一种动态吸附原理演示装置及方法

本发明属于有毒有害气体防护，具体涉及一种动态吸附原理演示装置及方法。

背景技术：

1、滤毒罐是过滤式防毒面具的重要组成部分，在防护有毒有害气体方面起着至关重要的作用，它通过内部填充的活性炭吸附床层实现对有机蒸气或气体的吸附或催化降解，从而起到洁净空气的作用。由于滤毒罐为封闭结构且不方便拆卸，以及内部填充的活性炭为黑色介质，导致在教学演示和实际操作中无法直接、清晰的观察气体在活性炭床层中的吸附过程，从而无法模拟演示滤毒罐对有毒有害气体的动态吸附原理的过程。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明提出一种动态吸附原理演示装置及方法，以解决传统教学和实际操作中无法直接观察滤毒罐对有毒有害气体动态吸附过程的技术问题，实现对动态吸附原理的可视化演示。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种动态吸附原理演示装置，该动态吸附原理演示装置包括气体发生模块、吸附床层模块、温度传感模块、尾气观测模块和控制系统模块。其中，

5、气体发生模块包括涡轮风机、压缩泵、储液瓶、混合腔和流量计；储液瓶中存储溶液介质，压缩泵将储液瓶中的溶液介质通过鼓泡原理形成模拟的有毒有害气体并通入混合腔；涡轮风机以将空气送入混合腔，与模拟的有毒有害气体混合；在涡轮风机与混合腔之间设置流量计，通过流量计调节混合气体浓度，以确保流量满足试验要求；混合后的气体通过透明管路通入吸附床层模块；

6、吸附床层模块为透明的可拆卸结构，包括前端盖、前滤网、网孔板、透明半圆板、后滤网和罐体；其中，罐体中依次装入后滤网、透明半圆板，在透明半圆板侧方形成的空间装填固体吸附剂，装入网孔板将固体吸附剂压平，最后装入前滤网，罐体的前端通过螺纹与前端盖拧紧密封；前端盖上的进气口通过透明管路与混合腔的出气口相连，罐体上的出气口通过透明管路与尾气观测模块相连；

7、温度传感模块包括温度传感器和显示屏；其中，温度传感器与吸附床层模块相连，用于在演示吸附过程中，监测吸附剂的温度并通过显示器进行显示；

8、尾气观测模块包括净化器，通过透明管路与罐体上的出气口相连，用于观察模拟的有毒有害气体被吸附净化后的状态变化；

9、控制系统模块通过控制电路与其他模块及管路连接，通过内置控制软件设计演示过程参数，使得整个过程自动反馈控制，按设置参数完成动态吸附原理演示试验。

10、进一步地，溶液介质为酸性或碱性水溶液介质。

11、进一步地，固体吸附剂为浸渍酸碱指示剂的分子筛或硅胶。

12、进一步地，通过选用不同宽度的透明半圆板调节固体吸附剂的装填高度和装填量。

13、进一步地，演示装置的各个模块和试验气路上设置有光电流程指示灯，指示各模块的工作状态以及试验气体的运动方向。

14、此外，本发明还提出一种动态吸附原理演示方法，该演示方法采用上述动态吸附原理演示装置，包括如下步骤：

15、将储液瓶安装到气体发生模块的透明管路上，启动压缩泵和涡轮风机的电控开关，压缩泵通过产生气流将储液瓶内的溶液介质进行鼓泡，产生模拟的有毒有害气体；同时涡轮风机运转以一定风速将空气通入混合腔与模拟的有毒有害气体混合，通过流量计调节混合气体浓度，再通过透明管路进入吸附床层模块，吸附床层模块内放置的固体吸附剂作为吸附床层，当模拟的有毒有害气体穿透吸附床层时，吸附剂的颜色发生变化，同时温度也随之改变；在演示吸附过程中，通过温度传感模块监测固体吸附剂的温度并通过显示器进行显示，通过尾气观测模块观察模拟的有毒有害气体被吸附净化后的状态变化；控制系统模块设置参数后，通过控制电路连接其他模块，使得整个过程自动反馈控制。

16、(三)有益效果

17、本发明提出一种动态吸附原理演示装置及方法，包括气体发生模块、吸附床层模块、温度传感模块、尾气观测模块和控制系统模块，气体发生模块用于形成模拟的有毒有害气体与空气的混合气体，混合气体穿透吸附床层模块时，通过固定吸附剂的颜色和温度变化，实时演示有毒有害气体在吸附床层模块中的动态吸附过程，演示吸附过程中通过温度传感模块监测固体吸附剂的温度，通过尾气观测模块观察模拟的有毒有害气体被吸附净化后的状态变化。本发明能够解决传统教学和实际操作中无法直接观察滤毒罐对有毒有害气体动态吸附过程的技术问题，实现对动态吸附原理的可视化演示。

技术特征：

1.一种动态吸附原理演示装置，其特征在于，所述动态吸附原理演示装置包括气体发生模块、吸附床层模块、温度传感模块、尾气观测模块和控制系统模块；其中，

2.如权利要求1所述的动态吸附原理演示装置，其特征在于，所述溶液介质为酸性或碱性水溶液介质。

3.如权利要求1所述的动态吸附原理演示装置，其特征在于，所述固体吸附剂为浸渍酸碱指示剂的分子筛或硅胶。

4.如权利要求1所述的动态吸附原理演示装置，其特征在于，通过选用不同宽度的透明半圆板调节固体吸附剂的装填高度和装填量。

5.如权利要求1所述的动态吸附原理演示装置，其特征在于，所述演示装置的各个模块和试验气路上设置有光电流程指示灯，指示各模块的工作状态以及试验气体的运动方向。

6.一种动态吸附原理演示方法，其特征在于，所述演示方法采用权利要求1～5任一项所述的动态吸附原理演示装置，包括如下步骤：

技术总结本发明提出一种动态吸附原理演示装置及方法，包括气体发生模块、吸附床层模块、温度传感模块、尾气观测模块和控制系统模块，气体发生模块用于形成模拟的有毒有害气体与空气的混合气体，混合气体穿透吸附床层模块时，通过固定吸附剂的颜色和温度变化，实时演示有毒有害气体在吸附床层模块中被吸附剂的动态吸附过程，演示吸附过程中通过温度传感模块监测固体吸附剂的温度，通过尾气观测模块观察模拟的有毒有害气体被吸附净化后的状态变化。本发明能够解决传统教学和实际操作中无法直接观察滤毒罐对有毒有害气体动态吸附过程的技术问题，实现对动态吸附原理的可视化演示。技术研发人员：张守鑫,杨博,周川,叶平伟,皇甫喜乐,吴琼,杨德瑞受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院防化研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/5