專利名稱:全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置的制作方法
本實用新型涉及一種化學(xué)實驗設(shè)備，特別是一種教學(xué)用的實驗儀器。
在開設(shè)有化學(xué)課程的學(xué)校，化學(xué)實驗是必不可少的。在有些實驗過程中，會產(chǎn)生許多有毒氣體，污染空氣、危害師生健康。隨著實驗的增多，污染日趨嚴重，甚至發(fā)展到令學(xué)生產(chǎn)生反感情緒的程度。鑒于這種情況，曾經(jīng)采用裝設(shè)通風(fēng)櫥、排風(fēng)扇來解決，但排風(fēng)扇并不能解決有毒氣體在室內(nèi)的擴散，而通風(fēng)櫥又不能滿足學(xué)生分組實驗和教師演示實驗的需要。隨后，日本人矢後一夫發(fā)明了一種“化學(xué)實驗用器具”(日本專利特開昭59－193144)，該器具由盛裝液體試劑的反應(yīng)器、盛裝吸收劑的吸收器、強制吸引力發(fā)生器組成。上述反應(yīng)器的栓塞與伸至靠近反應(yīng)器底部的裝有試劑氣體及空氣通斷轉(zhuǎn)換三相閥的氣體導(dǎo)入管、裝有單向閥的空氣噴入管、與吸收器連通的毒氣排放管制成為一體。實驗時，試劑氣體自氣體導(dǎo)入管進入反應(yīng)器，與其內(nèi)的液體試劑進行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的有毒氣體在強制吸引力發(fā)生器作用下，至毒氣排放管排出、經(jīng)吸收器、強制吸引力發(fā)生器被凈化后，排入大氣。反應(yīng)中及反應(yīng)后，由空氣噴入管、氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入空氣，平衡反應(yīng)器內(nèi)的壓力和使反應(yīng)器排盡毒氣。該器具能凈化處理反應(yīng)所產(chǎn)生的毒氣，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、制造比較困難，只適應(yīng)于試劑是氣體和液體的反應(yīng)，當吸收器的凈化處理不完全時，其排入大氣的尾氣中仍含有毒氣。
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)較簡單，能完成中等學(xué)校的全部和高等學(xué)校的部分化學(xué)教學(xué)有毒實驗的裝置。
本實用新型是將反應(yīng)器設(shè)計成能適應(yīng)于氣體、液體、固體試劑進行反應(yīng)的結(jié)構(gòu)，將毒氣吸收凈化器設(shè)計成能進行化學(xué)、物理兩次吸收的結(jié)構(gòu)，并在吸收凈化后增添了尾氣再吸收和能調(diào)節(jié)控制反應(yīng)的調(diào)控器來實現(xiàn)。
本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置，包含依次連通的反應(yīng)器〔1〕、吸收器〔2〕、調(diào)控器〔3〕。上述反應(yīng)器呈透明狀，設(shè)置有毒物出口〔12〕、試劑及空氣進口；上述吸收器包含一次吸收器〔21〕和二次吸收器〔24〕；上述調(diào)控器包含尾氣吸收箱〔30〕和調(diào)控閥〔32〕。
上述反應(yīng)器〔1〕的主體是類似空心球體〔10〕，其毒物出口〔12〕設(shè)置在球體頂部，試劑及空氣進口包含設(shè)置在球體中部和下部的斜口〔13〕、側(cè)口〔14〕、下口〔15〕。
使用本實用新型進行化學(xué)實驗時，是按需將氣體、液體、固定試劑，空氣，從試劑及空氣進口供入或引入，反應(yīng)在調(diào)控器的抽吸作用下進行，反應(yīng)所產(chǎn)生的有毒氣體自毒氣出口導(dǎo)入吸收器，經(jīng)吸收器的化學(xué)和物理的兩次凈化處理，其尾氣被引入調(diào)控器后被再吸收，最后對調(diào)控器排放物作最后的處理。
本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置具有如下的優(yōu)點和效果。
1.本裝置對反應(yīng)所產(chǎn)生的毒物采用物理、化學(xué)兩次凈化吸收和尾氣吸收處理，經(jīng)上述凈化吸收處理，能使實驗排放物的深度降至極低程度，保證實驗人員的身心健康。
2.使用本裝置能完成試劑是氣體、液體、固體的有毒物質(zhì)的化學(xué)實驗，適用于中等學(xué)校的全部上述實驗和高等學(xué)校的部份上述實驗。
3.本裝置的反應(yīng)器呈透明狀，且可以將裝置的體積做得較小，既適用于在實驗室也適用于在教學(xué)室內(nèi)教師和學(xué)生的演示和實驗，提高了有毒物質(zhì)性質(zhì)實驗的教學(xué)直觀性。
4.本裝置結(jié)構(gòu)較簡單，制造比較容易，成本較低，特別適用于中等學(xué)校。
