[发明专利]一种气液液平衡数据测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及热力学数据测定装置领域，具体涉及一种用于测定等压条件下气液液平衡数据的三循环超声气液液平衡装置。

背景技术

气液液平衡数据是非均相精馏技术、计算机模拟计算、物性估算及后续的精馏工艺流程及精馏塔设计的基础。在非均相共沸蒸馏技术广泛运用的工业现状下，获得准确的气液液平衡数据具有极其重要的意义。对气液液平衡计算，现今虽有多种理论模式可以运用，但其准确性与通用性仍相当有限，使用前还是要用实验数据对其进行验证。目前，实验测定法仍然是获得准确、可靠的气液液平衡数据的最主要、最有效的手段。

气液液平衡数据测定装置是测定气液液平衡数据的硬件基础，合理的气液液平衡装置有利于缩短测定时间，提高测定精度。气液液平衡数据测定包括两方面：气液平衡实验和相同条件下的液液分相实验。目前，用于测定气液平衡数据的平衡釜类型有很多种，包括Othmer釜，Ellis釜和Dvorak-Boublik釜这几类平衡釜，使用Dvorak-Boublik釜气液平衡釜可获得较好的效果。但是以上平衡釜在测定气液液平衡则存在以下问题：

1.传统气液平衡釜一般不具有搅拌功能，在进行气液液平衡实验时无法使两个分离的液相充分混合均匀，两相传质速率低，并且温度分布不均匀，无法保证达到液液相平衡。所以，无法准确测定气液液平衡数据。

2.部分传统平衡釜虽然加入了搅拌器，改善了液相传质，但同时带来非平衡汽化问题：搅拌时产生非平衡气相，非平衡气相混入气相样品，影响测定结果的准确性。

3.传统气液平衡釜没有用于测定液液平衡的分相器，测定气液液平衡只能取得代表液相总组成的混合液相样品，不能满足实际研究及应用要求。如果使用液液平衡釜进行测定，则无法保证其测定条件与气液平衡时相同。

以上问题导致气液液平衡测定的困难，目前国内少有相关报道，而且气液液平衡釜的设计发明依然是空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的气液液平衡数据测定装置，具有良好的保温和防暴沸功能，能使两个液相充分接触，可快速地获得代表气液液平衡准确组成的气液液三相样品，操作简单方便。

本发明包括如下技术特征：一种气液液平衡数据测定装置，包括加热釜，加热器，气液喷管，气液分离室，混合器，搅拌室，分散器，平衡管和气相冷凝管，所述装置具有气液混合物循环和气相冷凝循环回路；所述加热釜内设超声均质器，并且超声均质器的工作头直接插入到加热釜内的分散器中；所述搅拌室内设转子，驱使釜液循环流过超声均质器、分散器、加热器、混合器、搅拌室，形成液相内循环回路。本发明的创新之处在于：增加了液相内循环回路，与传统Dvorak-Boublik釜的气液双循环一并构成三循环回路，气液混合物循环、气相冷凝循环回路、液相内循环回路都经过超声均质器，在搅拌、分散和超声均质的作用下，两个液相得到充分接触，加快传质过程，快速达到液液平衡。

为了能剧烈搅拌加速釜液混合传质，又防止搅拌过程产生的非平衡蒸汽进入沸腾釜，影响测定结果，所述搅拌室与加热釜分离，搅拌室外形为锥形。

所述气液喷管外面缠绕一个螺旋玻璃丝；温度计套管穿过气液喷管内部。玻璃螺旋既产生了平衡柱的作用，又截留了气相中夹带的液滴，并且有利于气液喷管中的气液混合物与气相保持等温，防止气相的部分冷凝，提高了测定结果的准确性。温度计套管(内有探头连接高精度测温仪)从气液喷管内部穿过，可以准确测量气液液平衡的温度

所述气液分离室中增加一个液液分相管，管口装设一个磁性盖，测定非均相体系达到气液液平衡后，利用釜外的电磁铁控制液液平衡管打开，接受气液喷管喷出的液相混合物；关闭后，液相混合物在气液混合物的保温下进行静置分相，完成气液液平衡实验的液液分相。

所述平衡管上下部分别引出一根毛细管，毛细管末端加工成隔垫式取样口。在两液相静置分层后，可以使用带针头的注射器穿过隔垫取得两个液相样品。

整个平衡釜设置在一个真空保温夹套中，真空夹套内部镀银。可以加强保温效果，取得更好的平衡性。