煤焦油成分分析儀的製作方法

2024-02-05 06:36:15

煤焦油成分分析儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，還包括與控制系統連接的試樣質量稱量裝置、升降託架、加熱爐、餾出液質量稱量裝置和循環水裝置。本實用新型採用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應物質餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1℃，並將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：1)實現煤焦油蒸餾實驗自動化，提高測試精度，保證測試結果的準確性；2)自動生成餾程曲線圖；3)能更精細地區分煤焦油中的各種組分，並能測得各組分的沸點溫度，準確定量計算其在煤焦油中所佔的質量百分數；4)降低操作難度及實驗人員勞動強度；5)應用前景廣闊。
【專利說明】煤焦油成分分析儀

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤焦油餾程分析【技術領域】，尤其涉及一種煤焦油成分分析儀。

【背景技術】
[0002]為了準確了解煤焦油中不同物質的實際含量，以及在什麼溫度下可以對其進行分離取用，從而根據實際情況調節生產中的控制條件，需要通過煤焦油餾程實驗進行詳細分析，在餾程實驗過程中，溫度的精確控制十分重要。
[0003]煤焦油的餾程分析包括對組成結構、各組分含量及餾程的測定，目前該項分析測定工作多數仍由人工用化學分析及蒸餾等方法完成。煤焦油類產品在蒸餾過程中會有上千種餾出物質，其中常用來檢測的只有數十個品種，每一種餾出物質都有不同的初餾溫度相對應。
[0004]在人工蒸餾法餾程測定過程中，實驗操作人員用肉眼觀測記錄餾程中的初餾點、終餾點、幹點等關鍵參數，餾程曲線亦由人工計算繪製，由於人工觀察測試精度低、速度慢、人為影響因素多，使得測定結果的精確性很難保證。為此，一些較大的焦化企業還同時進行氣相色譜分析法確定產品組成結構，其餾程曲線的繪製多採用建立數學模型的方法，或者用多元回歸法建立苯類餾程的色譜曲線，由於這些測定過程是用模擬方式取得的，距真實結果狀況尚有一定的差距，因此需要很長時間的經驗積累，才能做到對其中某一種介質餾程測定精準控制，如要掌握數十種焦化物質的餾程測定規律，其過程的繁瑣導致和所需付出的時間成本可想而知。


【發明內容】

[0005]本實用新型克服現有技術的不足，提供了一種煤焦油成分分析儀，能夠對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應物質餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，並將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案實現:
[0007]煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，還包括與控制系統連接的試樣質量稱量裝置、升降託架、加熱爐、餾出液質量稱量裝置和循環水裝置，所述蒸餾瓶固定在升降託架上並可隨託架上下移動，加熱爐和試樣質量稱量裝置位於蒸餾瓶下方，分流管下管口正對蒸餾瓶瓶口，分流管的支管穿過冷凝管，其末端開口正對下方的集液瓶，集液瓶下設餾出液質量稱量裝置，冷凝管與循環水裝置連接。
[0008]所述加熱爐為可移動式。
[0009]所述分流管中設有連接控制系統的蒸餾溫度傳感器，溫度測量範圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
[0010]所述加熱爐設加熱爐溫度傳感器，與控制系統連接。
[0011 ] 所述集液瓶瓶口處設餾速傳感器，與控制系統連接。
[0012]所述試樣質量稱量裝置及餾出液質量稱量裝置的稱量範圍為500g，稱量精度為0.0Olg0
[0013]所述控制系統設有計算機和觸摸顯示屏。
[0014]基於煤焦油成分分析儀的餾程曲線測定方法，採用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應物質餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，並將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；包括如下步驟:
[0015]I)將10mL試樣裝入蒸餾瓶，調節升降託架，使蒸餾瓶呈自然狀態放置在試樣質量稱量裝置上，控制系統自動記錄試樣質量Hl0 ;
[0016]2)在控制系統作用下，升降託架帶動蒸餾瓶向上移動，蒸餾瓶口與分流管下管口對接並自動S封；
[0017]3)在控制系統作用下，加熱爐自動移動至蒸餾瓶底部對蒸餾瓶加熱，試樣在加熱爐作用下由液態轉化成氣態，沿分流管支管流動，控制系統通過蒸餾溫度傳感器自動採集蒸餾溫度t ；
[0018]4)氣態組分進入冷凝管，在循環水裝置作用下使氣態組分冷凝為液態，保證餾滴溫度為20±0.3°C，餾出液通過冷凝管埠滴入集液瓶中，並由餾出液質量稱量裝置自動記錄懼出液質量mt ;
[0019]5)根據煤焦油中各組分在大氣壓強101.3kPa時的沸點溫度，計算機自動檢測初餾點並記錄各組分的餾出質量，根據餾出液質量稱量裝置實時記錄每一滴液體滴落後的餾出質量，直至終餾點到達後終止蒸餾；由計算機處理收集到的餾程數據，以餾程曲線圖形式顯示在屏示屏上；
[0020]6)每一個溫度段餾出液質量mt與試樣總質量Hici的比即為該物質的含量，即:W(% ) = HitZVlX 100%，將上述計算公式輸入計算機，即可得到煤焦油組分含量報告及餾程曲線圖。
[0021]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0022]I)取代手工操作實驗，實現煤焦油蒸餾實驗自動化，大幅度提高測試精度，保證測試結果的準確性；
[0023]2)通過控制系統採集蒸餾溫度、試樣質量、餾出液質量等數據，自動生成餾程曲線圖；
[0024]3)能更精細地區分煤焦油中包含的各種複雜組分，並能測得各組分的沸點溫度，準確定量計算其在煤焦油中所佔的質量百分數；
[0025]4)降低操作難度及實驗人員勞動強度，為煉焦生產工藝提供更精細的分析資料；
[0026]5)應用前景廣闊，為深入研究煤焦油混合物的組成結構，更合理的利用能源提供了平臺，為焦化企業進一步提高經濟效益提供了技術支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0028]圖2是本實用新型所述控制系統連接關係示意圖。
[0029]圖中:1.蒸餾瓶2.試樣質量稱量裝置3.蒸餾溫度傳感器4.分流管5.升降託架6.餾出液質量稱量裝置7.集液瓶8.加熱爐溫度傳感器9.加熱爐10.餾速傳感器
11.冷凝管12.循環水裝置

