一種提供穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置與方法
【專利摘要】一種提供穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置與方法，屬于氨氣的制備【技術(shù)領(lǐng)域】。將配制好的氨水溶液放入氨氣發(fā)生瓶中，氨水溶液補(bǔ)給瓶中的氨水溶液通過軟管在蠕動(dòng)泵的控制下接入氨氣發(fā)生瓶中，同時(shí)氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液也通過軟管在蠕動(dòng)泵的控制下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整個(gè)過程要通過控制前后兩個(gè)蠕動(dòng)泵的速率來使氨氣發(fā)生瓶中氨水的液面保持不變。當(dāng)一定的速率的氣流流經(jīng)氨氣發(fā)生瓶時(shí)，本裝置及方法可以使氨氣發(fā)生瓶中氨水以一定的速率揮發(fā)，并使氣流帶出來的氨氣濃度穩(wěn)定。氨氣發(fā)生瓶中氨水的濃度根據(jù)實(shí)際需要配制，氨水溶液補(bǔ)給瓶中氨水的濃度也根據(jù)相應(yīng)的比例關(guān)系進(jìn)行配制。本發(fā)明用于科研中制備穩(wěn)定濃度的氨氣。
【專利說明】一種提供穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氨氣的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提供穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置與方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氨氣是一種無色而具有強(qiáng)烈刺激性臭味的堿性氣體，氨氣對(duì)所接觸的皮膚組織、 上呼吸道有腐蝕和刺激作用，減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。濃度過高時(shí)除腐蝕作用外，還會(huì)通 過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。氨氣也是PM2. 5的一個(gè)重要貢獻(xiàn) 源。氨氣與NCbuSO2經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或物理過程也可形成粒徑較小的二次顆粒物，是硫酸鹽、硝 酸鹽、銨鹽和光化學(xué)煙霧等的前體。此外，氨氣也是酸雨的貢獻(xiàn)源之一。
[0003] 減少氨氣的排放量將其濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下，是工業(yè)上要函待解決的問題。 目前，我國(guó)的科研工作者正在進(jìn)行了大量的科研研究。為了制定措施來減少氨氣的排放，首 先要模擬氨氣是如何產(chǎn)生的。目前技術(shù)一般利用裝有氨氣的氣壓瓶或利用一定濃度的氨水 溶液作為氨氣的揮發(fā)源。前者因?yàn)榘睔馐歉g性氣體需要配置特定的質(zhì)量流量計(jì)來控制流 量，成本較高，而后者因氨氣的不斷揮發(fā)會(huì)造成氨氣揮發(fā)源揮發(fā)出來的氨氣濃度越來越低， 不適合用于長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置與方法，以解決科研過程中氨 氣濃度不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明裝置包括氨氣發(fā)生瓶￠)、氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)、氨水溶液收集瓶（8)、第一 蠕動(dòng)泵（4)、第二蠕動(dòng)泵（5);氨氣發(fā)生瓶（6)中裝有氨水溶液，氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中裝有 氨水溶液，氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中的氨水溶液通過軟管在第一蠕動(dòng)泵（4)的控制下接入氨 氣發(fā)生瓶￠)中，同時(shí)氨氣發(fā)生瓶￠)中的氨水溶液也通過軟管在第二蠕動(dòng)泵（5)的控制 下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶（8)中，氨氣發(fā)生瓶（6)連接氨氣輸出管路 (11)可得到穩(wěn)定濃度的氨氣。
[0007] 空壓機(jī)（1)通過氣體管路經(jīng)由流量計(jì)（10)與緩沖瓶（2)連接，緩沖瓶（2)通過氣 體管路與氨氣發(fā)生瓶（6)氨水溶液連通，氨氣發(fā)生瓶（6)通過氨氣輸出管路（11)直接連接 到待使用穩(wěn)定濃度氨氣的裝置（9)中；氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中裝有氨水溶液，氨水溶液補(bǔ)給 瓶（3)中的氨水溶液通過管路經(jīng)由第一蠕動(dòng)泵（4)與氨氣發(fā)生瓶（6)連接，氨氣發(fā)生瓶（6) 中的氨水溶液通過管路經(jīng)由第二蠕動(dòng)泵（5)與氨水溶液收集瓶（8)連接。
[0008] 氨氣發(fā)生瓶（6)可置于水浴裝置（7)中，調(diào)節(jié)溫度。
