专利名称：一种焦油捕集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焦油处理领域，尤其涉及一种焦油捕集系统。
背景技术：
煤气化是指将固态的煤通过气化过程转化成气态的合成气，它可以使煤得到洁净利用，从而减轻了煤直接燃烧所带来的环境污染问题。煤的气化过程通常在气化反应器中完成，现有技术条件下，煤在气化过程中会产生一定量的焦油，它不仅降低了煤的气化效率，而且带来了管道堵塞、设备腐蚀、环境污染等一系列问题；因此捕集煤在气化过程中所产生的焦油并对其进行成分分析显得十分重要，这将为实现焦油高效净化提供可靠依据。但是，现有技术中并没有简单高效的焦油捕集装置。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构简单的焦油捕集系统，以便于高效捕集煤在气化过程中所产生的焦油，保证了捕集焦油的准确性和完全性，从而为探究煤气化的特性以及实现焦油的高效净化提供了有力的技术支撑。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:一种焦油捕集系统，用于从气化反应器所排出的气化物质中捕集焦油，包括:水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4 ；水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4依次连接，并且每个瓶的进气管均伸入到瓶子的下部，每个瓶的出气管均设于瓶子的顶部；水蒸汽冷凝瓶I放置于冰水混合物中，重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4均放置于干冰粉末中；水蒸汽冷凝瓶I的进气管的上端与气化反应器的排气口连接；重组分焦油吸收瓶2内设有焦油捕集溶剂，并且重组分焦油吸收瓶2的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下；轻组分焦油吸收瓶3内设有干冰粉末，并且轻组分焦油吸收瓶3的进气管的下端处于干冰粉末以下；残余焦油吸收检测瓶4内设有焦油捕集溶剂，并且残余焦油吸收检测瓶4的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下；捕集焦油完成后的气化物质由残余焦油吸收检测瓶4的排气口排出。优选地，重组分焦油吸收瓶2的进气管的下端、轻组分焦油吸收瓶3的进气管的下端，以及残余焦油吸收检测瓶4的进气管的下端均设有球状气体扩散器7，并且球状气体扩散器7上设有多个气体扩散孔。优选地，重组分焦油吸收瓶2内还设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占重组分焦油吸收瓶2容积的四分之一。[0015]优选地，轻组分焦油吸收瓶3内还设有玻璃颗粒，并且干冰粉末与玻璃颗粒混合后的总体积至少占轻组分焦油吸收瓶3容积的五分之四。优选地，残余焦油吸收检测瓶4内还设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占残余焦油吸收检测瓶4容积的四分之一。优选地，还包括第一容器5 ；第一容器5内设有冰水混合物；水蒸汽冷凝瓶I放置于第一容器5内的冰水混合物中，并且水蒸汽冷凝瓶I浸没在冰水混合物中的体积至少占水蒸汽冷凝瓶I总体积的五分之四。优选地，还包括第二容器6 ；第二容器6内设有干冰粉末；重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4均放置于第二容器6内的干冰粉末中； 重组分焦油吸收瓶2浸没在干冰粉末中的体积至少占重组分焦油吸收瓶2总体积的五分之四；轻组分焦油吸收瓶3浸没在干冰粉末中的体积至少占轻组分焦油吸收瓶3总体积的五分之四；残余焦油吸收检测瓶4浸没在干冰粉末中的体积至少占残余焦油吸收检测瓶4总体积的五分之四。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的焦油捕集系统将气化反应器所排出的气化物质通入依次连接的水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶
