专利名称：一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，属于瓦斯气检测装置技术领域。
背景技术：
瓦斯气体中的油、水、灰的含量是评价瓦斯气体产品质量的一个重要指标，而工业加工过程中产生的瓦斯气中油、水、灰含量测定值是否准确，对于工业装置物料平衡计算、热平衡计算、装置改进、瓦斯气提质加工、瓦斯气回收利用具有重要的指导意义。瓦斯气体中的成分比较复杂，局部气体中油、水、灰的浓度并不相同，目前有报道气体中的油含量测定方法、水含量测定方法和粉尘测定方法，但是还没有一种方法能够准确、直接地同时测定气体中的油、水、灰含量。 已经报导的气体中的含油量测定方法主要是采取溶剂吸收法、吸附材料吸收法或冷凝富集吸收法收集气体中油，再利用红外光度法、紫外分光光度法、重量法、比浊法、气相色谱法、检气管法等测量气体中的油含量。其中，溶剂吸收法是利用气体中的油能很好的溶解在正己烷中的性质，在通气过程中，与正己烷一起随气流带走的油又吸附到脱脂棉中，用正己烷冲洗、脱附吸收瓶和脱脂棉中油，用正己烷定容在IOOmL容量瓶中。根据文献报导，正己烷在260nm处无吸收峰，是很好的溶剂，而油在此处有最大吸收峰，其吸光度大小与油含量成正比，符合朗伯比尔定律，即A = KC0吸附材料吸收方法是在取样管中充填一定量的纤维材料(脱脂棉、玻璃纤维、聚丙烯纤维等)、定量滤纸、玻璃纤维薄膜或其它吸附材料(如活性炭等)，取样时，让测量气以一定的流速通过取样管，并用湿式气体流量计记下气体的取样体积。冷凝富集吸收法是将玻璃螺旋冷凝管浸没在液氮等冷媒中，将测量气以一定的流量通过冷凝管，气体中的油被冷凝在螺旋管内，再用溶剂将其洗脱。此外，也可以参考天然气轻烃回收方法，其中包括吸附法、油吸收法和冷凝分离法。吸附法是利用固体吸附剂(如活性炭、硅胶和硅藻土等)对各种烃类吸附容量不同，从而使天然气中重组分与轻组分分离的方法。油吸收法(如马拉(Mhear)法)是基于天然气中各组分在吸收油中的溶解度差异而使轻、重烃组分得以分离的方法。吸收油一般采用石脑油、煤油或柴油，其相对分子量为100-200。按照吸收温度的不同，油吸收法可分为常温、中温和低温油吸收法。由于以上各种方法缺乏制备气体中油标准物质的手段，各种方法的准确度、精密度和可重复性较差，并且以上的方法不适用于含水气体中的油含量的测定。测定气体中水的含量有两类方法，一类是仪器方法，包括用冷却镜面凝析湿度计测定天然气水露点和用电解式水含量分析仪直接测定天然气中水含量；另一类是化学方法，包括卡尔费休法、五氧化二磷吸收法和比色法等。但以上两类方法不能测量含有大量水分的工业气体，且不能同时测定气体中的油含量和灰含量，应用范围较窄。[0010]而且，目前的检测装置都无法实现对于油分、水分和灰分的同时检测，而且检测结果不够准确。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种瓦斯气中油、水和灰的含量的测定所采用的装置，利用该装置可以在常压下原料气中各烃类组分冷凝温度不同的特点，在逐步降温的过程中将较高沸点的烃类组分冷凝分离出来 ，从而实现含量测定，该装置具有结构简单，操作方便等特点。为达到上述目的，本实用新型提供了一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，该瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盘管、第二接收瓶、第二冷凝盘管、第三接收瓶、低温冷却容器、循环冷却泵、湿式流量计、气压表和温度计，其中所述第一接收瓶设有一输入管，所述第一接收瓶通过管道与所述第一冷凝盘管的入口连通，并且，所述第一接收瓶位于所述第一冰水混合容器之中；所述第一接收瓶与所述第一冷凝盘管之间的管道在所述第一接收瓶一侧的入口处设有过滤器；所述第一冷凝盘管位于所述第二冰水混合容器之中，并且，所述第一冷凝盘管的底部设有第一锥形收集口，所述第二接收瓶连接于该第一锥形收集口 ；所述第一冷凝盘管的出口通过管道与所述第二冷凝盘管的入口连通；所述第二冷凝盘管位于所述低温冷却容器中，并且，所述第二冷凝盘管的底部设有第二锥形收集口，所述第三接收瓶连接于该第二锥形收集口 ；所述第二冷凝盘管的出口通过一个三通接口分别与两个所述湿式流量计的入口连通，其中一个所述湿式流量计的出口处设有气压表和温度计；所述循环冷却泵分别通过管道与所述低温冷却容器的顶部和底部连通。在上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置中，优选地，所述输入管上设有一第一阀。在上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置中，优选地，所述第一接收瓶与所述第一冷凝盘管之间的管道上设有第二阀。在上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置中，优选地，所述第二冷凝盘管的出口与所述三通接口之间设有第三阀。在上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置中，优选地，所述循环冷却泵与所述低温冷却容器的顶部之间的管道上设有第四阀。