备中，通常是低氧的高温高压水或蒸汽的工作环境。在实验室中，为了模拟这种高温高压条件下设计了多种类型的高温高压反应釜。对高压釜的基本要求是密闭性好，不能渗漏液体和气体；高压釜内壁因与试样处于同样的腐蚀环境中，因此必须耐腐蚀；应当有足够的强度，承受长期的高压作用；为试验安全和满足多种实验要求，应附设ー些必要的装置，如温度和压カ控制装置，安全装置和电化学測量接ロ等。然而，仅仅能够保证高温高压反应釜的ー些基本条件和溶液中溶质的浓度还不能与实际热カ设备的运行エ况相同，特别是在实际的实验和研究过程中很难对水中的溶解氧含量进行有效、准确的控制，以至于由于无法达到确定浓度的氧含量条件而造成实验及研究结果失真。即使向反应容器中通入大量惰性气体，控制反应容器及反应溶液在低氧含量也十分不易。在实际生产中，对于不同參数的锅炉，其氧含量控制指标不同。例如，GB/T1576-2008《エ业锅炉水质》中规定，额定蒸汽压カ小于等于IMPa的锅炉及大于1. OMPa小于等于1. 6MPa给水采用软化水的锅炉,给水溶解氧含量小于等于0. lmg/L ;额定蒸汽压カ大于1. 6MPa小于3. 8MPa的锅炉以及大于1. OMPa小于等于1. 6MPa给水采用除盐水的锅炉，给水氧含量控制小于等于0.05mg/L。在GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动カ设备水汽质量》中规定3. 8-5. 8MPa的汽包锅炉给水溶解氧含量小于等于15 y g/L，压カ大于5. 9MPa的汽包锅炉给水溶解氧控制小于等于7 u g/L ;加氧处理溶解氧控制含量为30-150 u g/L0在核电站中，各种用水中的溶解氧含量也有严格的控制指标。在很多实验及研究中，由于很难控制溶液中的氧含量，因此做到模拟低氧高温高压エ况与实际エ况相同或相近同样十分困难。目前，在高温高压反应釜及其他反应容器中进行的模拟实验及研究中，通常对于溶液中氧含量的控制是通过向高压反应爸或反应容器中反应溶液通入一定流量的N2或其它惰性气体对溶液进行除氧操作。但是，水溶液中氧含量受到温度的影响，不同温度下饱和氧含量不同，一般温度越低氧含量也越高。通惰性气体除氧时，还要受到待除氧的溶液体积、进气流量、体系压カ等多种因素的影响，单纯的通过控制进气流量无法保证待除氧溶液的氧含量达到实验和研究要求。高压反应釜或其他反应容器在加入溶液后，由于反应容器内液面上方仍为空气。计空气中氧气的体积分数为21%,氧气摩尔质量为32g/mol,气体摩尔体积为 22. 4L/mol，则 IOOmL 空气中含有氧气 IOOmLX 21%X 32g/mol/ (22400mL/mol)=0. 03g=30mg,将IOOmL空气用9900mL惰性气体稀释，氧浓度则为0. 3mg/100mL气体。若需要保证气体中含氧量小于等于30 u g/1OOmL时，需要99900mL (99. 9L)惰性气体，因此惰性气体消耗量很大，且不能准确控制反应容器中溶液的氧含量。部分反应容器(如高压釜)是高温压カ容器，加装高温溶解氧电极费用昂贵，且在狭小的反应空间内部也难以加装。另夕卜，加装高温溶解氧电极也可能造成金属材料的产生应力，影响其使用寿命。对于其他控制溶液中溶解氧含量的实验或研究，也是先将溶液置于反应容器中，再通过向反应容器中通入惰性气体对溶液进行除氧。这样的除氧方式虽然能够除去溶液中大量的氧，但是同样由于反应容器上部存在一定空间，导致在溶液除氧结束后，溶液上部残存的氧气继续溶于水中，这使得除氧过程并没有完全的将氧的影响降低到最低程度。且对于容积较小的反应容器，更难控制。若氧气对于整个研究结果有很大影响时，仍然造成数据失真。因此，通过向反应容器中直接通入惰性气体以及在高温高压反应釜中加装高温溶解氧电极以准确控制高温高压反应釜中溶液氧含量是不经济且不可靠的(溶液中氧含量降低至规定值时，溶液上层空间的影响仍忽略)。直接向高压釜等反应容器中通入惰性气体也不能准确的控制溶液的氧含量。
技术实现思路
基于此，针对现有问题，有必要提出ー种，能够准确的控制溶液的氧含量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了ー种在反应容器中控制溶解氧的装置，包括具有顶盖的溶液筒，还包括具有液相取样阀和气相取样阀的高压反应釜，所述气相取样阀连接到用于储存惰性气体的储气瓶，所述溶液筒内设有溶氧探头、由搅拌器控制的搅拌叶片和用于连接储存惰性气体的储气瓶的进气管，所述溶氧探头与所述搅拌器均连接入控制器，所述溶液筒的底部通过三通阀与液相取样阀连接，所述顶盖的外表面设有与溶液筒内部相通的限压阀、安全阀、进液阀和排气阀，所述进液阀的顶部高于所述排气阀的顶部，所述进气管上设有进气阀。本技术方案中，限压阀置于顶盖外表面以保持筒内压カ恒定；进气阀置于顶盖上部并上下连接进气管，顶盖上部进气管与气源相连，下部进气管置于溶液筒内，使进气通入溶液底部；溶氧探头置于顶盖下部，顶盖安装于溶液筒上后溶氧探头置于溶液中；搅拌器安装于顶盖上，用以保证溶液的均匀；控制器与溶氧探头及搅拌器相连接，以显示和记录溶解氧的数值并控制搅拌速度；安全阀在限压阀失效时保证溶液筒内压カ安全；进液阀用以向筒内加药；排气阀置于顶盖，在其打开时使筒内压カ与大气压相同。