电石发气量测定装置通过精确控制反应条件并分离气体产物,可准确测定电石与水反应生成乙炔的体积,其核心组成及工作原理如下:
1.乙炔发生器
功能:作为电石与水反应的密闭容器,提供稳定反应环境。
关键设计:
恒温控制:通过水浴或电加热维持反应温度(通常20℃±1℃),避免温度波动影响反应速率和气体溶解度。
加料系统:配备可调节的加料口,支持分批或连续加入电石样品,确保反应可控。
安全防护:内置防爆膜或压力释放阀,防止反应剧烈导致压力骤增引发爆炸。
2.气液分离器
功能:分离反应生成的乙炔气体与未反应的水、电石残渣及泡沫。
关键设计:
多级分离结构:采用旋风分离、重力沉降或滤网过滤组合,高效去除液滴和固体颗粒。
防倒吸装置:在分离器出口设置单向阀或液封,防止气体回流污染发生器。
排水设计:底部配备排水阀,定期排出分离出的液体,避免堵塞气路。
3.计量器
功能:精确测量乙炔气体体积,通常采用湿式气体流量计或排水集气法。
关键设计:
湿式流量计:通过气体推动液体(如水)在刻度管中移动,直接读取体积,精度可达±0.5%。
排水集气法:将气体通入倒置量筒中,通过排出水的体积计算气体量,需校正温度和压力影响。
温度压力补偿:集成温度传感器和压力计,自动修正气体体积至标准状态(0℃,101.325kPa)。
二、电石发气量测定装置辅助系统:
1.供水系统
功能:向发生器持续提供反应所需的水,并控制流量以维持反应速率稳定。
关键设计:
流量计:精确调节水流速度(通常0.5-2L/min),避免反应过快或过慢。
水质控制:使用去离子水或蒸馏水,减少杂质对反应的干扰。
2.尾气处理装置
功能:吸收未反应的乙炔气体,防止排放至空气中引发安全隐患。
关键设计:
碱液吸收塔:通过氢氧化钠溶液吸收乙炔,生成乙酸钠和水,降低毒性。
活性炭吸附:进一步净化尾气,确保排放达标。
3.控制系统
功能:自动化监控反应过程,确保实验安全与数据准确性。
关键设计:
PLC或单片机控制:实时监测温度、压力、流量等参数,自动调节供水速度或加热功率。
报警系统:当压力或温度超过阈值时,触发声光报警并切断电源。