2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4 ;由于水蒸汽冷凝瓶I放置于冰水混合物中，因此气化反应器所排出的气化物质温度逐渐降低，气化物质中的水蒸气会在冷凝后从气化物质中分离；当气化物质流入到重组分焦油吸收瓶2时，重组分焦油吸收瓶2内的焦油捕集溶剂会大量吸收气化物质中所含的焦油；当气化物质流入到轻组分焦油吸收瓶3时，轻组分焦油吸收瓶3内的干冰粉末可以将不易冷凝的焦油组分冷凝分离；残余焦油吸收检测瓶4内也设有焦油捕集溶剂，能够吸收气化物质中残余的焦油。可见，本实用新型实施例提供的焦油捕集系统能够高效捕集煤在气化过程中所产生的焦油，保证了捕集焦油的准确性和完全性，从而为探究煤气化的特性以及实现焦油的高效净化提供了有力的技术支撑。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本实用新型实施例提供的焦油捕集系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的图1中标号7的局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。实施例一如图1和图2所示，一种焦油捕集系统，用于从气化反应器所排出的气化物质中捕集焦油，其具体结构可以包括:水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4;水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4依次连接，水蒸汽冷凝瓶I的进气管的上端与气化反应器的排气口连接，捕集焦油完成后的气化物质由残余焦油吸收检测瓶4的排气口排出；水蒸汽冷凝瓶I应放置于冰水混合物(温度为0°C)中，重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4均应放置于干冰粉末(温度约-78°C )中。其中，水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4这四个瓶的进气管均伸入到了瓶子的下部，并且每个瓶的出气管均设于瓶子的顶部；这不仅可以保证气化物质能够在该焦油捕集系统中顺利流通，而且可以使气化物质在每个瓶子中停留更长的时间，从而能够更好地捕集气化物质中的焦油。具体地，该焦油捕集系统的各部件可以包括以下技术方案:(I)水蒸汽冷凝瓶1:水蒸汽冷凝瓶I内不添加任何物质；当气化反应器所排出的气化物质流入到水蒸汽冷凝瓶I中时，气化物质尚具有一个较高的温度，由于水蒸汽冷凝瓶I放置于冰水混合物中，因此气化物质的温度逐渐降低，气化物质中的水蒸气逐渐冷凝并从气化物质中分离出来，从而可以有效防止水蒸气在后续吸收过程中阻塞管路；同时，在气化物质的温度逐渐降低的过程中，少部分的焦油也会冷凝并从气化物质中分离出来，从而也起到了捕集焦油的作用。(2)重组分焦油吸收瓶2:重组分焦油吸收瓶2内可以设有焦油捕集溶剂，并且重组分焦油吸收瓶2的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下；重组分焦油吸收瓶2内还可以设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占重组分焦油吸收瓶2容积的四分之一。其中，焦油捕集溶剂可以由三氯甲醇(CHCl3)与甲醇(CH3OH)按照体积比4: I的比例混合而成；焦油捕集溶剂与玻璃颗粒可以按照体积比I 3: I的比例混合，但最好是按照体积比1:1的比例混合；相应的玻璃颗粒的粒度可以为3mm，在实际的应用中，玻璃颗粒最好为直径约3mm的玻璃球。具体而言，在焦油捕集溶剂中添加玻璃颗粒，增加了气化物质与焦油捕集溶剂之间的接触面积，从而使气化物质中的焦油更加充分地被焦油捕集溶剂捕集吸收；同时，由于玻璃的导热系数比较大，因此这些玻璃颗粒能够较快地把瓶子里的热量传导出去，进而使重组分焦油吸收瓶2内一直处于足够低的冷凝温度，不仅有利于焦油的冷却，而且能够减弱焦油捕集溶剂的挥发。(3)轻组分焦油吸收瓶3:轻组分焦油吸收瓶3内可以设有干冰粉末，并且轻组分焦油吸收瓶3的进气管的下端处于干冰粉末以下；轻组分焦油吸收瓶3内还可以设有玻璃颗粒，并且干冰粉末与玻璃颗粒混合后的总体积至少占轻组分焦油吸收瓶3容积的五分之四。其中，干冰粉末与玻璃颗粒可以按照体积比I 3:1的比例混合，但最好是按照体积比1:1的比例混合；相应的玻璃颗粒的粒度可以为3mm，在实际的应用中，玻璃颗粒最好为直径约3mm的玻璃球。