高溫高壓吸附儀淺析溫度對高壓氣體吸附測試的影響

　　高壓氣體吸附測試是評價(jià)材料在高壓狀態(tài)下對某種氣體吸附能力的一種重要方法。在某一恒定溫度下，通過(guò)向一密閉腔體中投入一定量的吸附質(zhì)氣體，通過(guò)吸附前后腔體內壓力變化，根據理想氣體狀態(tài)方程，可以計算得到樣品在該溫度下的吸附量。改變投入氣體的量，可測試得到樣品在不同分壓下樣品的吸附量，也可得到樣品的吸附脫附等溫線(xiàn)。因此，高壓氣體吸附測試被廣泛應用在儲氫，頁(yè)巖氣，煤層氣，分子篩，活性炭等材料的高壓吸附領(lǐng)域。

　　高壓氣體吸附測試的準確度，受到多方面因素的影響，如溫度，儀器氣密性，壓力傳感器精度，儀器耐壓強度等等。由于氣體受熱膨脹，因此，溫度是影響高壓氣體吸附測試的一個(gè)重要指標，哪些地方需要恒溫，如何維持系統恒溫就顯得尤為重要了。

　　在高壓吸附測試中，有以下兩處需要恒溫：

　　1. 樣品恒溫：只有樣品恒溫，那么對樣品的高壓氣體吸附性能評價(jià)才有意義。因為溫度對樣品的吸附能力具有很大的影響。溫度不同，樣品的吸附能力也不同。通常所說(shuō)的樣品的吸附能力也是指樣品在某一特定溫度下的吸附能力。恒溫的方式包括水浴，油浴等。

　　2. 儀器內部全系統恒溫：高壓氣體吸附測試的核心使測試氣體的壓力變化，只有當氣體長(cháng)期處于一個(gè)恒定的溫度中，壓力傳感器測的的壓力才具有意義。氣體在高壓條件下，溫度每變化一度，壓力將會(huì )產(chǎn)生很明顯的變化。受周?chē)h(huán)境的影響，在測試過(guò)程中，溫度可能發(fā)生微小的波動(dòng)，因此就必須對系統采取全恒溫的模式。如下圖：

　　在高壓吸附測試中，溫度的變化主要有以下原因：

　　1. 測試環(huán)境中空氣的對流產(chǎn)生溫度的變化：由于測試過(guò)程中，周?chē)沫h(huán)境的溫度是在不斷變化的，因此儀器內外就會(huì )產(chǎn)生空氣對流，對系統溫度產(chǎn)生影響。為了盡量減少空氣的對流，就必須將測試腔與外界隔離開(kāi)。因此，具有防護門(mén)的高壓氣體吸附測試儀就顯得尤為重要了。防護門(mén)中間采用保溫材料，能很好的與外界隔絕，具有良好的減少對流，維持系統溫度恒定的作用。如下圖：

　　2. 儀器內部的熱傳導：很多儀器在長(cháng)期使用過(guò)程中，都會(huì )產(chǎn)生較大的發(fā)熱現象。在高壓氣體吸附測試過(guò)程中，儀器發(fā)熱的原因主要是有電磁閥的動(dòng)作引起的，電磁閥的工作原理是通過(guò)電磁線(xiàn)圈控制閥門(mén)的開(kāi)閉，有焦耳定律可知道，通電線(xiàn)圈是會(huì )產(chǎn)生熱量的。電磁閥產(chǎn)生的熱量會(huì )通過(guò)不銹鋼管路傳導到測試腔，對測試產(chǎn)生較大影響。未避免此類(lèi)影響，儀器內部閥門(mén)最好使用氣控閥，氣控閥是通過(guò)給閥門(mén)供氣，來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，因此無(wú)電磁閥所產(chǎn)生的發(fā)熱影響。高壓氣體吸附，在測試一些易燃易爆氣體，例如甲烷，二氧化碳，氫氣時(shí)，要盡量避免產(chǎn)生電火花，電磁閥是產(chǎn)生電火花的一個(gè)原因，而氣控閥則不會(huì )。因此氣控閥的使用是關(guān)鍵而必須的。同時(shí)儀器也應該自帶可燃氣體報警器。