[发明专利]一种气体的收集和产生速率测定的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于危险品货物运输技术领域，涉及一种气体的收集和产生速率测定的装置和方法，特别是涉及一种采用气袋和空气采样泵对物质遇水放出气体反应、收集和气体产生速率测定装置和方法。

技术背景

遇水反应释放气体的危险品包括金属钠、钙、钾等活泼金属，碳化钙、有机金属化合物、硅化合物(如硅化镁、硅化钙)以及容易产生有毒有害气体的磷化铝、磷化钾等。这些化学物质与水接触可释放易燃气体，易燃气体与空气混合达到一定比例时，遇明火易爆炸，所产生的冲击波和火焰将对人体和周边环境造成危害，因此该类物质在运输的过程中需要特殊对待。为了消除危险或使危险减到最小，从而使该物质的运输成为可能，需针对物质性质进行详细具体的划分。目前，根据《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)(第四修订版)分类，4.3类为遇水放出易燃气体的物质，且根据其遇水反应生成气体的性质和速率划分包装分类，方法见联合国《关于危险货物运输的建议书规章范本》(第18修订版)第2.4.4节，具体划分如下：第I类包装为在环境温度下遇水发生剧烈反应且产生的气体并通常显示自燃倾向或在环境温度下遇水容易起反应，释放易燃气体的速度等于或大于每千克物质在任何一分钟内释放10L的任何物质或混合物；第II类包装为在环境温度下遇水容易起反应、释放易燃气体的最大速度等于或大于每千克物质每小时释放20L且不符合第1类标准的任何物质或混合物；第III类包装为在环境温度下遇水容易起反应、释放易燃气体的最大速度等于或大于每千克物质每小时释放1L且不符合第I类和第II类的标准的任何物质或混合物。按照《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》(第五修订版)要求，针对性质不同的被测物，试验过程应持续7小时，每隔一小时计算一次；针对部分不稳定或7小时后反应速度增快的被测物，应将检测时间延长至5天。试验原理和指导要求见《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》第33.4.1节对货物进行试验分类。但该方法是指导性方法，可操作性差，如，方法中提出“产生的气体用任何适当的仪器测定所释放的气体体积”，并未给出对仪器的要求和装置要求。

在检测中，此类物质的危险特征为气体释放速率和气体易燃性。常见的检测物质遇水放出气体的方法的收集和测定方法为量气筒法，量气筒中装满水，相当于用排水法收集气体，读数时要调整两端的液面保持相平，目的是使气体和外界的大气压相等，这样就减小了实验的误差。但该法收集的气体量少，且不容易保持压力平衡。中国专利CN 201368838Y公开了一种气体收集与计量系统，采用一种自动化的高精度系统来收集气体和定量气体的释放速率。但系统复杂、昂贵，且方法需要恒定体系压力，并连接计算机精密检测和调控，实际操作要求较高。

《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》第33.4.4.4.3.5提出将足以产生100mL到250mL气体的物质(最大重量25g)准确称量并置于锥形瓶中。根据大多数危险品货运检测实验室的实际情况，我们研发的一种气体的收集和产生速率测定的装置和方法。我们认为产生100mL到250mL气体量太少，尤其对我们研发的装置，可以规定最大质量25克。不应限制气体的体积。通过大量测试，我们研发的该装置和方法，能满足联合国《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》中4.3类遇水释放气体检测的要求，且结构简单，成本低，操作方便，能满足危险品分类的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，采用气袋收集、空气采样泵计量定量法替代常见的排水法，克服了排水法需要维持体系恒压的问题，且仪器条件简单，操作快捷，可操作性强。

为实现上述目的，本发明设计的装置和方法步骤如下：

(1)气体的收集和产生速率测定的装置包括：气体发生装置，浮子流量计气袋，空气采样泵和秒表；

(2)先检查气袋气密性，用橡胶双联球将气袋充满气，放置于水盆水面下，观察气袋是否漏气；

(3)用电子皂膜流量计来校准空气采样泵；

(4)于气体发生装置旋钮B④处，通过三通分别与旋钮C⑤、旋钮D⑥连接，并在旋钮C⑤、旋钮D⑥处通过三通分别与气袋和旋钮E⑦、旋钮F⑧连接，在旋钮E⑦或旋钮F⑧出连接空气采样泵

(5)气体采集1：精确称取待测物，待测物的最大质量不超过25g，置于气体发生装置中，盖上橡皮塞，使所有旋钮均保持关闭状态，旋开旋钮A②，于滴液漏斗①向气体发生装置中滴加水，然后迅速打开旋钮B④、C⑤、G⑨，用秒表开始计时，从滴液漏斗①向气体发生装置中注入过量的水后，关闭旋钮A②，气袋采集一定时间后，关闭旋钮C⑤，迅速打开旋钮D⑥、H⑩，用气袋继续采集气体；