一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，包括氣體存儲罐、加熱爐、連接管和底座，加熱爐固定在第二支架上，加熱爐中空且內(nèi)部設(shè)置有反應(yīng)槽，反應(yīng)槽的一端通過密封件密封，反應(yīng)槽的另一端與連接管連接，密封件靠近反應(yīng)槽的一端上放置有反應(yīng)器且反應(yīng)器置于反應(yīng)槽內(nèi)；底座固定在第一支架上，氣體存儲罐安裝在底座上，底座內(nèi)部設(shè)置有氣體管道，氣體管道的一端設(shè)置有進出氣閥，另一端與連接管連接且連接管上安裝有安全閥，氣體管道的側(cè)邊設(shè)置有若干個控制閥，在連接管的一側(cè)固定有壓力計，在連接管的另一側(cè)固定有熱電偶。本發(fā)明的測試設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，可快速測出氣體在液體或固體內(nèi)的吸附或脫附速率。
【專利說明】一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在儲氫合金粉的制造過程中，氫氣會在固體粉末中進行吸附或脫附，而氣體在固體粉末中的吸附速率或脫附速率，可以用來評價儲氫合金粉的等級或質(zhì)量。目前氣體在固體中的吸附速率或脫附速率的測試方法，一般采用微量固體在充足的氣源條件下進行，需要將固體研磨的非常均勻細微，測試條件要求較苛刻，且實驗儀器要求也比較精密，此方法操作較復(fù)雜，要求較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備。本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn):
[0004]一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，包括若干個氣體存儲罐、加熱爐、連接管、底座和第一支架、第二支架，所述加熱爐固定在第二支架上，所述加熱爐為中空且在內(nèi)部設(shè)置有反應(yīng)槽，反應(yīng)槽的一端通過密封件密封，反應(yīng)槽的另一端與連接管連接，密封件靠近反應(yīng)槽的一端上放置有反應(yīng)器且反應(yīng)器置于反應(yīng)槽內(nèi)；所述底座固定在第一支架上，若干個氣體存儲罐安裝在底座上，所述底座內(nèi)部設(shè)置有氣體管道，氣體管道的一端設(shè)置有進出氣閥，氣體管道的另一端與連接管連接且在連接管上安裝有安全閥，氣體管道的側(cè)邊設(shè)置有若干個控制閥，一個氣體存儲罐至少與一個控制閥相連；在連接管的一側(cè)固定有壓力計，在連接管的另一側(cè)固定有熱電偶。
[0005]進一步地，為更好的擺放且為降低加熱爐產(chǎn)生的溫度在傳遞過程中的損失速度，所述壓力計、連接管、熱電偶相互平行且三者套在同一個隔熱管內(nèi)。
[0006]為使反應(yīng)器中的物料更充分地與氣體接觸加速反應(yīng)，所述密封件遠離反應(yīng)槽的一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸放置在第三支架上。通過轉(zhuǎn)動軸可以帶動反應(yīng)器轉(zhuǎn)動，使得反應(yīng)器內(nèi)部的顆粒也跟著滾動。
[0007]為簡便計算并減小數(shù)據(jù)誤差，若干個氣體存儲罐的體積與連接管的體積之和與反應(yīng)器的體積之比大于10。
[0008]本發(fā)明的設(shè)備，將固體物料或液體物料放置于反應(yīng)器中，并通過密封件將裝有物料的反應(yīng)器送入反應(yīng)槽內(nèi)，打開進出氣閥及控制閥將氣體流經(jīng)氣體管道并通過連接管進入反應(yīng)槽內(nèi)，加熱加熱爐,使反應(yīng)槽內(nèi)的溫度達到設(shè)計要求,保溫一定時間，可根據(jù)需要通過轉(zhuǎn)動密封件上的轉(zhuǎn)動軸來帶動反應(yīng)器轉(zhuǎn)動，加速氣體與物料的反應(yīng)。通過熱電偶在線測量反應(yīng)槽中的實時反應(yīng)溫度，壓力計在線測量反應(yīng)槽中的實時壓力，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，分析參數(shù)，擬合數(shù)學(xué)模型，提取反應(yīng)熱動力學(xué)的關(guān)鍵參數(shù)，再將關(guān)鍵參數(shù)代入相應(yīng)的公式即可得出氣體在固體物料或液體物料上的吸附或脫附速率。
[0009]本發(fā)明的一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可快速測出氣體在液體或固體內(nèi)的吸附或脫附速率。使用本發(fā)明設(shè)備，固體顆粒不需要研磨成細微的粉末，反應(yīng)也不需要100%進行，數(shù)據(jù)僅僅采集瞬時氣壓的變化，通過擬合數(shù)學(xué)模型可以得出反映本征的反應(yīng)動力學(xué)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)，有利于評價不同氣-固反應(yīng)體系的差異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1實施例1的用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2實施例1的用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備的A-A剖視圖

【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于實施例之表述。
