專利名稱：一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，屬于瓦斯氣檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
瓦斯氣體中的油、水、灰的含量是評(píng)價(jià)瓦斯氣體產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，而工業(yè)加工過程中產(chǎn)生的瓦斯氣中油、水、灰含量測定值是否準(zhǔn)確，對(duì)于工業(yè)裝置物料平衡計(jì)算、熱平衡計(jì)算、裝置改進(jìn)、瓦斯氣提質(zhì)加工、瓦斯氣回收利用具有重要的指導(dǎo)意義。瓦斯氣體中的成分比較復(fù)雜，局部氣體中油、水、灰的濃度并不相同，目前有報(bào)道氣體中的油含量測定方法、水含量測定方法和粉塵測定方法，但是還沒有一種方法能夠準(zhǔn)確、直接地同時(shí)測定氣體中的油、水、灰含量。 已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的氣體中的含油量測定方法主要是采取溶劑吸收法、吸附材料吸收法或冷凝富集吸收法收集氣體中油，再利用紅外光度法、紫外分光光度法、重量法、比濁法、氣相色譜法、檢氣管法等測量氣體中的油含量。其中，溶劑吸收法是利用氣體中的油能很好的溶解在正己烷中的性質(zhì)，在通氣過程中，與正己烷一起隨氣流帶走的油又吸附到脫脂棉中，用正己烷沖洗、脫附吸收瓶和脫脂棉中油，用正己烷定容在IOOmL容量瓶中。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，正己烷在260nm處無吸收峰，是很好的溶劑，而油在此處有最大吸收峰，其吸光度大小與油含量成正比，符合朗伯比爾定律，即A = KC0吸附材料吸收方法是在取樣管中充填一定量的纖維材料(脫脂棉、玻璃纖維、聚丙烯纖維等)、定量濾紙、玻璃纖維薄膜或其它吸附材料(如活性炭等)，取樣時(shí)，讓測量氣以一定的流速通過取樣管，并用濕式氣體流量計(jì)記下氣體的取樣體積。冷凝富集吸收法是將玻璃螺旋冷凝管浸沒在液氮等冷媒中，將測量氣以一定的流量通過冷凝管，氣體中的油被冷凝在螺旋管內(nèi)，再用溶劑將其洗脫。此外，也可以參考天然氣輕烴回收方法，其中包括吸附法、油吸收法和冷凝分離法。吸附法是利用固體吸附劑(如活性炭、硅膠和硅藻土等)對(duì)各種烴類吸附容量不同，從而使天然氣中重組分與輕組分分離的方法。油吸收法(如馬拉(Mhear)法)是基于天然氣中各組分在吸收油中的溶解度差異而使輕、重?zé)N組分得以分離的方法。吸收油一般采用石腦油、煤油或柴油，其相對(duì)分子量為100-200。按照吸收溫度的不同，油吸收法可分為常溫、中溫和低溫油吸收法。由于以上各種方法缺乏制備氣體中油標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的手段，各種方法的準(zhǔn)確度、精密度和可重復(fù)性較差，并且以上的方法不適用于含水氣體中的油含量的測定。測定氣體中水的含量有兩類方法，一類是儀器方法，包括用冷卻鏡面凝析濕度計(jì)測定天然氣水露點(diǎn)和用電解式水含量分析儀直接測定天然氣中水含量；另一類是化學(xué)方法，包括卡爾費(fèi)休法、五氧化二磷吸收法和比色法等。但以上兩類方法不能測量含有大量水分的工業(yè)氣體，且不能同時(shí)測定氣體中的油含量和灰含量，應(yīng)用范圍較窄。[0010]而且，目前的檢測裝置都無法實(shí)現(xiàn)對(duì)于油分、水分和灰分的同時(shí)檢測，而且檢測結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種瓦斯氣中油、水和灰的含量的測定所采用的裝置，利用該裝置可以在常壓下原料氣中各烴類組分冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫的過程中將較高沸點(diǎn)的烴類組分冷凝分離出來 ，從而實(shí)現(xiàn)含量測定，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，該瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盤管、第二接收瓶、第二冷凝盤管、第三接收瓶、低溫冷卻容器、循環(huán)冷卻泵、濕式流量計(jì)、氣壓表和溫度計(jì)，其中所述第一接收瓶設(shè)有一輸入管，所述第一接收瓶通過管道與所述第一冷凝盤管的入口連通，并且，所述第一接收瓶位于所述第一冰水混合容器之中；所述第一接收瓶與所述第一冷凝盤管之間的管道在所述第一接收瓶一側(cè)的入口處設(shè)有過濾器；所述第一冷凝盤管位于所述第二冰水混合容器之中，并且，所述第一冷凝盤管的底部設(shè)有第一錐形收集口，所述第二接收瓶連接于該第一錐形收集口 ；所述第一冷凝盤管的出口通過管道與所述第二冷凝盤管的入口連通；所述第二冷凝盤管位于所述低溫冷卻容器中，并且，所述第二冷凝盤管的底部設(shè)有第二錐形收集口，所述第三接收瓶連接于該第二錐形收集口 ；所述第二冷凝盤管的出口通過一個(gè)三通接口分別與兩個(gè)所述濕式流量計(jì)的入口連通，其中一個(gè)所述濕式流量計(jì)的出口處設(shè)有氣壓表和溫度計(jì)；所述循環(huán)冷卻泵分別通過管道與所述低溫冷卻容器的頂部和底部連通。在上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置中，優(yōu)選地，所述輸入管上設(shè)有一第一閥。在上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置中，優(yōu)選地，所述第一接收瓶與所述第一冷凝盤管之間的管道上設(shè)有第二閥。在上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置中，優(yōu)選地，所述第二冷凝盤管的出口與所述三通接口之間設(shè)有第三閥。在上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置中，優(yōu)選地，所述循環(huán)冷卻泵與所述低溫冷卻容器的頂部之間的管道上設(shè)有第四閥。在上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置中，優(yōu)選地，所述循環(huán)冷卻泵與所述低溫冷卻容器的底部之間的管道上設(shè)有第五閥。在上述冷凝裝置中，在所采用的冰水混合容器和低溫冷卻容器都可以是中空的容器，其外壁上可以設(shè)有保溫夾層。其中，第一冰水混合容器中可以設(shè)有冰水混合物，以對(duì)第一接收瓶進(jìn)行冷卻，使其溫度保持在0-5°C，以使待測的瓦斯氣中的重油餾分、部分水先冷凝下來，同時(shí)部分灰分(例如固體顆粒)也可以沉降，從而保留在第一接收瓶中。第二冰水混合容器中也可以設(shè)有冰水混合物，以對(duì)第一冷凝盤管進(jìn)行冷卻，使其溫度保持在0-5°C，從而使瓦斯氣中的全部的重油和大部分水分都冷凝下來。第二冷凝盤管浸泡在低溫冷卻容器中的冷卻介質(zhì)中，該低溫冷卻容器與循環(huán)冷卻泵連通，該循環(huán)冷卻泵不管地通過第四閥向低溫冷卻容器中注入_25°C的冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)對(duì)第二冷凝盤管進(jìn)行冷卻，使其溫度保持在-10°C到_25°C，完成冷卻之后的冷卻介質(zhì)會(huì)通過第五閥回到循環(huán)冷卻泵中進(jìn)行冷卻，然后進(jìn)行循環(huán)。該循環(huán)冷卻泵可以是本領(lǐng)域常用的冷卻裝置。在第一冷凝盤管和第二冷凝盤管的底部都設(shè)有錐形收集口，冷凝下來的油、水和灰可以通過這些錐形收集口進(jìn)入接收瓶中。采用上述瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置測定用分水裝置對(duì)瓦斯氣中的油分、水分和灰分的含量進(jìn)行測定的方法可以分為四個(gè)過程，分別是瓦斯氣冷凝過程、油水灰混合物收集過程、水分測定過程和灰分測定過程。具體地，上述測定方法可以包括以下步驟I、瓦斯氣冷凝過程使待測的瓦斯氣經(jīng)過第一閥進(jìn)入所述冷卻裝置的溫度為0_5°C的第一接收瓶中進(jìn) 行初步冷卻，使部分重油(一般是沸程比較高的重油餾分)和部分水冷凝；然后，使瓦斯氣經(jīng)過過濾器之后，進(jìn)入溫度為0_5°C的第一冷凝盤管中進(jìn)行二次冷卻，使油分、水分和灰分的混合物流入第二接收瓶中；使經(jīng)過二次冷卻的瓦斯氣再進(jìn)入溫度為-10°C至_25°C的第二冷凝盤管中進(jìn)行深冷，使油分、水分和灰分的混合物進(jìn)入第三接收瓶中；使經(jīng)過深冷后的瓦斯氣進(jìn)入濕式氣體流量計(jì)中計(jì)量體積，再利用氣壓表和溫度計(jì)測量溫度T、壓力P;2、油水灰混合物收集過程當(dāng)通過冷凝裝置的瓦斯氣量超過3Nm3，并且收集的油分的質(zhì)量超過20g時(shí)，關(guān)閉第一閥，排空第一冰水混合容器、第二冰水混合容器和低溫冷卻容器中的冷卻介質(zhì)，關(guān)閉第五閥，卸下三通接口，記錄濕式氣體流量計(jì)的累計(jì)讀數(shù)；然后等待O. 