在上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置中，优选地，所述循环冷却泵与所述低温冷却容器的底部之间的管道上设有第五阀。在上述冷凝装置中，在所采用的冰水混合容器和低温冷却容器都可以是中空的容器，其外壁上可以设有保温夹层。其中，第一冰水混合容器中可以设有冰水混合物，以对第一接收瓶进行冷却，使其温度保持在0-5°C，以使待测的瓦斯气中的重油馏分、部分水先冷凝下来，同时部分灰分(例如固体颗粒)也可以沉降，从而保留在第一接收瓶中。第二冰水混合容器中也可以设有冰水混合物，以对第一冷凝盘管进行冷却，使其温度保持在0-5°C，从而使瓦斯气中的全部的重油和大部分水分都冷凝下来。第二冷凝盘管浸泡在低温冷却容器中的冷却介质中，该低温冷却容器与循环冷却泵连通，该循环冷却泵不管地通过第四阀向低温冷却容器中注入_25°C的冷却介质，冷却介质对第二冷凝盘管进行冷却，使其温度保持在-10°C到_25°C，完成冷却之后的冷却介质会通过第五阀回到循环冷却泵中进行冷却，然后进行循环。该循环冷却泵可以是本领域常用的冷却装置。在第一冷凝盘管和第二冷凝盘管的底部都设有锥形收集口，冷凝下来的油、水和灰可以通过这些锥形收集口进入接收瓶中。采用上述瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置测定用分水装置对瓦斯气中的油分、水分和灰分的含量进行测定的方法可以分为四个过程，分别是瓦斯气冷凝过程、油水灰混合物收集过程、水分测定过程和灰分测定过程。具体地，上述测定方法可以包括以下步骤I、瓦斯气冷凝过程使待测的瓦斯气经过第一阀进入所述冷却装置的温度为0_5°C的第一接收瓶中进 行初步冷却，使部分重油(一般是沸程比较高的重油馏分)和部分水冷凝；然后，使瓦斯气经过过滤器之后，进入温度为0_5°C的第一冷凝盘管中进行二次冷却，使油分、水分和灰分的混合物流入第二接收瓶中；使经过二次冷却的瓦斯气再进入温度为-10°C至_25°C的第二冷凝盘管中进行深冷，使油分、水分和灰分的混合物进入第三接收瓶中；使经过深冷后的瓦斯气进入湿式气体流量计中计量体积，再利用气压表和温度计测量温度T、压力P;2、油水灰混合物收集过程当通过冷凝装置的瓦斯气量超过3Nm3，并且收集的油分的质量超过20g时，关闭第一阀，排空第一冰水混合容器、第二冰水混合容器和低温冷却容器中的冷却介质，关闭第五阀，卸下三通接口，记录湿式气体流量计的累计读数；然后等待O. 5-lh之后，将30_40°C的热水注入第一冰水混合容器中，将0_10°C的水注入低温冷却容器中，通过第一阀向所述冷凝装置中注入吹扫空气，将第一冷凝盘管和第二冷凝盘管中残留的油分、水分和灰分的混合物吹扫到第二接收瓶和第三接收瓶中；3、水分测定过程对第一接收瓶、第二接收瓶、第三接收瓶和过滤器中的油分、水分和灰分的混合物的质量进行测定，并将所述混合物收集到锥形瓶中，加入300mL的甲苯溶剂(分析纯)；将锥形瓶放置在加热炉上面，并与水分测量管连接，安装好玻璃冷凝管之后，开启加热炉，不断记录水分测量管中的水分的质量，直至没有水分分出，把记录的水分质量加总就得到水分的质量；4、灰分测定过程继续运行所述分水装置，利用水分测量管将锥形瓶中的甲苯溶剂排干之后，将锥形瓶放置在炉膛温度815± 10°C的马弗炉中3h左右，取出，在空气中冷却5min左右，再移入干燥器中冷却至室温后称量其质量；对锥形瓶进行检查性灼烧，每次20min左右，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过O. OOlOg为止；以最后一次灼烧后的锥形瓶的质量为计算依据，锥形瓶在灼烧前后的质量差即为灰分的质量，即，以最后一次灼烧后的锥形瓶的质量减去空锥形瓶的质量得到灰分的质量；通过测得的瓦斯气体积、水分的质量、油分的质量、灰分的质量计算得到瓦斯气中的油水灰的含量。本实用新型所提供的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置结构简单实用，有助于获得准确的检测结果。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中图I为实施例I提供的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置的结构示意图。 主要附图标号说明第一阀I 第一接收瓶2第一冰水混合容器3第二阀4 第二冰水混合容器5第一冷凝盘管 6第二接收瓶 7 第二冷凝盘管 8第三接收瓶9循环冷却泵 10湿式气体流量计 11三通接口12气压表和温度计13第三阀14第四阀15第五阀16低温冷却容器 17过滤器2具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。实施例I本实施例提供了一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其结构如图I所示。该瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置包括第一接收瓶2、第一冰水混合容器3、第二冰水混合容器5、第一冷凝盘管6、第二接收瓶7、第二冷凝盘管8、第三接收瓶9、低温冷却容器17、循环冷却泵10、湿式气体流量计