限压阀在溶液筒密封后压カ过大的情况下释放气体以保证溶液筒内的压カ恒定，同时防止空气进入溶液筒内；进气阀用来控制惰性气体进入溶液筒内；溶氧探头置于溶液中測定溶液中氧含量；搅拌器在通气除氧时，用以保证溶液的均匀性，达到均匀除氧的目的；三通阀用导出已除氧的溶液，并可进行筒内液体的取样及排液；控制器用来显示和记录溶解氧量，观察溶液中氧含量是否达到要求并调整搅拌器旋转速度；安全阀用于限压阀失效时，保证溶液筒安全；进液阀用于向溶液筒内加入药剂；排气阀在加药时保证溶液筒内压カ等于大气压，且用于排出气体。在优选的实施例中，所述顶盖通过密封垫圈密封连接于所述溶液筒的顶部。目的是保证整个系统的气密性。在优选的实施例中，所述溶液筒是具有刻度的容器。目的是限定导入溶液的体积。在优选的实施例中，所述安全阀为弹簧式安全阀。目的是保证安全阀能够很好地使用。在优选的实施例中，所述进气阀设于所述顶盖的上方。目的是保证能够顺利操作和调整进气阀。在优选的实施例中，所述控制器上设有显示装置。目的是便于观察控制的数值。在优选的实施例中，所述三通阀的第一连接头连接于所述溶液筒的底部侧面，第ニ连接头连接所述液相取样阀，第三连接头连接与大气相通的导管。目的是保证三通阀能够顺利实现专利技术目的。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了ー种在反应容器中控制溶解氧的方法，包括以下步骤a.向高压反应釜内注满水或其他液体，再将高压反应釜内的水或液体用惰性气体排出，使高压反应釜内为无氧环境；b.将待除氧的反应溶液注入无氧的溶液筒中，向溶液筒中通入惰性气体并保持溶液筒内正压环境对反应溶液进行除氧，控制其达到设定值即完成除氧；c.将已经除氧的反应溶液在不接触氧的环境下通入高压反应釜内。在优选的实施例中，步骤a包括以下步骤向溶液筒内充满水或其他液体，再向溶液筒中通入惰性气体使水或液体压出至高压反应爸爸体内； 待高压反应爸爸体内注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在反应容器中控制溶解氧的装置，包括具有顶盖的溶液筒，其特征在于，还包括具有液相取样阀和气相取样阀的高压反应釜，所述气相取样阀连接到用于储存惰性气体的储气瓶，所述溶液筒内设有溶氧探头、由搅拌器控制的搅拌叶片和用于连接储存惰性气体的储气瓶的进气管，所述溶氧探头与所述搅拌器均连接入控制器，所述溶液筒的底部通过三通阀与液相取样阀连接，所述顶盖的外表面设有与溶液筒内部相通的限压阀、安全阀、进液阀和排气阀，所述进液阀的顶部高于所述排气阀的顶部，所述进气管上设有进气阀。
【技术特征摘要】
1.ー种在反应容器中控制溶解氧的装置，包括具有顶盖的溶液筒，其特征在于，还包括具有液相取样阀和气相取样阀的高压反应釜，所述气相取样阀连接到用于储存惰性气体的储气瓶，所述溶液筒内设有溶氧探头、由搅拌器控制的搅拌叶片和用于连接储存惰性气体的储气瓶的进气管，所述溶氧探头与所述搅拌器均连接入控制器，所述溶液筒的底部通过三通阀与液相取样阀连接，所述顶盖的外表面设有与溶液筒内部相通的限压阀、安全阀、进液阀和排气阀，所述进液阀的顶部高于所述排气阀的顶部，所述进气管上设有进气阀。2.根据权利要求1所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述顶盖通过密封垫圈密封连接于所述溶液筒的顶部。3.根据权利要求1或2所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述溶液筒是具有刻度的容器。4.根据权利要求1或2所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述安全阀为弹簧式安全阀。5.根据权利要求1或2所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述进气阀设于所述顶盖的上方。6.根据权利要求1或2所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述控制器上设有显示装置。7.根据权利要求1或2所述的在反应容器中控制溶解氧的装置，其特征在于，所述三通阀的第一连接头连接于所述溶液筒的底部侧面，第二连接头连接所述液相取样阀，第三连接头连接与大气相通的导管。8.—种在反应容...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢国华，朱志平，苏伟，周艺，陈天生，陆海伟，马存仁，刘世念，付强，钱艺华，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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