具体而言，由于轻组分焦油吸收瓶3中设有干冰粉末，因此轻组分焦油吸收瓶3内的温度足够低，气化物质中不易冷凝的焦油组分冷凝下来。在干冰粉末中添加玻璃颗粒，增加了气化物质与干冰粉末之间的接触面积，从而增强了对焦油的冷凝效果；通过调整玻璃颗粒的粒度和用量，不仅可以有效避免堵塞现象，而且能够使气化物质中的焦油直接与干冰粉末接触，进而达到最佳的冷凝效果，使气化物质中的焦油能够最大程度地冷凝。(4)残余焦油吸收检测瓶4:残余焦油吸收检测瓶4内设有焦油捕集溶剂，并且残余焦油吸收检测瓶4的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下；残余焦油吸收检测瓶4内还可以设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占残余焦油吸收检测瓶4容积的四分之一。其中，焦油捕集溶剂可以由三氯甲醇(CHCl3)与甲醇(CH3OH)按照体积比4: I的比例混合而成；焦油捕集溶剂与玻璃颗粒可以按照体积比I 3: I的比例混合，但最好是按照体积比1:1的比例混合；相应的玻璃颗粒的粒度可以为3mm，在实际的应用中，玻璃颗粒最好为直径约3mm的玻璃球。具体而言，在焦油捕集溶剂中添加玻璃颗粒，增加了气化物质与焦油捕集溶剂之间的接触面积，从而使气化物质中剩余的焦油被焦油捕集溶剂充分捕集吸收；同时，由于玻璃的导热系数比较大，因此这些玻璃颗粒能够较快地把瓶子里的热量传导出去，进而使残余焦油吸收检测瓶4内一直处于足够低的冷凝温度，不仅有利于焦油的冷却，而且能够较弱焦油捕集溶剂的挥发。由于焦油捕集溶剂与焦油接触时会发生颜色变化，而且焦油量越高变化后的颜色越深，因此通过观察残余焦油吸收检测瓶4中焦油捕集溶剂的颜色变化可以确定出通过水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2和轻组分焦油吸收瓶3的处理后气化物质中剩余的焦油含量，进而可以检测该焦油捕集系统的捕集焦油能力；若残余焦油吸收检测瓶4中的焦油捕集溶剂为无色透明溶液，则表明气化物质中的焦油被基本吸收完全。(5)进气管:重组分焦油吸收瓶2的进气管的下端、轻组分焦油吸收瓶3的进气管的下端，以及残余焦油吸收检测瓶4的进气管的下端均可以设有球状气体扩散器7，并且球状气体扩散器7上设有多个气体扩散孔。具体而言，每个气体扩散孔的孔径最好为2_，这些气体扩散孔可以使气化物质以鼓泡的形式进入到焦油捕集溶剂或干冰粉末中，不仅可以增加气化物质与焦油捕集溶剂之间的接触面积，而且能够延长气化物质与焦油捕集溶剂的接触时间，从而气化物质中的焦油能够更加充分地被吸收冷凝。(6)该焦油捕集系统还可以包括第一容器5 ;第一容器5内设有冰水混合物；水蒸汽冷凝瓶I放置于第一容器5内的冰水混合物中，并且水蒸汽冷凝瓶I浸没在冰水混合物中的体积至少占水蒸汽冷凝瓶I总体积的五分之四；这样可以保证水蒸汽冷凝瓶I的绝大部分都处于冰水混合物中，有利于水蒸气和焦油的冷凝。(7)该焦油捕集系统还可以包括第二容器6 ;第二容器6内设有干冰粉末；重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4均放置于第二容器6内的干冰粉末中；重组分焦油吸收瓶2浸没在干冰粉末中的体积至少占重组分焦油吸收瓶2总体积的五分之四；轻组分焦油吸收瓶3浸没在干冰粉末中的体积至少占轻组分焦油吸收瓶3总体积的五分之四；残余焦油吸收检测瓶4浸没在干冰粉末中的体积至少占残余焦油吸收检测瓶4总体积的五分之四。这样可以保证重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4的大部分瓶体处于干冰粉末中，从而使重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4内始终具有较低的温度，十分有利于焦油的冷凝。进一步地，在实际应用中，水蒸汽冷凝瓶1、重组分焦油吸收瓶2、轻组分焦油吸收瓶3和残余焦油吸收检测瓶4最好均为玻璃瓶，从而可以方便控制每个瓶子中焦油捕集溶齐U、干冰粉末或玻璃颗粒的高度，也便于观察每个瓶子中的物理变化情况。可见，本实用新型实施例能够高效捕集煤在气化过程中所产生的焦油，保证了捕集焦油的准确性和完全性，从而为探究煤气化的特性以及实现焦油的高效净化提供了有力的技术支撑。