一种提供稳定浓度的氨气的装置与方法

摘要

一种提供稳定浓度的氨气的装置与方法，属于氨气的制备技术领域。将配制好的氨水溶液放入氨气发生瓶中，氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过软管在蠕动泵的控制下接入氨气发生瓶中，同时氨气发生瓶中的氨水溶液也通过软管在蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整个过程要通过控制前后两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变。当一定的速率的气流流经氨气发生瓶时，本装置及方法可以使氨气发生瓶中氨水以一定的速率挥发，并使气流带出来的氨气浓度稳定。氨气发生瓶中氨水的浓度根据实际需要配制，氨水溶液补给瓶中氨水的浓度也根据相应的比例关系进行配制。本发明用于科研中制备稳定浓度的氨气。

权利要求

1.一种提供稳定浓度的氨气的方法，其特征在于，采用的装置：包括氨气发生瓶(6)、氨水溶液补给瓶(3)、氨水溶液收集瓶(8)、第一蠕动泵(4)、第二蠕动泵(5)；氨气发生瓶(6)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中的氨水溶液通过软管在第一蠕动泵(4)的控制下接入氨气发生瓶(6)中，同时氨气发生瓶(6)中的氨水溶液也通过软管在第二蠕动泵(5)的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶(8)中，氨气发生瓶(6)连接氨气输出管路(11)可得到稳定浓度的氨气；

空压机(1)通过气体管路经由流量计(10)与缓冲瓶(2)连接，缓冲瓶(2)通过气体管路与氨气发生瓶(6)氨水溶液连通，氨气发生瓶(6)通过氨气输出管路(11)直接连接到待使用稳定浓度氨气的装置(9)中；氨水溶液补给瓶(3)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中的氨水溶液通过管路经由第一蠕动泵(4)与氨气发生瓶(6)连接，氨气发生瓶(6)中的氨水溶液通过管路经由第二蠕动泵(5)与氨水溶液收集瓶(8)连接；

包括以下步骤：

(1)配制氨气发生瓶中的氨水溶液置于氨气发生瓶中；

(2)配制氨水补给瓶中的氨水溶液置于氨水补给瓶中，氨水补给瓶中氨水溶液浓度高于氨气发生瓶中氨水溶液的浓度；

(3)同时打开空压机(1)、第一蠕动泵(4)、第二蠕动泵(5)，此时，空压机将气流依次送入缓冲瓶、氨气发生瓶及尾气吸收瓶中，同时氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过管路在第一蠕动泵的控制下被送入氨气发生瓶中，氨气发生瓶中的氨水溶液也通过管路在第二蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中；在氨气输出管路(11)可得到恒定浓度的氨气。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，调控蠕动泵的速率或温度或开始时氨气发生瓶(6)氨水溶液或氨水溶液补给瓶(3)氨水溶液浓度可得到稳定浓度的氨气。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，优选整个过程要通过控制两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，氨气发生瓶中氨水溶液每a mL 38％的浓氨水对应500ml水混合得到；氨水补给瓶中氨水溶液每b mL 38％的浓氨水对应500ml水混合得到，其中b＝a2，a＞1。

说明书

一种提供稳定浓度的氨气的装置与方法

技术领域

[0001] 本发明属于氨气的制备技术领域，具体涉及一种提供稳定浓度的氨气的装置与方法。

背景技术

[0002] 氨气是一种无色而具有强烈刺激性臭味的碱性气体，氨气对所接触的皮肤组织、上呼吸道有腐蚀和刺激作用，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。氨气也是PM2.5的一个重要贡献源。氨气与NOx、SO2经化学反应或物理过程也可形成粒径较小的二次颗粒物，是硫酸盐、硝酸盐、铵盐和光化学烟雾等的前体。此外，氨气也是酸雨的贡献源之一。

[0003] 减少氨气的排放量将其浓度降低到排放标准以下，是工业上要函待解决的问题。目前，我国的科研工作者正在进行了大量的科研研究。为了制定措施来减少氨气的排放，首先要模拟氨气是如何产生的。目前技术一般利用装有氨气的气压瓶或利用一定浓度的氨水溶液作为氨气的挥发源。前者因为氨气是腐蚀性气体需要配置特定的质量流量计来控制流量，成本较高，而后者因氨气的不断挥发会造成氨气挥发源挥发出来的氨气浓度越来越低，不适合用于长期的实验研究。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种稳定浓度的氨气的装置与方法，以解决科研过程中氨气浓度不稳定的技术问题。

