本技術(shù)屬于化學(xué)反應(yīng)輔助裝置,尤其涉及一種固液反應(yīng)氣體生成裝置。
背景技術(shù):
1、固液相反應(yīng)作為一種常見而重要的化學(xué)反應(yīng)類型,在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在這類反應(yīng)中,固體與液體之間的接觸表面是關(guān)鍵,因?yàn)榉磻?yīng)通常發(fā)生在這個(gè)界面上。而這個(gè)接觸表面的液體與固體的比例則直接決定了反應(yīng)的進(jìn)行。在這個(gè)過(guò)程中,通過(guò)控制液體與固體的比例,可以精確地控制反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的生成量。例如,在某些反應(yīng)中,過(guò)多的液體可能導(dǎo)致反應(yīng)速率過(guò)快,產(chǎn)物選擇性降低,而過(guò)少的液體則可能限制了反應(yīng)的進(jìn)行。多種氣體可以通過(guò)固體與液體之間的化學(xué)反應(yīng)生成,涵蓋了氫氣、二氧化碳、氧氣、氨氣、硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化氯、氯氣、二氧化硫等氣體。這些氣體不僅在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用,還在環(huán)境保護(hù)、消毒、能源領(lǐng)域等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此,固液相反應(yīng)的研究和應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、解決環(huán)境問(wèn)題、提高能源利用效率等都具有重要意義。通過(guò)深入理解液體與固體比例對(duì)反應(yīng)的影響,可以優(yōu)化反應(yīng)條件,提高反應(yīng)效率,從而為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)更多的機(jī)遇和可能性??刂埔后w加入的流速和流量對(duì)于調(diào)節(jié)固液比例至關(guān)重要。通過(guò)改變流速和流量,可以在一定程度上控制液體在固體表面的接觸時(shí)間和接觸面積,從而影響反應(yīng)的速率和效率。例如,在反應(yīng)速率較慢時(shí),可以增加流速和流量以提高液體與固體的接觸頻率,加快反應(yīng)進(jìn)行的速度。相反,當(dāng)反應(yīng)速率過(guò)快時(shí),可以減小流速和流量,以防止過(guò)度反應(yīng)或產(chǎn)物的損失。
2、目前常用的液體流速和流量控制裝置主要依賴于電動(dòng)傳輸裝置,如蠕動(dòng)泵等。盡管這些設(shè)備在處理較低流速和流量時(shí)能夠提供精確的流體控制和穩(wěn)定的傳輸,但由于它們需要精密的工程設(shè)計(jì)和高性能材料,因此成本較高。這種高成本使得這些裝置在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用受到限制。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中,研究人員可能會(huì)面臨預(yù)算有限的挑戰(zhàn),導(dǎo)致不得不選擇成本較低的替代品。然而,這些替代品往往會(huì)犧牲精確性和穩(wěn)定性,可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性,甚至影響到研究的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。在工業(yè)生產(chǎn)中,成本限制可能會(huì)影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力。特別是對(duì)于小型企業(yè)或新創(chuàng)企業(yè)而言,投資于高成本的液體流量控制裝置可能會(huì)成為一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。這可能會(huì)限制他們?cè)诩夹g(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)方面的投入,影響到企業(yè)的發(fā)展和成長(zhǎng)。
3、因此,設(shè)計(jì)一種新型的固液反應(yīng)氣體生成裝置以解決這上述問(wèn)題具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種解決目前液體流速和流量控制裝置的高成本限制了其在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用的問(wèn)題的一種固液反應(yīng)氣體生成裝置。
2、本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種固液反應(yīng)氣體生成裝置,其特征在于:包括液體容器、滴漏管和反應(yīng)皿,所述液體容器形成用于盛裝收納反應(yīng)液體的容器;若干所述滴漏管均布于所述液體容器的下部,所有所述滴漏管形成水平的矩陣形滴漏面域;所述反應(yīng)皿設(shè)于所述滴漏管的下方,所述反應(yīng)皿形成用于放置反應(yīng)固體的槽,槽具有位于滴漏面域下方的槽口。
3、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述液體容器的內(nèi)部形成用于盛裝反應(yīng)液體的等徑柱形槽,所述液體容器的下部設(shè)有支撐部,所述支撐部的內(nèi)側(cè)形成用于放置反應(yīng)皿的空間。
4、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述支撐部是設(shè)于圓柱形構(gòu)造的支撐座,所述支撐座上部形成用于氣體釋放擴(kuò)散及觀察內(nèi)側(cè)反應(yīng)皿的開口。
5、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述滴漏管由設(shè)于液體容器底部滴漏孔以及自滴漏孔向下延伸的滴漏管構(gòu)成。