5-lh之后，將30_40°C的熱水注入第一冰水混合容器中，將0_10°C的水注入低溫冷卻容器中，通過第一閥向所述冷凝裝置中注入吹掃空氣，將第一冷凝盤管和第二冷凝盤管中殘留的油分、水分和灰分的混合物吹掃到第二接收瓶和第三接收瓶中；3、水分測定過程對(duì)第一接收瓶、第二接收瓶、第三接收瓶和過濾器中的油分、水分和灰分的混合物的質(zhì)量進(jìn)行測定，并將所述混合物收集到錐形瓶中，加入300mL的甲苯溶劑(分析純)；將錐形瓶放置在加熱爐上面，并與水分測量管連接，安裝好玻璃冷凝管之后，開啟加熱爐，不斷記錄水分測量管中的水分的質(zhì)量，直至沒有水分分出，把記錄的水分質(zhì)量加總就得到水分的質(zhì)量；4、灰分測定過程繼續(xù)運(yùn)行所述分水裝置，利用水分測量管將錐形瓶中的甲苯溶劑排干之后，將錐形瓶放置在爐膛溫度815± 10°C的馬弗爐中3h左右，取出，在空氣中冷卻5min左右，再移入干燥器中冷卻至室溫后稱量其質(zhì)量；對(duì)錐形瓶進(jìn)行檢查性灼燒，每次20min左右，直到連續(xù)兩次灼燒后的質(zhì)量變化不超過O. OOlOg為止；以最后一次灼燒后的錐形瓶的質(zhì)量為計(jì)算依據(jù)，錐形瓶在灼燒前后的質(zhì)量差即為灰分的質(zhì)量，即，以最后一次灼燒后的錐形瓶的質(zhì)量減去空錐形瓶的質(zhì)量得到灰分的質(zhì)量；通過測得的瓦斯氣體積、水分的質(zhì)量、油分的質(zhì)量、灰分的質(zhì)量計(jì)算得到瓦斯氣中的油水灰的含量。本實(shí)用新型所提供的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，有助于獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中圖I為實(shí)施例I提供的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 主要附圖標(biāo)號(hào)說明第一閥I 第一接收瓶2第一冰水混合容器3第二閥4 第二冰水混合容器5第一冷凝盤管 6第二接收瓶 7 第二冷凝盤管 8第三接收瓶9循環(huán)冷卻泵 10濕式氣體流量計(jì) 11三通接口12氣壓表和溫度計(jì)13第三閥14第四閥15第五閥16低溫冷卻容器 17過濾器2具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)參照說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的可實(shí)施范圍的限定。實(shí)施例I本實(shí)施例提供了一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其結(jié)構(gòu)如圖I所示。該瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置包括第一接收瓶2、第一冰水混合容器3、第二冰水混合容器5、第一冷凝盤管6、第二接收瓶7、第二冷凝盤管8、第三接收瓶9、低溫冷卻容器17、循環(huán)冷卻泵10、濕式氣體流量計(jì)
11、氣壓表和溫度計(jì)13，其中第一接收瓶2設(shè)有一輸入管，該輸入管上設(shè)有一第一閥1，第一接收瓶2通過管道與第一冷凝盤管6的入口連通，并且，第一接收瓶2位于第一冰水混合容器3之中；第一接收瓶2與第一冷凝盤管6之間的管道在第一接收瓶2 —側(cè)的入口處設(shè)有過濾器23，第一接收瓶2與第一冷凝盤管6之間的管道上設(shè)有第二閥4 ；第一冷凝盤管6位于第二冰水混合容器5之中，并且，第一冷凝盤管6的底部設(shè)有第一錐形收集口，第二接收瓶7連接于該第一錐形收集口 ；第一冷凝盤管6的出口通過管道與第二冷凝盤管8的入口連通；第二冷凝盤管8位于低溫冷卻容器17中，并且，第二冷凝盤管8的底部設(shè)有第二錐形收集口，第三接收瓶9連接于該第二錐形收集口 ；第二冷凝盤管8的出口通過一個(gè)三通接口 12分別與兩個(gè)濕式氣體流量計(jì)11的入口連通，其中一個(gè)濕式氣體流量計(jì)11的出口處設(shè)有氣壓表和溫度計(jì)13，第二冷凝盤管8的出口與三通接口 12之間設(shè)有第三閥14 ；循環(huán)冷卻泵10分別通過管道與低溫冷卻容器17的頂部和底部連通，循環(huán)冷卻泵10與低溫冷卻容器17的頂部之間的管道上設(shè)有第四閥15，循環(huán)冷卻泵10與低溫冷卻容器17的底部之間的管道上設(shè)有第五閥16。