Способ определения адсорбции газови устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубп н» (и 1819625 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.01.79 (2) ) 2719448/23-26 с присоединением заявки Ж (5! )М. Кл..

5 OlN 7/04

Гвстдюрственньй ммнтет

СССР ве делам нзобрвтвннй и втнфапнй (23) Приоритет

Опубликовано 07,04 81 Бюллетень М 1З (53) УДК 543.8 (088.8) Дата опубликования описания 10.04.81

В. А. Питателев и Г. М. Ярышев (72) Авторы изобретения

Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДСОРВЦИИ ГАЗОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

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 цля исслецования ацсорбционно-geсорбционных процессов на границе раз- . цела газ - жидкость, газ - твердое тело.

Известен способ определения ацсорбции газов путем подачи исследуемого газа в адсорбер и компенсирующий сосуд, измерения температуры и давления газа и определения количества сорбированного газа по разности давлений в адсорбере и компенсирующем сосуце Г11.

Известно также устройство для определения адсорбции газов, включающее адсорбер и компенсирующий сосуд, помещенные в термостат, цифференциальный манометр, установленный между адсорбером и компенсирующим сосудом, и дозировочные вентили fi).

Существенный недостаток известных способов и устройства состоит в том, то изучение сорбционных процессов с большим временем установления равновесия может приводить к большим ошибкам (500-100%). Это целает невозможным определение радиуса пор сорбентов и распределения пор по диаметрам.

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

С целью повышения точности .и авто1О. матизации определений давление газов в ацсорбере и компенсирующем сосуде поцдерживают постоянным, а устройство снабжено соединенными с ацсорбером и компенсирующим сосудом нуль-инцикато15 рами.

На чертеже изображена технологическая схема устройства.

Устройство для реализации способа

20 включает поме.ценные в термостат 1 sg» сорбер 2 с сорбеитом и компенсирующий сосуд 3, которые. раздельно сообщаются через электромагнитные клапаны 4 и 5 с разными сторонами дифференциального

819625 манометра 6, которые при напуске туда газа сообщаются друг с другом через клапан 7. Каждый ацсорбер 2 и сосуд 3 непосредственно сообщается с одной стороной нуль-индикаторов 8 и 9, другая сторона которых сообщается с идентичной стороной цругого адсорбера и сосуда через клапан 10. С этими сторонами нуль-индикаторов 8 и 9 через клапан 11 сообщается зацатчик 12 давления, в качестве которого можно использовать лю бой контактный манометр необходимого класса.

Настоящим способом можно непосредственно получать изотермы и изобары сорбции в широком диапазоне давлений и температур.

Изотерму адсорбции получают следующим 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, цифференциальный манометр 6, являющийся оцновременно и резервуаром, заполняют газом до необкодимого давления.

Термостатом 1 устанавливают Нео6кодимую температуру в адсорбере 2 и сосуде 3. Остальные части установки термостатируют либо при этой же температуре, либо при другой при помощи активного или пассивного второго термостата.

Задатчиком 12 давления через клапан 1.1 при открытоМ клапане 10 подают порцию воздука. При срабатывании нуль-индикаторов 8 и 9 задатчик 12 прекращает подавать воздух в ник. Клапаны 11 и 10 после этого закрывают. Давления в частях нуль-индикаторов 8 и 9, разделеннык клапаном, 10, равны.

После закрытия клапанов 11 и 10 закрывают клапан 7. Затем дискретно, малыми цозами или непрерывно, но с малой скоростью газ дифференциального мано:— метра 6 клапанами 4 и 5 раздельно подают в адсорбер 2 и сосуд 3 до тек пор, пока мембраны нуль-индикаторов не займут нейтральное положение, после чего давления в них будут равны. Затем клапаны 11 и 10 открывают, зацатчик 12 давл=ния снова подает порцию воздука, а последующи» операции аналогичны вышеописанным.

Эти никли повторяют до rex. пор, пока давление ацсорбата (газа) в ацсорбере - и сосуде 3 не достигнет необходи5

4 мой величины, регулируемой измеряемой зацатчиком 12.

После создания необкодимого давления адсорбата регистрируют разницу давления межцу частями дифференциального манометра 6. Все эти операции выполняют автоматически электронной схемой управления.

Если обьемы частей установки поцобраны так, как это предлагается выше в той части описания прецлагаемого изобретения, где раскрываются средства достижения цели, .то отсутствие адсорбции при изменении давления адсорбата будет соответствовать тому, что разность давлений между частями дифференциального манометра 6 буцет равна нулю. И, на» оборот, регистриуемая разность давления буцет непосредственно карактеризовать величину адсорбции. Изотерма десорбции получается аналогичным образом с той только разницей, что газ раздельно выпускают из ацсорбера 2 и сосуца 3 в ,дифманометр 6. И, естественно, что в начальный момент цавление в сосуцак больше, чем в дифференциальном манометре.

Изобары сорбции получают следующим образом.

Определив по изложенной выше метоцике ко ичество сорбированного вещества при интересующем давлении и наиболее уцобной температуре, меняют температуру ацсорбера 2 и сосуда 3. Зацатчик 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 or изменения температуры.

Точность измерений в этом способе зависит только от чувствительности дифманометра и точности его градуировки и от класса цатчиков давления, температуры и вторичных приборов.

Физическая ацсорбция широко применяется в таких областях как газовая хроматография, текника сверхвысокого вакуума, космонавтика, катализ, противохимическая защита, рекупер1ционная и электронная техника. Это обусловливает большой обьем исследований ацсорбционных процессов.

Предложенный способ и устройство позволяет повысить производительность тру1» в 3-5 раз по сравнению с известными, что дает экономию в расчете на одну установку 3-5 тыс. руб. Опосредст5 919625 6 вованный аффект от увеличения точности 2. Устройство цля осуществления споможет составить миллионы рублей. соба по п. 1, включающее ацсорбер и компенсирующий сосуц, помещенные в термостат, цифференцияльный манометр, уста1. Способ опрецеления ацсорбции га- s новленный межцу ацсорбером н компенсизов путем подачи исслецуемого газа в рующим сосуцом и дозировочные вентиля, адсорбер и компенсирующий сосуц, изме- . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с рения температуры и цавления газа и оп- целью повышения точности и автоматизарецеления количества сорбированног о ции определений, оно снабжено соединенныгаза по разности давлений в ацсорбере iO ми с ацсорбером и компенсирующим сосуи компенсирующем сосуце, о т л и ч а - цом нуль-индикаторами. ю шийся тем, что, с целью повыше- Источники информации, ния точности и автоматизации опрецеле- принятые во внимание при экспертизе ний, цавления газа в адсорбере и компен- 1. Греч С. и Синг К. Ацсорбция, уаельсирующем сосуце подцерживают постоян- is ная поверхность, пористость. М., "Мир, ным. 1976, с. 365-366 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 1369/19 Тираж 907 Поциксное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4