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种焦油捕集系统，用于从气化反应器所排出的气化物质中捕集焦油，其特征在于，包括:水蒸汽冷凝瓶(I)、重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)； 水蒸汽冷凝瓶(I)、重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)依次连接，并且每个瓶的进气管均伸入到瓶子的下部，每个瓶的出气管均设于瓶子的顶部； 水蒸汽冷凝瓶(I)放置于冰水混合物中，重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)均放置于干冰粉末中； 水蒸汽冷凝瓶(I)的进气管的上端与气化反应器的排气口连接； 重组分焦油吸收瓶(2)内设有焦油捕集溶剂，并且重组分焦油吸收瓶(2)的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下； 轻组分焦油吸收瓶(3)内设有干冰粉末，并且轻组分焦油吸收瓶(3)的进气管的下端处于干冰粉末以下； 残余焦油吸收检测瓶(4)内设有焦油捕 集溶剂，并且残余焦油吸收检测瓶(4)的进气管的下端处于焦油捕集溶剂的液面以下； 捕集焦油完成后的气化物质由残余焦油吸收检测瓶(4)的排气口排出。
2.根据权利要求1所述的焦油捕集系统，其特征在于，重组分焦油吸收瓶(2)的进气管的下端、轻组分焦油吸收瓶(3)的进气管的下端，以及残余焦油吸收检测瓶(4)的进气管的下端均设有球状气体扩散器(7)，并且球状气体扩散器(7)上设有多个气体扩散孔。
3.根据权利要求1或2所述的焦油捕集系统，其特征在于，重组分焦油吸收瓶(2)内还设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占重组分焦油吸收瓶(2)容积的四分之一。
4.根据权利要求1或2所述的焦油捕集系统，其特征在于，轻组分焦油吸收瓶(3)内还设有玻璃颗粒，并且干冰粉末与玻璃颗粒混合后的总体积至少占轻组分焦油吸收瓶(3)容积的五分之四。
5.根据权利要求1或2所述的焦油捕集系统，其特征在于，残余焦油吸收检测瓶(4)内还设有玻璃颗粒，并且焦油捕集溶剂与玻璃颗粒混合后的总体积至少占残余焦油吸收检测瓶(4)容积的四分之一。
6.根据权利要求1或2所述的焦油捕集系统，其特征在于，还包括第一容器(5)； 第一容器(5 )内设有冰水混合物；水蒸汽冷凝瓶(I)放置于第一容器(5 )内的冰水混合物中，并且水蒸汽冷凝瓶(I)浸没在冰水混合物中的体积至少占水蒸汽冷凝瓶(I)总体积的五分之四。
7.根据权利要求1或2所述的焦油捕集系统，其特征在于，还包括第二容器(6)； 第二容器(6)内设有干冰粉末；重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)均放置于第二容器(6)内的干冰粉末中； 重组分焦油吸收瓶(2)浸没在干冰粉末中的体积至少占重组分焦油吸收瓶(2)总体积的五分之四； 轻组分焦油吸收瓶(3)浸没在干冰粉末中的体积至少占轻组分焦油吸收瓶(3)总体积的五分之四；残余焦油吸收检测瓶(4)浸没在干冰粉末中的体积至少占残余焦油吸收检测瓶(4)总体积的五分之四。
专利摘要本实用新型公开了一种焦油捕集系统，包括水蒸汽冷凝瓶(1)、重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)依次连接；水蒸汽冷凝瓶(1)放置于冰水混合物中，重组分焦油吸收瓶(2)、轻组分焦油吸收瓶(3)和残余焦油吸收检测瓶(4)均放置于干冰粉末中；水蒸汽冷凝瓶(1)的进气管的上端与气化反应器的排气口连接；重组分焦油吸收瓶(2)和残余焦油吸收检测瓶(4)内设有焦油捕集溶剂；轻组分焦油吸收瓶(3)内设有干冰粉末；捕集焦油完成后的气化物质由残余焦油吸收检测瓶(4)的排气口排出。本实用新型实施例能够高效捕集煤在气化过程中所产生的焦油，保证了捕集焦油的准确性和完全性，从而为探究煤气化的特性以及实现焦油的高效净化提供了有力的技术支撑。
文档编号C10J3/84GK203065422SQ20132005623
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者张书, 林雄超, 陈宗定, 陈绪军, 王永刚 申请人:中国矿业大学(北京)