6、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,在所述液體容器的等徑柱形槽的槽底設(shè)有與所述滴漏管一一對(duì)應(yīng)的引流凹部,所述引流凹部是在所述液體容器的等徑柱形槽的槽底形成的與所述滴漏孔同心的錐形凹面。
7、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述反應(yīng)皿的側(cè)壁和底部均布滲漏孔。
8、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述液體容器的底部形成向下的插頭部,所述滴漏管的上端插接于插頭部,所述滴漏管與所述滴漏孔的連通。
9、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,液體容器上安裝向其中可定速、定量、定時(shí)泵入反應(yīng)液體的泵。
10、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,所述支撐部為帶有氣體擴(kuò)散口的封閉容器,所述反應(yīng)皿設(shè)于封閉容器中。
11、在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選的,在所述擴(kuò)散口處設(shè)有用于控制反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體向外擴(kuò)散流動(dòng)的風(fēng)機(jī)。
12、優(yōu)點(diǎn)和效果
13、1、成本低廉:該裝置不需要依賴電動(dòng)傳輸裝置,因此成本較低。相比于傳統(tǒng)的液體流速和流量控制裝置,陣列多孔滴漏式裝置無(wú)需昂貴的工程設(shè)計(jì)和高性能材料,從而降低了成本,使其更易于在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中廣泛應(yīng)用。
14、2、操作簡(jiǎn)單,具有可控性:使用滴管末端孔徑及液面高度來(lái)控制加液速率,使得操作非常簡(jiǎn)單且易于控制。研究人員或操作人員只需調(diào)節(jié)滴管的液面高度或更換不同孔徑的滴管即可實(shí)現(xiàn)不同加液速率,從而滿足不同反應(yīng)條件下的需求。
15、3、穩(wěn)定的固液反應(yīng):由于液體通過(guò)多個(gè)孔徑均勻滴入固體床,使得液體與固體的接觸更加均勻和穩(wěn)定。這有助于保持反應(yīng)體系的穩(wěn)定性,減少不均勻反應(yīng)導(dǎo)致的產(chǎn)物變化或副反應(yīng)的發(fā)生,從而提高了反應(yīng)的可控性和效率。
16、4、體積小,應(yīng)用靈活:陣列多孔滴漏式裝置體積小巧,可輕松安置于實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的小型空間中。這使得它適用于各種規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線,并且能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液反應(yīng),為實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了更多的靈活性和選擇。
17、5、氣體生成效率高:對(duì)于一些易溶于水的氣體,因固液混合后生成的氣體溶于水而降低了氣體的制備得率,此裝置通過(guò)控制液體的流量流速,進(jìn)而控制固液反應(yīng)中固液比例,實(shí)現(xiàn)氣體生成后的即時(shí)釋放,減少氣體的溶解,從而提高氣體的制備效率。
18、綜上所述,本陣列多孔滴漏式的固液反應(yīng)氣體生成裝置具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的反應(yīng)效果以及靈活的應(yīng)用場(chǎng)景等諸多優(yōu)點(diǎn),將為化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)更多的便利和可能性。
19、除了上述提及的優(yōu)點(diǎn)外,本裝置還可以進(jìn)一步擴(kuò)展其在教學(xué)和科研方面的應(yīng)用。首先,作為一種成本較低、易于操作的實(shí)驗(yàn)裝置,陣列多孔滴漏式的固液反應(yīng)氣體生成裝置非常適合用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。學(xué)生可以通過(guò)操作該裝置,直觀地了解固液反應(yīng)的基本原理和實(shí)驗(yàn)操作技巧,從而提高他們的實(shí)驗(yàn)技能和化學(xué)理解能力。
20、此外,對(duì)于科研工作者來(lái)說(shuō),陣列多孔滴漏式的固液反應(yīng)氣體生成裝置也是一種非常有價(jià)值的工具。由于其穩(wěn)定的反應(yīng)效果和可控的操作特性,科研人員可以利用該裝置進(jìn)行各種類型的固液相反應(yīng)研究。無(wú)論是用于探索新的反應(yīng)條件、優(yōu)化反應(yīng)參數(shù),還是用于開發(fā)新的合成方法和制備新材料,都能為科研人員提供可靠的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而推動(dòng)科學(xué)研究的進(jìn)展。
21、因此,本固液反應(yīng)氣體生成裝置不僅在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中具有重要意義,還在科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。它的成本低廉、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),以及靈活的應(yīng)用場(chǎng)景,將為化學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研帶來(lái)更多的便利和可能性,促進(jìn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。