[发明专利]一种精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置及方法

说明书

本发明公开了一种精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置及方法，该装置包含：用于对吸附剂进行脱附的吸附剂脱附系统；与吸附剂脱附系统连接，用于对吸附剂脱附的气体进行冷凝的冷凝系统；与冷凝系统连接，用于对凝结水量进行测量的凝结水测量系统；与凝结水测量系统连接，用于对未凝结气体含水量进行测量的含湿量测量系统。本发明可精确测量吸附剂吸附的各种气体中具体水蒸气的精确值，通过分离测量的方法将脱附出的凝结水量和未凝结气体中的水蒸气含量分别测量计算，具有实验结果精准、操作简单、稳定性较好、可用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及吸附吸附量的测量技术领域，具体涉及一种精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置及方法。

背景技术

目前缺水地区获得水主要有三种途径：淡水输运，海水淡化，以及空气制水。

空气制水主要有冷凝制水以及吸附制水，吸附制水具有以下优点：在相对湿度极低的情况下，冷凝制水存在露点温度低，难以制水，吸附制水可以利用吸附剂的吸附特性，完成制水。

目前，对于吸附剂吸附量测量主要有称重法和冷凝法。

称重法是采用重量变化测量的方法，无法准确测量出吸附剂吸附脱附出的吸附质含水量，其原因在于吸附剂在开式吸附条件下，即在大气环境中吸附水蒸气，由于吸附剂结构特点，其吸附通常具有较为广泛的吸附特性，对多种气体均会吸附,对于吸附剂的广泛吸附性在下列文献中也有报道，授权公布号CN102580669“一种空分制氧沸石吸附剂的制备方法”所提到的型体沸石13X吸附剂的氮气吸附量为5.60ml/g，氧气吸附量为2.33ml/g。所以采用称重法测得的吸附剂吸附水蒸气量比实际吸附量要大，其差值为吸附剂吸附的其它不凝气体。

冷凝法是将吸附剂脱附的气体进行冷凝，然后测试冷凝水量从而得出吸附剂的水蒸气吸附量，该方法存在部分的水蒸气随不凝气体溢出引起测试不准确。冷凝法测得的吸附剂吸附水蒸气量比实际吸附量要小，其差值为水蒸气随不凝气体溢出部分。对于吸附剂的开式吸附性能，目前缺乏精确测试手段。

被公开的用于测试吸附剂吸附性能的专利有：授权公布号CN202119741“一种吸附性能测试的装置”主要用于闭式吸附，无法满足对开式状态下太阳能吸附制水管中吸附剂的性能测试需求。授权公布号CN105136922“一种吸附剂性能动态检测装置”没有对于脱附出的吸附质进行收集的系统，只能测试沸点较低的吸附质。授权公布号CN104849170“一种太阳能吸附制水管的开式吸附性能测试系统及其方法”采用称重法测量，只能测量出吸附剂减少量，减少量中还包括吸附的氧气、氮气等，所以该测量方式存在误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置及方法，以精准地测量凝结的吸附质和未凝结的水蒸气。

为达到上述目的，本发明提供了一种精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置，其包含：

用于对吸附剂进行脱附的吸附剂脱附系统；

与吸附剂脱附系统连接，用于对吸附剂脱附的气体进行冷凝的冷凝系统；

与冷凝系统连接，用于对凝结水量进行测量的凝结水测量系统；

与凝结水测量系统连接，用于对未凝结气体含水量进行测量的含湿量测量系统。

上述的精确测量吸附剂开式吸附水蒸气的装置，其中，所述吸附剂脱附系统包含：温度控制箱；设置在温度控制箱内并与冷凝系统管路连接，用于放置吸附剂的不锈钢反应器；设置在温度控制箱内的电加热器；设置在温度控制箱内的温度探头，及，分别与电加热器和温度探头连接，用于通过控制电加热器功率以使温度控制箱内达到吸附剂脱附温度的PID控制器。