下面，再用實施例并對照實施例附圖對本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置作詳細說明。
對附圖作如下簡單說明。
圖1是本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置的示意圖。
圖2是本裝置的反應(yīng)器的示意圖。
圖3～8是使用本裝置進行中等學(xué)校的全部有毒物質(zhì)反應(yīng)實驗時，反應(yīng)器的全部裝設(shè)實例。其中，圖3是固、液燃燒，圖4是氣體燃燒，圖5是氣－氣反應(yīng)，圖6是固－氣反應(yīng)，圖7是固－液反應(yīng)，圖8是尾氣處理。
圖中，各符號的含意如下1——反應(yīng)器 10——球部 11——頸部12——上口 13——斜口 14——側(cè)口15——下口 16——導(dǎo)管 17——管夾2——吸收器 20——座 21——一次吸收瓶22——上口 23——導(dǎo)入管 24——二次吸收瓶25——上口 26——下口27——栓塞 28——導(dǎo)管 3——吸收調(diào)控器30——箱體 31——進口 32——水龍頭33——出口 34——水 4——斜口塞9——燃燒匙 18——導(dǎo)氣管 5——導(dǎo)氣管6——下口塞 7——具支試管 19——試管塞29——接頭 35——導(dǎo)入管 8——鐵架臺36——化學(xué)凈化劑 37——物理凈化劑實施例本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置(附圖)由反應(yīng)器1、吸收器2、吸收調(diào)控器3三部分組成。反應(yīng)器1由玻璃制成，其主體部是一個空心的球體10，球體的頂部是制成有橡皮管接頭的是毒物出口的上口12，球體的底部制有頸部11及下口15，在頸部上有橫置的側(cè)口14，在靠近頸部的球體下部有斜置的斜口13，該反應(yīng)器依靠其頸部裝架在普通鐵架臺8上。吸收器2由作為一次吸收器的一次吸收瓶21、和作為二次吸收器的二次吸收瓶24組成，一次吸收瓶有座20、磨砂的上口22、與瓶密接的導(dǎo)入管23；二次吸收瓶有與上述上口22磨合的下口26、磨砂的上口25。吸收調(diào)控器3有可盛裝水34的塑料制箱體30、箱體的頂部有進口31、其底部裝有作為調(diào)控閥的水龍頭32。上述各部分的組合是用橡皮的導(dǎo)管16將反應(yīng)部的出口12與一次吸收瓶21的導(dǎo)入管23接通。用帶有開關(guān) 的導(dǎo)管28將栓塞27和吸收調(diào)控器3的進口31接通。栓塞27是磨砂瓶塞，當只使用一次吸收瓶21時是用栓塞27塞蓋其上口22；當將二次吸收瓶24密接在一次吸收瓶的上口22上時，栓塞27應(yīng)塞蓋其上口25。
使用本裝置進行化學(xué)實驗，應(yīng)事先將吸收調(diào)控器3的箱體充滿水34，并按反應(yīng)所產(chǎn)生的不同生成物將相應(yīng)的能與有毒物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而生成無毒物質(zhì)的化學(xué)凈化劑36和物理凈化劑37，分別裝入一次吸收瓶21和二次吸收瓶24。即是，在一次吸收瓶21內(nèi)可按需裝入重金屬鹽、堿、酸、氧化劑、還原劑等。例如若生成的有毒物質(zhì)是P2O5、NO2、Cl2、HCl、H2S、SO2，則可使用NaOH溶液或者KOH溶液，若生存物是NH3、粉塵，則可使用水。在二次吸收瓶24內(nèi)通常可裝入活性炭之類的吸附劑。
本裝置使用時需先打開水龍頭32放水，使吸收調(diào)控器獲得負壓，在反應(yīng)進行過程中，用水龍頭32放水的流量大小，調(diào)整和控制反應(yīng)速度，使反應(yīng)按需進行。反應(yīng)實驗是按需將氣體、液體、固體試劑和空氣供入反應(yīng)器1，反應(yīng)生存的有毒物質(zhì)在吸收調(diào)整器的負壓作用下，經(jīng)吸收器2進入箱體30，實驗完畢后，卸下吸收調(diào)控器移至他處作最后凈化排放處理。
使用本裝置可以進行中等學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)中除去爆炸和撞擊實驗外的全部有毒實驗。這些實驗可以歸納為6類，現(xiàn)分別將進行該6類實驗時，反應(yīng)器1的裝設(shè)、使用和適用實驗簡述如下。
1.固體或液體的燃燒實驗(圖3)。用插裝有燃燒匙9的斜口塞4塞閉斜口13，將火源自下口15伸入反應(yīng)器，點燃被放在燃燒匙內(nèi)的固體或液體試劑。燃燒反應(yīng)時，空氣自下口15和側(cè)口14進入助燃?？蛇M行硫、磷、苯等的燃燒和燃點比較等實驗。