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0031]見圖1，是本實用新型的結構示意圖，本實用新型所述煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶1、分流管4、冷凝管11和集液瓶7，還包括與控制系統連接的試樣質量稱量裝置2、升降託架5、加熱爐9、餾出液質量稱量裝置6和循環水裝置12，所述蒸餾瓶I固定在升降託架5上並可隨託架5上下移動，加熱爐9和試樣質量稱量裝置2位於蒸餾瓶I下方，分流管4下管口正對蒸餾瓶I瓶口，分流管4的支管穿過冷凝管11，其末端開口正對下方的集液瓶7，集液瓶7下設餾出液質量稱量裝置6，冷凝管11與循環水裝置12連接。
[0032]所述加熱爐9為可移動式。
[0033]所述分流管4中設有連接控制系統的蒸餾溫度傳感器3，溫度測量範圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
[0034]所述加熱爐9設加熱爐溫度傳感器8，與控制系統連接。
[0035]所述集液瓶7瓶口處設餾速傳感器10，與控制系統連接。
[0036]所述試樣質量稱量裝置2及餾出液質量稱量裝置6的稱量範圍為500g，稱量精度為 0.0Olg。
[0037]所述控制系統設有計算機和觸摸顯示屏。
[0038]基於煤焦油成分分析儀的餾程曲線測定方法，採用煤焦油成分分析儀對整個蒸餾過程進行精密自動控制，對應物質餾出量的測定精度可達到蒸餾溫度間隔0.1°C，並將各組分餾出量以餾程曲線的形式記錄下來；包括如下步驟:
[0039]I)將10mL試樣裝入蒸餾瓶1，調節升降託架5，使蒸餾瓶I呈自然狀態放置在試樣質量稱量裝置2上，控制系統自動記錄試樣質量mQ ；
[0040]2)在控制系統作用下，升降託架5帶動蒸餾瓶I向上移動，蒸餾瓶口與分流管4下管口對接並自動密封；
[0041]3)在控制系統作用下，加熱爐9自動移動至蒸餾瓶I底部對蒸餾瓶I加熱，試樣在加熱爐9作用下由液態轉化成氣態，沿分流管4支管流動，控制系統通過蒸餾溫度傳感器3自動採集蒸餾溫度t ；
[0042]4)氣態組分進入冷凝管11，在循環水裝置12作用下使氣態組分冷凝為液態，保證餾滴溫度為20 ± 0.3°C，餾出液通過冷凝管11埠滴入集液瓶7中，並由餾出液質量稱量裝置6自動記錄餾出液質量mt ;
[0043]5)根據煤焦油中各組分在大氣壓強101.3kPa時的沸點溫度，計算機自動檢測初餾點並記錄各組分的餾出質量，根據餾出液質量稱量裝置6實時記錄每一滴液體滴落後的餾出質量，直至終餾點到達後終止蒸餾；由計算機處理收集到的餾程數據，以餾程曲線圖形式顯示在屏示屏上；
[0044]6)每一個溫度段餾出液質量mt與試樣總質量mQ的比即為該物質的含量，即W(%)=HitZVlX 100%，將上述計算公式輸入計算機，即可得到煤焦油組分含量報告及餾程曲線圖。
[0045]見圖2，是本實用新型所述控制系統連接關係示意圖，本實用新型煤焦油成分分析儀的控制系統包括連接計算機輸出端接口的觸摸顯示屏、計算機和連接計算機輸入端接口的各部分控制器，其中各部分控制器由連接試樣質量稱量裝置2的試樣質量稱量控制器、連接餾出液質量稱量裝置6的餾出液質量稱量控制器、連接蒸餾溫度傳感器3的蒸餾溫度控制器、連接加熱爐溫度傳感器8的加熱爐溫度控制器、連接餾速傳感器10的餾速控制器、連接升降託架5的託架升降控制器、連接水循環裝置12的水循環裝置控制器和加熱爐9移動裝置的加熱爐移動控制器組成。
[0046]通過計算機對各部分控制器進行連鎖控制，實現煤焦油成分分析儀中蒸餾瓶隨升降託架5移動動作、加熱爐9移動動作、循環水裝置12的開閉及調節動作、加熱爐9加熱溫度反饋及調節、蒸餾溫度反饋與調節、餾出液滴速反饋與調節及試樣及餾出液質量自動稱量功能，實時採集餾出液質量mt，通過採集到的試樣質量Hitl、餾出液質量mt、蒸餾溫度t等數據，自動統計餾程數據表，並根據公式:靡)=IiitAic1XlOO^,繪製出煤焦油餾程測定曲線，計算出任意溫度點餾出物質含量百分數，最終結果在顯示屏上顯示。
[0047]以下實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。
[0048]【實施例1】應用本實用新型煤焦油成分分析儀，測定一種煤焦油產品中的5種組分的含量，並繪製餾程曲線圖，5種組分分別為:苯、甲苯、乙基苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯。
[0049]本實施例完全按照本實用新型所述餾程曲線測定方法進行，在實驗時，控制加熱爐9溫度，使蒸餾瓶I中的試樣以6°C /min的速率升溫，有餾出液餾出後，控制加熱溫度使餾滴溫度控制在20°C，計算機自動統計餾程數據，各個組分含量檢驗報告及餾程曲線圖如下:
[0050]各組分含量檢驗報告
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【權利要求】
1.煤焦油成分分析儀，包括蒸餾瓶、分流管、冷凝管和集液瓶，其特徵在於，還包括與控制系統連接的試樣質量稱量裝置、升降託架、加熱爐、餾出液質量稱量裝置和循環水裝置，所述蒸餾瓶固定在升降託架上並可隨託架上下移動，加熱爐和試樣質量稱量裝置位於蒸餾瓶下方，分流管下管口正對蒸餾瓶瓶口，分流管的支管穿過冷凝管，其末端開口正對下方的集液瓶，集液瓶下設餾出液質量稱量裝置，冷凝管與循環水裝置連接。
2.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述加熱爐為可移動式。
3.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述分流管中設有連接控制系統的蒸餾溫度傳感器，溫度測量範圍為室溫?500°C，測量精度為0.1°C。
4.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述加熱爐設加熱爐溫度傳感器，與控制系統連接。
5.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述集液瓶瓶口處設餾速傳感器，與控制系統連接。
6.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述試樣質量稱量裝置及餾出液質量稱量裝置的稱量範圍為500g，稱量精度為0.0Olg。
7.根據權利要求1所述的煤焦油成分分析儀，其特徵在於，所述控制系統設有計算機和觸摸顯示屏。
【文檔編號】G01N25/14GK203965364SQ201420212758
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】王姝, 楊亞明, 李瑾, 王輝 申請人:遼寧萬泓雷射科技股份有限公司