在上述冷凝裝置中，冰水混合容器和低溫冷卻容器都是中空的容器，其外壁上設(shè)有保溫夾層。其中，第一冰水混合容器3中設(shè)有冰水混合物，對(duì)第一接收瓶2進(jìn)行冷卻，使其溫度保持在0_5°C，第二冰水混合容器5中也設(shè)有冰水混合物，對(duì)第一冷凝盤管6進(jìn)行冷卻，使其溫度保持在0-5°C，第二冷凝盤管8浸泡在低溫冷卻容器17中的冷卻介質(zhì)中，該低溫冷卻容器17與循環(huán)冷卻泵10連通。
權(quán)利要求1.一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，該瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盤管、第二接收瓶、第二冷凝盤管、第三接收瓶、低溫冷卻容器、循環(huán)冷卻泵、濕式流量計(jì)、氣壓表和溫度計(jì)，其中 所述第一接收瓶設(shè)有一輸入管，所述第一接收瓶通過管道與所述第一冷凝盤管的入口連通，并且，所述第一接收瓶位于所述第一冰水混合容器之中； 所述第一接收瓶與所述第一冷凝盤管之間的管道在所述第一接收瓶一側(cè)的入口處設(shè)有過濾器； 所述第一冷凝盤管位于所述第二冰水混合容器之中，并且，所述第一冷凝盤管的底部設(shè)有第一錐形收集口，所述第二接收瓶連接于該第一錐形收集口 ； 所述第一冷凝盤管的出口通過管道與所述第二冷凝盤管的入口連通； 所述第二冷凝盤管位于所述低溫冷卻容器中，并且，所述第二冷凝盤管的底部設(shè)有第二錐形收集口，所述第三接收瓶連接于該第二錐形收集口 ； 所述第二冷凝盤管的出口通過一個(gè)三通接口分別與兩個(gè)所述濕式流量計(jì)的入口連通，其中一個(gè)所述濕式流量計(jì)的出口處設(shè)有氣壓表和溫度計(jì)； 所述循環(huán)冷卻泵分別通過管道與所述低溫冷卻容器的頂部和底部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，所述輸入管上設(shè)有一第一閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，所述第一接收瓶與所述第一冷凝盤管之間的管道上設(shè)有第二閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，所述第二冷凝盤管的出口與所述三通接口之間設(shè)有第三閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，所述循環(huán)冷卻泵與所述低溫冷卻容器的頂部之間的管道上設(shè)有第四閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置，其特征在于，所述循環(huán)冷卻泵與所述低溫冷卻容器的底部之間的管道上設(shè)有第五閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置。該瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盤管、第二接收瓶、第二冷凝盤管、第三接收瓶、低溫冷卻容器、循環(huán)冷卻泵、濕式流量計(jì)、氣壓表和溫度計(jì)。本實(shí)用新型所提供的瓦斯氣中油水灰含量測定用冷凝裝置結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，有助于獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N1/42GK202486079SQ20122011165
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者何繼來, 唐勛, 李術(shù)元, 王勇, 馬躍 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京), 龍口礦業(yè)集團(tuán)有限公司