[0009] 采用上述裝置制備穩(wěn)定濃度氨氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0010] (1)配制氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液置于氨氣發(fā)生瓶中；
[0011] (2)配制氨水補(bǔ)給瓶中的氨水溶液置于氨水補(bǔ)給瓶中，氨水補(bǔ)給瓶中氨水溶液濃 度高于氨氣發(fā)生瓶中氨水溶液的濃度；
[0012] (3)同時(shí)打開空壓機(jī)（1)、第一蠕動(dòng)泵（4)、第二蠕動(dòng)泵（5)，此時(shí)，空壓機(jī)將氣流依 次送入緩沖瓶、氨氣發(fā)生瓶及尾氣吸收瓶中，同時(shí)氨水溶液補(bǔ)給瓶中的氨水溶液通過管路 在第一蠕動(dòng)泵的控制下被送入氨氣發(fā)生瓶中，氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液也通過管路在第二 蠕動(dòng)泵的控制下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中；在氨氣輸出管路（11)可 得到恒定濃度的氨氣。
[0013] 調(diào)控蠕動(dòng)泵的速率或溫度或開始時(shí)氨氣發(fā)生瓶（6)氨水溶液或氨水溶液補(bǔ)給瓶 (3)氨水溶液濃度可得到穩(wěn)定濃度的氨氣。
[0014] 優(yōu)選整個(gè)過程要通過控制兩個(gè)蠕動(dòng)泵的速率來使氨氣發(fā)生瓶中氨水的液面保持 不變；
[0015] 優(yōu)選氨氣發(fā)生瓶中氨水溶液每a mL 38%的濃氨水對(duì)應(yīng)500ml水混合得到；氨水 補(bǔ)給瓶中氨水溶液每b mL 38%的濃氨水對(duì)應(yīng)500ml水混合得到，其中b = a2, a > 1。
[0016] 當(dāng)一定的速率的氣流流經(jīng)氨氣發(fā)生瓶時(shí)，本裝置及方法可以使氨氣發(fā)生瓶中氨水 以一定的速率揮發(fā)，并使氣流帶出來的氨氣濃度穩(wěn)定。氨氣發(fā)生瓶中氨水的濃度根據(jù)實(shí)際 需要配制，氨水溶液補(bǔ)給瓶中氨水的濃度也根據(jù)相應(yīng)的比例關(guān)系進(jìn)行配制。本發(fā)明用于科 研中制備穩(wěn)定濃度的氨氣。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] 1.氨氣發(fā)生瓶中氨水濃度可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)部發(fā)生不發(fā)生顯著變化；
[0019] 2.本發(fā)明中揮發(fā)出來的氨氣可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生顯著變化；
[0020] 3.本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是氨氣穩(wěn)定揮發(fā)的裝置示意圖；
[0022] 1空壓機(jī)、2緩沖瓶、3氨水溶液補(bǔ)給瓶、4第一蠕動(dòng)泵、5第二蠕動(dòng)泵、6氨氣發(fā)生 瓶、7水浴鍋、8氨水溶液收集瓶、9待使用穩(wěn)定濃度氨氣的裝置、10流量計(jì)、11采樣口；
[0023] 圖2實(shí)施例1試驗(yàn)期間揮發(fā)出來的氨氣濃度的變化圖。
[0024] 圖3實(shí)施例2試驗(yàn)期間揮發(fā)出來的氨氣濃度的變化圖。
[0025] 圖4實(shí)施例3試驗(yàn)期間揮發(fā)出來的氨氣濃度的變化圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0027] 如附圖1所示連接裝置，本發(fā)明包括（6)氨氣發(fā)生瓶、（3)氨水溶液補(bǔ)給瓶、（8)氨 水溶液收集瓶、（4)第一蠕動(dòng)泵、（5)第二蠕動(dòng)泵、（7)水浴鍋；將配制好的氨水溶液放入氨 氣發(fā)生瓶￠)中，氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中的氨水溶液通過軟管在第一蠕動(dòng)泵（4)的控制下 接入氨氣發(fā)生瓶￠)中，同時(shí)氨氣發(fā)生瓶￠)中的氨水溶液也通過軟管在第二蠕動(dòng)泵（5) 的控制下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶（8)中，整個(gè)過程要通過控制前后 兩個(gè)蠕動(dòng)泵的速率來使氨氣發(fā)生瓶中氨水的液面保持不變；同時(shí)氨氣發(fā)生瓶中氨水溶液每 a mL38 %的濃氨水對(duì)應(yīng)500ml水混合得到,氨水補(bǔ)給瓶中氨水溶液每b mL 38 %的濃氨水對(duì) 應(yīng)500ml水混合得到，其中b = a2, a > 1。發(fā)生器所處溫度恒定。
[0028] 實(shí)施例I
[0029] 以制備濃度450mg/m3左右的氨氣為例，如下步驟：
[0030] (1)氨氣發(fā)生瓶溶液：取3ml38%的濃氨水與500ml水混合。
[0031] (2)氨水補(bǔ)給瓶溶液：取9ml38%的濃氨水與500ml水混合。