[0005] 本发明所采用的技术方案如下：

[0006] 本发明装置包括氨气发生瓶(6)、氨水溶液补给瓶(3)、氨水溶液收集瓶(8)、第一蠕动泵(4)、第二蠕动泵(5)；氨气发生瓶(6)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中的氨水溶液通过软管在第一蠕动泵(4)的控制下接入氨气发生瓶(6)中，同时氨气发生瓶(6)中的氨水溶液也通过软管在第二蠕动泵(5)的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶(8)中，氨气发生瓶(6)连接氨气输出管路(11)可得到稳定浓度的氨气。

[0007] 空压机(1)通过气体管路经由流量计(10)与缓冲瓶(2)连接，缓冲瓶(2)通过气体管路与氨气发生瓶(6)氨水溶液连通，氨气发生瓶(6)通过氨气输出管路(11)直接连接到待使用稳定浓度氨气的装置(9)中；氨水溶液补给瓶(3)中装有氨水溶液，氨水溶液补给瓶(3)中的氨水溶液通过管路经由第一蠕动泵(4)与氨气发生瓶(6)连接，氨气发生瓶(6)中的氨水溶液通过管路经由第二蠕动泵(5)与氨水溶液收集瓶(8)连接。

[0008] 氨气发生瓶(6)可置于水浴装置(7)中，调节温度。

[0009] 采用上述装置制备稳定浓度氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0010] (1)配制氨气发生瓶中的氨水溶液置于氨气发生瓶中；

[0011] (2)配制氨水补给瓶中的氨水溶液置于氨水补给瓶中，氨水补给瓶中氨水溶液浓度高于氨气发生瓶中氨水溶液的浓度；

[0012] (3)同时打开空压机(1)、第一蠕动泵(4)、第二蠕动泵(5)，此时，空压机将气流依次送入缓冲瓶、氨气发生瓶及尾气吸收瓶中，同时氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过管路在第一蠕动泵的控制下被送入氨气发生瓶中，氨气发生瓶中的氨水溶液也通过管路在第二蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中；在氨气输出管路(11)可得到恒定浓度的氨气。

[0013] 调控蠕动泵的速率或温度或开始时氨气发生瓶(6)氨水溶液或氨水溶液补给瓶(3)氨水溶液浓度可得到稳定浓度的氨气。

[0014] 优选整个过程要通过控制两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变；

[0015] 优选氨气发生瓶中氨水溶液每a mL 38％的浓氨水对应500ml水混合得到；氨水补2
给瓶中氨水溶液每b mL 38％的浓氨水对应500ml水混合得到，其中b＝a，a＞1。

[0016] 当一定的速率的气流流经氨气发生瓶时，本装置及方法可以使氨气发生瓶中氨水以一定的速率挥发，并使气流带出来的氨气浓度稳定。氨气发生瓶中氨水的浓度根据实际需要配制，氨水溶液补给瓶中氨水的浓度也根据相应的比例关系进行配制。本发明用于科研中制备稳定浓度的氨气。

[0017] 本发明优点在于：

[0018] 1.氨气发生瓶中氨水浓度可在较长时间内部发生不发生显著变化；

[0019] 2.本发明中挥发出来的氨气可在较长时间内不发生显著变化；

[0020] 3.本发明操作简单、易于实现。

附图说明

[0021] 图1是氨气稳定挥发的装置示意图；

[0022] 1空压机、2缓冲瓶、3氨水溶液补给瓶、4第一蠕动泵、5第二蠕动泵、6氨气发生瓶、7水浴锅、8氨水溶液收集瓶、9待使用稳定浓度氨气的装置、10流量计、11采样口；

[0023] 图2实施例1试验期间挥发出来的氨气浓度的变化图。

[0024] 图3实施例2试验期间挥发出来的氨气浓度的变化图。

[0025] 图4实施例3试验期间挥发出来的氨气浓度的变化图。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

[0027] 如附图1所示连接装置，本发明包括(6)氨气发生瓶、(3)氨水溶液补给瓶、(8)氨水溶液收集瓶、(4)第一蠕动泵、(5)第二蠕动泵、(7)水浴锅；将配制好的氨水溶液放入氨气发生瓶(6)中，氨水溶液补给瓶(3)中的氨水溶液通过软管在第一蠕动泵(4)的控制下接入氨气发生瓶(6)中，同时氨气发生瓶(6)中的氨水溶液也通过软管在第二蠕动泵(5)的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶(8)中，整个过程要通过控制前后两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变；同时氨气发生瓶中氨水溶液每a mL38％的浓氨水对应500ml水混合得到，氨水补给瓶中氨水溶液每b mL 38％的浓氨水对应500ml水混合得到，其中b＝a2，a＞1。发生器所处温度恒定。