11、气压表和温度计13，其中第一接收瓶2设有一输入管，该输入管上设有一第一阀1，第一接收瓶2通过管道与第一冷凝盘管6的入口连通，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与第一冷凝盘管6之间的管道在第一接收瓶2 —侧的入口处设有过滤器23，第一接收瓶2与第一冷凝盘管6之间的管道上设有第二阀4 ；第一冷凝盘管6位于第二冰水混合容器5之中，并且，第一冷凝盘管6的底部设有第一锥形收集口，第二接收瓶7连接于该第一锥形收集口 ；第一冷凝盘管6的出口通过管道与第二冷凝盘管8的入口连通；第二冷凝盘管8位于低温冷却容器17中，并且，第二冷凝盘管8的底部设有第二锥形收集口，第三接收瓶9连接于该第二锥形收集口 ；第二冷凝盘管8的出口通过一个三通接口 12分别与两个湿式气体流量计11的入口连通，其中一个湿式气体流量计11的出口处设有气压表和温度计13，第二冷凝盘管8的出口与三通接口 12之间设有第三阀14 ；循环冷却泵10分别通过管道与低温冷却容器17的顶部和底部连通，循环冷却泵10与低温冷却容器17的顶部之间的管道上设有第四阀15，循环冷却泵10与低温冷却容器17的底部之间的管道上设有第五阀16。在上述冷凝装置中，冰水混合容器和低温冷却容器都是中空的容器，其外壁上设有保温夹层。其中，第一冰水混合容器3中设有冰水混合物，对第一接收瓶2进行冷却，使其温度保持在0_5°C，第二冰水混合容器5中也设有冰水混合物，对第一冷凝盘管6进行冷却，使其温度保持在0-5°C，第二冷凝盘管8浸泡在低温冷却容器17中的冷却介质中，该低温冷却容器17与循环冷却泵10连通。
权利要求1.一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，该瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盘管、第二接收瓶、第二冷凝盘管、第三接收瓶、低温冷却容器、循环冷却泵、湿式流量计、气压表和温度计，其中 所述第一接收瓶设有一输入管，所述第一接收瓶通过管道与所述第一冷凝盘管的入口连通，并且，所述第一接收瓶位于所述第一冰水混合容器之中； 所述第一接收瓶与所述第一冷凝盘管之间的管道在所述第一接收瓶一侧的入口处设有过滤器； 所述第一冷凝盘管位于所述第二冰水混合容器之中，并且，所述第一冷凝盘管的底部设有第一锥形收集口，所述第二接收瓶连接于该第一锥形收集口 ； 所述第一冷凝盘管的出口通过管道与所述第二冷凝盘管的入口连通； 所述第二冷凝盘管位于所述低温冷却容器中，并且，所述第二冷凝盘管的底部设有第二锥形收集口，所述第三接收瓶连接于该第二锥形收集口 ； 所述第二冷凝盘管的出口通过一个三通接口分别与两个所述湿式流量计的入口连通，其中一个所述湿式流量计的出口处设有气压表和温度计； 所述循环冷却泵分别通过管道与所述低温冷却容器的顶部和底部连通。
2.根据权利要求I所述的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，所述输入管上设有一第一阀。
3.根据权利要求I所述的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，所述第一接收瓶与所述第一冷凝盘管之间的管道上设有第二阀。
4.根据权利要求I所述的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，所述第二冷凝盘管的出口与所述三通接口之间设有第三阀。
5.根据权利要求I所述的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，所述循环冷却泵与所述低温冷却容器的顶部之间的管道上设有第四阀。
6.根据权利要求I所述的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置，其特征在于，所述循环冷却泵与所述低温冷却容器的底部之间的管道上设有第五阀。
专利摘要本实用新型涉及一种瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置。该瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置包括第一接收瓶、第一冰水混合容器、第二冰水混合容器、第一冷凝盘管、第二接收瓶、第二冷凝盘管、第三接收瓶、低温冷却容器、循环冷却泵、湿式流量计、气压表和温度计。本实用新型所提供的瓦斯气中油水灰含量测定用冷凝装置结构简单实用，有助于获得准确的检测结果。
文档编号G01N1/42GK202486079SQ20122011165
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者何继来, 唐勋, 李术元, 王勇, 马跃 申请人:中国石油大学(北京), 龙口矿业集团有限公司
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