[0032] 將氨氣發(fā)生瓶溶液、氨水補(bǔ)給瓶溶液分別加入氨氣發(fā)生瓶（6)和氨水補(bǔ)給瓶（3) 中，第一蠕動(dòng)泵（4) 一端軟管接氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)另一端接入氨氣發(fā)生瓶￠)中，第二 蠕動(dòng)泵（5) -端軟管接氨水溶液收集瓶（8)另一端接入氨氣發(fā)生瓶￠)中，將空壓機(jī)（1)、 轉(zhuǎn)子流量計(jì)（10)、緩沖瓶（2)、待使用穩(wěn)定濃度氨氣的裝置（9)按圖1所示接入，同時(shí)打開 空壓機(jī)（1)、蠕動(dòng)泵（4) (5)，此時(shí)，空壓機(jī)將氣流依次送入緩沖瓶、氨氣發(fā)生瓶及待使用穩(wěn) 定濃度氨氣的裝置中，同時(shí)氨水溶液補(bǔ)給瓶中的氨水溶液通過軟管在蠕動(dòng)泵的控制下被送 入氨氣發(fā)生瓶中，氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液也通過軟管在蠕動(dòng)泵的控制下源源不斷的被抽 出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整個(gè)過程要通過控制前后兩個(gè)蠕動(dòng)泵的速率來使氨氣發(fā) 生瓶中氨水的液面保持不變。
[0033] 根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行480min內(nèi)在采樣口進(jìn)行氨氣收集，并測(cè)定濃度。結(jié)果 表明，氨氣濃度在480min保持基本穩(wěn)定，見表1。
[0034] 表1試驗(yàn)期間揮發(fā)出來的氨氣濃度的變化

【權(quán)利要求】
1. 一種提供穩(wěn)定濃度的氨氣的裝置，其特征在于，包括氨氣發(fā)生瓶（6)、氨水溶液補(bǔ)給 瓶（3)、氨水溶液收集瓶（8)、第一蠕動(dòng)泵（4)、第二蠕動(dòng)泵（5);氨氣發(fā)生瓶（6)中裝有氨水 溶液，氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中裝有氨水溶液，氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中的氨水溶液通過軟管在 第一蠕動(dòng)泵（4)的控制下接入氨氣發(fā)生瓶￠)中，同時(shí)氨氣發(fā)生瓶￠)中的氨水溶液也通 過軟管在第二蠕動(dòng)泵（5)的控制下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶（8)中，氨 氣發(fā)生瓶（6)連接氨氣輸出管路（11)可得到穩(wěn)定濃度的氨氣； 空壓機(jī)⑴通過氣體管路經(jīng)由流量計(jì)（10)與緩沖瓶⑵連接，緩沖瓶⑵通過氣體管 路與氨氣發(fā)生瓶（6)氨水溶液連通，氨氣發(fā)生瓶（6)通過氨氣輸出管路（11)直接連接到待 使用穩(wěn)定濃度氨氣的裝置（9)中；氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)中裝有氨水溶液，氨水溶液補(bǔ)給瓶 (3)中的氨水溶液通過管路經(jīng)由第一蠕動(dòng)泵（4)與氨氣發(fā)生瓶（6)連接，氨氣發(fā)生瓶（6)中 的氨水溶液通過管路經(jīng)由第二蠕動(dòng)泵（5)與氨水溶液收集瓶（8)連接。
2. 利用權(quán)利要求1的裝置制備穩(wěn)定濃度氨氣的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 配制氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液置于氨氣發(fā)生瓶中； (2) 配制氨水補(bǔ)給瓶中的氨水溶液置于氨水補(bǔ)給瓶中，氨水補(bǔ)給瓶中氨水溶液濃度高 于氨氣發(fā)生瓶中氨水溶液的濃度； (3) 同時(shí)打開空壓機(jī)（1)、第一蠕動(dòng)泵（4)、第二蠕動(dòng)泵（5)，此時(shí)，空壓機(jī)將氣流依次送 入緩沖瓶、氨氣發(fā)生瓶及尾氣吸收瓶中，同時(shí)氨水溶液補(bǔ)給瓶中的氨水溶液通過管路在第 一蠕動(dòng)泵的控制下被送入氨氣發(fā)生瓶中，氨氣發(fā)生瓶中的氨水溶液也通過管路在第二蠕動(dòng) 泵的控制下源源不斷的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中；在氨氣輸出管路（11)可得到 恒定濃度的氨氣。
3. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，調(diào)控蠕動(dòng)泵的速率或溫度或開始時(shí)氨氣發(fā)生 瓶（6)氨水溶液或氨水溶液補(bǔ)給瓶（3)氨水溶液濃度可得到穩(wěn)定濃度的氨氣。
4. 按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，優(yōu)選整個(gè)過程要通過控制兩個(gè)蠕動(dòng)泵的速率 來使氨氣發(fā)生瓶中氨水的液面保持不變。
5. 按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，氨氣發(fā)生瓶中氨水溶液每a mL 38%的濃氨水 對(duì)應(yīng)500ml水混合得到；氨水補(bǔ)給瓶中氨水溶液每b mL 38%的濃氨水對(duì)應(yīng)500ml水混合 得到，其中b = a2, a > 1。
【文檔編號(hào)】C01C1/02GK104402022SQ201410584381
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】李堅(jiān), 段世超, 梁文俊, 劉佳, 樊星 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)