Способ определения адсорбции газови уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N7/04 

1

Изобретение относится к области экспериментального изучения физико-химических свойств газов, жидкостей и твердых тел, а именно.к лабораторной технологии и технике, и может быть использовано для исследования адсорбционно-ае- сорбционных процессов на границе раз- цела газ - жицкосгь, газ - твердое тело.

Известен способ определения адсорбции газов путем подачи исследуемого газа в адсорбер и компенсирующий сосуд, измерения температуры и давления газа и оггределения количества сорбированного газа по разности давлений в адсорбере и компенсирующем сосуде C lИзвестно также устройство для определения адсорбции газов, включающее адсорбер и компенсирующий сосуд, помещенные в термостат, ди(}х| еренциальный манометр, установленный между адсорбером и компенсирующим сосудом, и дозировочные вентили 13Существенный недостаток известных способов и устройства состоит в том.

что изучение сорбционных процессов с большим временем установления равновесия может приводить к большим ошибкам (5ОО-1ОО%). Это делает невозможным определение радиуса пор сорбентов и распределения пор по диаметрам.

Недостатком также является и го, что нельзя непосредственно получать изобары адсорбции.

С целью повышения точности .и автоматизации определений давление газов в адсорбере и компенсирующем сосуде поддерживают постоянным, а устройство снабжено соединенными с адсорбером и компенсирующим сосудом нуль-индикаторами.

На чертеже изображена технологическая схема устройства.

Устройство для реализации спсгсоба включает помещенные в термостат 1 вд- сорбер 2 с сорбентом и компенсирующий сосуд 3, которые- раздельно сообщаются через электромагнитные клапаны 4 и 5 с разными сторонами дифференциального 38 манометра 6, которые при напуске туда газа сообщаются друг с другом через клапан 7. Каждый адсорбер 2 и сосуд 3 непосредственно сообщается с одной стороной нуль-индикаторов 8 и 9, другая сторона которых сообщается с идентичной стороной другого адсорбера и сосуда через клапан 10. С этими сторонами нуль-индикаторов 8 и 9 через клапан 11 сообщается задатчик 12 давления, в качестве которого можно использовать любой контактный манометр необходимого класса. Настоящим способом можно непосредственно получать изотермы и изобары сорбции в широком диапазоне давлений и температур. Изотерму адсорбции получают следую щим образом. Всю установку вакуумируют. -Затем при открытом вентиле, в роли которого -служит электромагнитный клапан 7, и при закрытых электромагнитных клапанах 4 и 5, выполняющих роль дозировочных вентилей, дифференциальный манометр 6, являющийся одновременно и резервуаром, заполняют газом до необходимого давления. Термостатом 1 устанавливают необходимую температуру в адсорбере 2 и сосуде 3. Остальные части установки те мостатируют либо при этой же температу ре, либо при другой при помощи активного или пассивного второго термостата. Задатчиком 12 давления через клапан 1.1 при открытом клапане 10 подают порцию воздуха. При срабатывании нуль-индикато ров 8 и 9 задатчик 12 прекращает пода вать воздух в них. Клапаны 11 и 10 по ле этого закрывают. Давления в частях нуль-индикаторов Б и 9, разделенных клапаном 10, равны. После закрытия клапанов 11 и 10 за крывают клапан 7. Затем дискретно, малыми дозами или непрерывно, но с малой скоростью газ дифференциального мано:- метра 6 клапанами 4 и 5 раздельно подают в адсорбер 2 и сосуд 3 до тех пор пока мембраны нуль-4шдикаторов не займут нейтральное положение, после чего давления в них будут равны. Затем клапа ны 11 и 10 открывают, задатчик 12 да ления скова подает порцию воздуха, а последующие операции аналогичны вышеotmcaHHbiM. Эти циклы повторяют до тех пор, пока аявлйниё ацсорбата (газа) в адсорбере 2 и сосуие 3 не достигнет необходи5мой величины, регулируемой измеряемой задатчиком 12. После создания необходимого давления адсорбата регистрируют разницу давления между частями дифференциального манометра 6. Все эти операции выполняют автоматически электронной схемой управления. Если объемы частей установки подобраны так, как это предлагается выще в той части описания предлагаемого изобретения, где раскрываются средства достижения цели,.то отсутствие адсорбции при изменении давления адсорбата будет соответствовать тому, что разность давлений между частями дифференциального манометра 6 будет равна нулю. И, наоборот, регистриуемая разность давления будет непосредственно характеризовать величину адсорбции. Изотерма десорбции получается аналогичным образом с той только разницей, что гаа раздельно выпускают из адсорбера 2 н сосуда 3 в .дифманометр 6. И, естественно, что в начальный момент давление в сосудах больше, чем в дифференциальном манометре. Изобары сорбции получают следующим образом. Определив по изложенной выше методике количество сорбированного вещества при интересующем давлении и наиболее удобной температуре, меняют температуру адсорбера 2 и сосуда 3. Задатчик 12 и нуль-индикаторы 8 и 9 поддерживают давление постоянным и равным друг другу. Разница давлений, фиксируемая дифманометром 6, в этом случае будет непосредственно выражать количество сорбированного газа и его изменение в зависимости от изменения температуры. Точность измерений в этом способе зависит только от чувствительности дифманометра и точности его градуировки и от класса датчиков давления, температуры и вторичных приборов. Физическая адсорбция широко применяется в таких областях как газовая хроматография, техника сверхвысокого вакуума, космонавтика, катализ, противохимическая защита, рекуПерлционная н электронная техника. Это обусловливает большой объем исследований .чцсорбционных процессов. Предложенный способ и устройство поэ 5оляет повысить производительность труцл в 3-5 раз по сравнению с известными, что дает экономию в расчете на одну установку 3-5 тыс. руб. Опосредст