[0028] 实施例1

[0029] 以制备浓度450mg/m3左右的氨气为例，如下步骤：

[0030] (1)氨气发生瓶溶液：取3ml38％的浓氨水与500ml水混合。

[0031] (2)氨水补给瓶溶液：取9ml38％的浓氨水与500ml水混合。

[0032] 将氨气发生瓶溶液、氨水补给瓶溶液分别加入氨气发生瓶(6)和氨水补给瓶(3)中，第一蠕动泵(4)一端软管接氨水溶液补给瓶(3)另一端接入氨气发生瓶(6)中，第二蠕动泵(5)一端软管接氨水溶液收集瓶(8)另一端接入氨气发生瓶(6)中，将空压机(1)、转子流量计(10)、缓冲瓶(2)、待使用稳定浓度氨气的装置(9)按图1所示接入，同时打开空压机(1)、蠕动泵(4)(5)，此时，空压机将气流依次送入缓冲瓶、氨气发生瓶及待使用稳定浓度氨气的装置中，同时氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过软管在蠕动泵的控制下被送入氨气发生瓶中，氨气发生瓶中的氨水溶液也通过软管在蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整个过程要通过控制前后两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变。

[0033] 根据实施例进行实验，运行480min内在采样口进行氨气收集，并测定浓度。结果表明，氨气浓度在480min保持基本稳定，见表1。

[0034] 表1试验期间挥发出来的氨气浓度的变化

[0035]

[0036] 实施例2

[0037] 以制备浓度300mg/m3左右的氨气为例，如下步骤：

[0038] (1)氨气发生瓶溶液：取2ml38％的浓氨水与500ml水混合。

[0039] (2)氨水补给瓶溶液：取4ml38％的浓氨水与500ml水混合。

[0040] 将氨气发生瓶溶液、氨水补给瓶溶液分别加入氨气发生瓶(6)和氨水补给瓶(3)中，第一蠕动泵(4)一端软管接氨水溶液补给瓶(3)另一端接入氨气发生瓶(6)中，第二蠕动泵(5)一端软管接氨水溶液收集瓶(8)另一端接入氨气发生瓶(6)中，将空压机(1)、转子流量计(10)、缓冲瓶(2)、待使用稳定浓度氨气的装置(9)按图1所示接入，同时打开空压机(1)、蠕动泵(4)(5)，此时，空压机将气流依次送入缓冲瓶、氨气发生瓶及待使用稳定浓度氨气的装置中，同时氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过软管在蠕动泵的控制下被送入氨气发生瓶中，氨气发生瓶中的氨水溶液也通过软管在蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整个过程要通过控制前后两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变。

[0041] 根据实施例进行实验，运行495min内在采样口进行氨气收集，并测定浓度。结果表明，氨气浓度在495min保持基本稳定，见表2。

[0042] 表2试验期间挥发出来的氨气浓度的变化

[0043]

[0044] 实施例3

[0045] 以制备浓度830mg/m3左右的氨气为例，如下步骤：

[0046] (1)氨气发生瓶溶液：取4ml 38％的浓氨水与500ml水混合。

[0047] (2)氨水补给瓶溶液：取16ml 38％的浓氨水与500ml水混合。

[0048] 将氨气发生瓶溶液、氨水补给瓶溶液分别加入氨气发生瓶(6)和氨水补给瓶(3)中，第一蠕动泵(4)一端软管接氨水溶液补给瓶(3)另一端接入氨气发生瓶(6)中，第二蠕动泵(5)一端软管接氨水溶液收集瓶(8)另一端接入氨气发生瓶(6)中，将空压机(1)、转子流量计(10)、缓冲瓶(2)、待使用稳定浓度氨气的装置(9)按图1所示接入，同时打开空压机(1)、蠕动泵(4)(5)，此时，空压机将气流依次送入缓冲瓶、氨气发生瓶及待使用稳定浓度氨气的装置中，同时氨水溶液补给瓶中的氨水溶液通过软管在蠕动泵的控制下被送入氨气发生瓶中，氨气发生瓶中的氨水溶液也通过软管在蠕动泵的控制下源源不断的被抽出，并收集在氨水溶液收集瓶中，整个过程要通过控制前后两个蠕动泵的速率来使氨气发生瓶中氨水的液面保持不变。

[0049] 根据实施例进行实验，运行480min内在采样口进行氨气收集，并测定浓度。结果表明，氨气浓度在480min保持基本稳定，见表3。

[0050] 表3试验期间挥发出来的氨气浓度的变化

[0051]