2.氣體燃燒實驗(圖4)。用插裝有導(dǎo)氣管18的斜口塞4塞閉斜口13，將火源自下口15伸入反應(yīng)器，點燃自導(dǎo)氣管18輸入的氣體試劑。燃燒反應(yīng)進行時，空氣自下口15和側(cè)口14進入助燃?？蛇M行H2S的完全和不完全燃燒、C2H2、C2H4的燃燒等實驗。
3.氣體與氣體反應(yīng)的實驗(圖5)。用插裝有導(dǎo)氣管18的斜口塞4塞閉斜口13，將導(dǎo)氣管5接通在側(cè)口14上，用下口塞6塞閉下口15。實驗時按需將氣體試劑分別自導(dǎo)氣管18和導(dǎo)氣管5輸入反應(yīng)器進行實驗?？蛇M行NH3與HCl、H2S與SO2、CH4與Cl2等的反應(yīng)實驗。
4.固體與氣體反應(yīng)的實驗(圖6)。用插裝有固體試劑的斜口塞4塞閉斜口13，將導(dǎo)氣管5接通在側(cè)口14上。用下口塞6塞閉下口15。實驗時，按需將氣體試劑自導(dǎo)氣管5輸入反應(yīng)器進行實驗?？蛇M行Fe與Cl2、Cu與Cl2、P與Cl2、Na與Cl2等的反應(yīng)實驗。
5.固體與液體反應(yīng)的實驗(圖7)。用橡皮導(dǎo)氣管5將具支試管7的接頭29與反應(yīng)器1的側(cè)口14接通。用斜口塞4和下口塞6分別塞閉斜口13和下口15。將固體和液體試劑放入具支試管7，并立即用試管塞19塞閉其管口。反應(yīng)在具支試管中進行，其生成的有毒物質(zhì)經(jīng)側(cè)口14進入反應(yīng)器?？蛇M行Cu與HNO3(濃)、Cu與HNO3(稀)、P與HNO3(濃)、C與HNO3(濃)、Cu與H2SO4(濃)等反應(yīng)實驗。
6.尾氣處理實驗(圖8)。用橡皮氣管5將具支試管7的接頭29與反應(yīng)器1的側(cè)口14接通，用斜口塞4和下口塞6分別塞閉斜口13和下口15。將試劑裝入具支試管7，用插裝有導(dǎo)入管35的試管塞19塞閉其管口。實驗時，將毒物自導(dǎo)入管35輸入具支試管7，其尾氣經(jīng)側(cè)口14進入反應(yīng)器?？蛇M行乙酸乙酯的合成、苯的硝化等的尾氣處理。
使用本實用新型的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置和原來的中等學(xué)校通用教學(xué)裝置進行對比實驗。在同等條件下，進行H2S燃燒、NO2發(fā)生、氯與紅磷反應(yīng)三項實驗。并同時在實驗操作者的呼吸帶高度，采樣測定空氣中SO2、NO2、Cl2的濃度，其結(jié)果表明，用原來的教學(xué)裝置進行實驗，空氣中的NO2和Cl2濃度值分別為我國衛(wèi)生標準所規(guī)定的最高濃度值的約6倍和約4倍，大大超過規(guī)定值。使用本反應(yīng)裝置進行實驗與原來的教學(xué)裝置相比，空氣中的SO2、NO2、Cl2的濃度的降低各為95.6％、99.8％、100.0％。而且其濃度值大大低于上述規(guī)定值。
下面，再列表詳加說明。
權(quán)利要求
1.全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置，包含依次連通的反應(yīng)器[1]、吸收器[2]、調(diào)控器[3]，其特征在于所述反應(yīng)器呈透明狀、有毒物出口[12]、試劑及空氣進口，所述吸收器包含一次吸收器[21]和二次吸收器[24]，所述調(diào)控器包含尾氣吸收箱[30]和調(diào)控閥[32]。
2.如權(quán)利要求
1所述的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)器〔1〕的主體部類似空心球體〔10〕，所述毒物出口〔12〕設(shè)置在球體頂部，所述試制及空氣進口包含設(shè)置在球體中部和下部的斜口〔13〕、側(cè)口〔14〕、下口〔15〕。
專利摘要
全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置包含依次連通的反應(yīng)器(1)、吸收器(2)、調(diào)控器(3)。反應(yīng)器類似球形，呈透明、有毒物出口(12)，試劑及空氣進口(13)、(14)、(15)，吸收器包含一次和二次吸收器(21)、(24)，調(diào)控器包含尾氣吸收箱(30)和調(diào)控閥(32)。是化學(xué)教學(xué)儀器，能凈化吸收反應(yīng)生成的有毒物質(zhì)，減少環(huán)境污染，保證實驗人員身心健康。適用于中等學(xué)校全部和高等學(xué)校部分其試劑是氣體、液體、固體的有毒實驗。結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、制造成本較低，可隨意搬動，教學(xué)直觀性較強。
文檔編號B01L99/00GK87205055SQ87205055
公開日1988年4月13日 申請日期1987年5月30日
發(fā)明者邱世敏 申請人:邱世敏, 潘忠和導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan