一種具有內層循環冷凝功能的氣體收集裝置的製作方法

2023-06-28 19:38:11 2

該實用新型涉及一種氣體收集裝置，具體涉及一種具有內層循環冷凝功能的氣體收集裝置。

背景技術：

裂解色譜是將裂解裝置和氣相色譜相連，用於聚合物的定性鑑別和結構解析、石油儲集巖的類型鑑定及石油中大分子硫化物的裂解性能研究、生物質的裂解機理研究等多個學科領域。但是由於氣相色譜固有的特點，使裂解色譜在分析一些高沸點、相對分子量大的裂解產物時存在一定困難。從裂解裝置吹掃出的氣體溫度較高，不能直接進入液相色譜、無機質譜等設備，需要對裂解氣中的高沸點、分子量大的有機化合物和無機元素進行收集，再處理和測定。固體生物質熱裂解液化常用的流化床、旋轉錐反應器、燒蝕反應器、渦旋反應器、循環流化床、輸運床等工藝並不適用於普通實驗室的裂解機理研究。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種具有內層循環冷凝功能的氣體收集裝置，採用循環的低溫冷卻液來降低裂解氣體溫度，慣性碰撞機理收集氣體冷凝物。經濟成本低，操作簡易，可以實現裂解氣體的有效收集。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種具有內層循環冷凝功能的氣體收集裝置，包括低溫液體循環機和多個收集瓶，其特徵在於：所述收集瓶內設有與瓶口相連且逐漸縮小的錐形氣道，收集瓶內錐形氣道外圍的梨形空間為收集腔，收集腔靠近瓶口的一側設有氣體出口，錐形氣道的出口對著收集腔的底部，所述錐形氣道外設有夾套，所述夾套兩端分別設有冷卻液入口和冷卻液出口，冷卻液入口和冷卻液出口分別通過液體循環管道與低溫液體循環機的出口和入口相連，所述多個收集瓶按流程順序分為多級，第一級收集瓶的瓶口與來自裂解裝置的裂解氣出口管道相連，其他每一級收集瓶氣體出口與其下一級收集瓶的瓶口相連，最後一級收集瓶的氣體出口可接冷阱或吸收溶液，多級收集瓶均處於同一水平面。通過多級收集瓶將來自裂解裝置的高溫裂解氣進行多級冷卻，通過錐形氣道收縮將高溫裂解氣在冷卻的同時加速然後撞擊在收集瓶的瓶底，從而使得裂解氣中大分子冷凝物或其他顆粒快速沉積在收集瓶的瓶底，實現了對高溫裂解氣的高效分離。

作為優選，所述第一級收集瓶的瓶口與來自裂解裝置的裂解氣出口管道通過陶瓷接口相連，所述第一級收集瓶的瓶口為錐形的磨砂口，所述陶瓷接口一端為與第一級收集瓶的瓶口相匹配的磨砂口，另一端為內螺口，所述陶瓷接口通過內螺口與裂解氣出口管道螺紋連接。通過陶瓷接口不僅提高了第一級收集瓶與裂解氣出口管道之間連接的密封性，還使得兩者之間連接和拆卸容易。

作為優選，所述陶瓷接口與裂解氣出口管道之間以及收集瓶的瓶口與陶瓷接口之間分別設有耐高溫的O型密封圈，所述第一級收集瓶的瓶口與陶瓷接口連接處設有用於卡緊的卡箍。增加第一級收集瓶與裂解氣出口管道之間連接的密封性。

作為優選，所述每一級收集瓶的氣體出口均為帶磨砂的錐形，除了第一級外其他每一級收集瓶的瓶口均為與其上一級收集瓶的氣體出口相匹配且為帶磨砂的錐形。大大提高了收集瓶與收集瓶之間連接的密封性。

作為優選，所述收集瓶、收集瓶的瓶口、錐形氣道、夾套、以及氣體出口均採用耐高溫的二氧化矽材料製成。

作為優選，所述收集瓶有2-6級。通過選擇合適的級數在簡化流程節約能源的同時，大大提高了分離效率。

本實用新型相比現有技術所具備的特點在於：在收集瓶的錐形氣道外包覆一個夾套，直接對入瓶氣體進行冷卻。收集瓶之間可以串連，實現裂解氣體的分級收集。低溫冷卻液循環系統可以同時用於多個收集瓶的冷卻。陶瓷接口可以耐受1000℃以上的高溫，可根據裂解裝置的氣體出口和收集瓶氣體入口的特點調整接頭設計。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1-收集瓶，2-連接頭，3-瓶口，4-氣體出口，5-錐形氣道，6-收集腔，7-夾套，8-冷卻液入口，9-冷卻液出口，10-低溫液體循環機，11-液體循環管道，12-陶瓷接口，13- O型密封圈，14-卡箍，15-裂解氣出口管道。

具體實施方式

本實用新型以下結合附圖做進一步描述：

如圖1所示，一種具有內層循環冷凝功能的氣體收集裝置由收集瓶1、低溫冷卻液循環系統和連接頭2組成。收集瓶1由瓶口3、氣體出口4、錐形氣道5、收集腔6以及夾套7組成。收集瓶1內設有與瓶口3相連且逐漸縮小的錐形氣道5，收集瓶1內錐形氣道5外圍的梨形空間為收集腔6，收集腔6靠近瓶口3的一側設有氣體出口4，錐形氣道5的出口對著收集腔6的底部，所述錐形氣道5外設有夾套7，夾套7兩端分別設有冷卻液入口8和冷卻液出口9，冷卻液入口8和冷卻液出口9分別通過液體循環管道11與低溫液體循環機10的出口和入口相連，所述多個收集瓶1按流程順序分為多級，第一級收集瓶1的瓶口3與來自裂解裝置的裂解氣出口管道15相連，其他每一級收集瓶1的氣體出口4與其下一級收集瓶的瓶口3相連，最後一級收集瓶1的氣體出口4可接冷阱或吸收溶液，多級收集瓶1均處於同一水平面。

收集瓶1和裂解氣出口管道15通過連接頭2相連，連接頭2由陶瓷接口12、耐高溫的O型密封圈13和卡箍14組成，其中陶瓷接口12和第一級收集瓶1的瓶口3通過相互匹配的錐形磨砂口相連，並通過卡箍14卡緊；陶瓷接口12的另一端為內螺口，陶瓷接口12通過內螺口與裂解氣出口管道15螺紋連接；陶瓷接口12和瓶口3以及陶瓷接口12和裂解氣出口管道15之間分別設有耐高溫的O型密封圈13。低溫冷卻液循環系統由低溫冷卻液循環機10和液體循環管道11組成，冷卻液經液體循環管道11從冷卻液入口8流入收集瓶1的夾套7內和錐形氣道5內的裂解氣進行熱交換，而後從冷卻液出口9流出收集瓶1經液體循環管道11回到低溫冷卻液循環機10。

每一級收集瓶1的氣體出口4均為帶磨砂的錐形，除了第一級外其他每一級收集瓶1的瓶口3均為與其上一級收集瓶1的氣體出口4相匹配且為帶磨砂的錐形。通過磨砂口大大提高了收集瓶1與收集瓶1之間連接的密封性。

所述收集瓶1、收集瓶1的瓶口3、錐形氣道5、夾套7、以及氣體出口4均採用耐高溫的二氧化矽材料製成。

所述收集瓶1有2-6級。本實施例為3級，通過選擇合適的級數在簡化流程節約能源的同時，大大提高了分離效率。

收集裂解氣時，需先開啟低溫液體循環系統的低溫液體循環機10，裂解氣經內徑逐漸縮小的錐形氣道5引入第一級收集瓶1，經夾套7降溫，由於慣性碰撞，冷凝物被捕捉到第一級收集瓶1的收集腔6底部，剩餘氣體通過氣體出口4進入下一級收集瓶1進行二次收集。收集瓶1的個數可根據需要增減，收集瓶1後可接冷阱、吸收溶液等其他氣體收集設備。該氣體收集裝置不僅實現了裂解高溫氣體的有效收集，還將氣體按沸點差異分級收集，為裂解氣體中不適於採用裂解氣相色譜的研究對象提供了捕集手段。