[0013]實施例1
[0014]一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，如圖1、圖2所示，包括三個氣體存儲罐1、加熱爐2、連接管3、底座4和第一支架5、第二支架6，加熱爐2固定在第二支架6上，加熱爐2為中空且在內(nèi)部設(shè)置有反應(yīng)槽7，反應(yīng)槽7的一端通過密封件8密封，反應(yīng)槽7的另一端與連接管3連接，密封件8靠近反應(yīng)槽7的一端上放置有反應(yīng)器10且反應(yīng)器10置于反應(yīng)槽7內(nèi)，密封件8遠離反應(yīng)槽7的一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸16,方便帶動反應(yīng)器在反應(yīng)槽內(nèi)滾動，轉(zhuǎn)動軸16放置在第三支架17上；底座4固定在第一支架5上，三個氣體存儲罐I安裝在底座4上，底座4內(nèi)部設(shè)置有氣體管道9，氣體管道9的一端設(shè)置有進出氣閥11，氣體管道9的另一端與連接管3連接且在連接管3上安裝有安全閥12，氣體管道9的側(cè)邊設(shè)置有三個控制閥13，一個氣體存儲罐I與一個控制閥13相連，在連接管3的上側(cè)固定有壓力計14，在連接管3的下側(cè)固定有熱電偶15，壓力計14、連接管3、熱電偶15相互平行，且壓力計14、連接管3、熱電偶15套在同一個隔熱管18內(nèi)?？紤]更方便的計算并減小數(shù)據(jù)誤差，三個氣體存儲罐I的體積均為1L，連接管3的體積為30ml，反應(yīng)器9的體積為50ml，三個氣體存儲罐I的體積與連接管3的體積之和與反應(yīng)器9的體積之比為60.6。
[0015]實際使用時，將儲氫合金粉放置于反應(yīng)器中，將放有物料的反應(yīng)器放置于密封件的一端送入加熱爐內(nèi)的反應(yīng)槽中，打開進出氣閥，將反應(yīng)器、連接管以及氣體儲存罐中的空氣排出，然后通入氫氣氣體，同時打開控制閥，控制閥可以全部打開，也可以根據(jù)需求打開幾個，待氫氣壓力達到要求后，關(guān)閉進出氣閥。接著設(shè)置加熱爐的參數(shù)，如10°c/min升溫速率，在設(shè)定溫度下保溫數(shù)小時，然后以5°C /min降溫速率降到室溫，在反應(yīng)的過程中，還可根據(jù)需要通過轉(zhuǎn)動密封件上的轉(zhuǎn)動軸來帶動反應(yīng)器轉(zhuǎn)動，加速氫氣與儲氫合金粉的反應(yīng)。通過熱電偶在線測量反應(yīng)槽中的實時反應(yīng)溫度，壓力計在線測量反應(yīng)槽中的實時壓力，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，分析參數(shù)，擬合數(shù)學(xué)模型，提取反應(yīng)熱動力學(xué)的關(guān)鍵參數(shù)，再將關(guān)鍵參數(shù)代入相應(yīng)的公式即可得出氣體在儲氫合金粉表面的吸附或脫附速率。
[0016]通過本發(fā)明設(shè)備，可以測出求解數(shù)學(xué)模型所需要的基本參數(shù)，通過簡化處理，這些參數(shù)可以用來求解氫氣在固體表面上的吸附/脫附熱動力學(xué)的解析解，從解析解的角度分析各個參數(shù)(包含溫度、壓力、顆粒直徑以及催化劑等)對動力學(xué)的影響。另外，模型的解析解還可用來擬合恒定溫度情況下的瞬時的壓力-時間曲線，擬合的結(jié)果可以用來估計表觀活化能、吉布斯自由能、平衡常數(shù)以及動力學(xué)的指前因子等。本發(fā)明設(shè)備，還可測試其他氣體在固體或液體中的吸附或脫附速率。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，其特征在于:包括若干個氣體存儲罐、加熱爐、連接管、底座和第一支架、第二支架，所述加熱爐固定在第二支架上，所述加熱爐為中空且在內(nèi)部設(shè)置有反應(yīng)槽，反應(yīng)槽的一端通過密封件密封，反應(yīng)槽的另一端與連接管連接，密封件靠近反應(yīng)槽的一端上放置有反應(yīng)器且反應(yīng)器置于反應(yīng)槽內(nèi)；所述底座固定在第一支架上，若干個氣體存儲罐安裝在底座上，所述底座內(nèi)部設(shè)置有氣體管道，氣體管道的一端設(shè)置有進出氣閥，氣體管道的另一端與連接管連接且在連接管上安裝有安全閥，氣體管道的側(cè)邊設(shè)置有若干個控制閥，一個氣體存儲罐至少與一個控制閥相連；在連接管的一側(cè)固定有壓力計，在連接管的另一側(cè)固定有熱電偶。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，其特征在于:所述壓力計、連接管、熱電偶相互平行且三者套在同一個隔熱管內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，其特征在于:所述密封件遠離反應(yīng)槽的一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸放置在第三支架上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于測試氣體吸附或脫附速率的設(shè)備，其特征在于:若干個氣體存儲罐的體積與連接管的體積之和與反應(yīng)器的體積之比大于10。
【文檔編號】G01N7/00GK104330330SQ201410710335
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】歐騰蛟, 張洪濤, 王一喬, 楊先鋒, 李睿鑫 申請人:先進儲能材料國家工程研究中心有限責(zé)任公司