該實(shí)用新型涉及一種氣體收集裝置，具體涉及一種具有雙層循環(huán)冷凝功能的氣體收集裝置。

背景技術(shù)：

裂解色譜是將裂解裝置和氣相色譜相連，用于聚合物的定性鑒別和結(jié)構(gòu)解析、石油儲(chǔ)集巖的類(lèi)型鑒定及石油中大分子硫化物的裂解性能研究、生物質(zhì)的裂解機(jī)理研究等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。但是由于氣相色譜固有的特點(diǎn)，使裂解色譜在分析一些高沸點(diǎn)、相對(duì)分子量大的裂解產(chǎn)物時(shí)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(jìn)入液相色譜、無(wú)機(jī)質(zhì)譜等設(shè)備，需要對(duì)裂解氣中的高沸點(diǎn)、分子量大的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)元素進(jìn)行收集，再處理和測(cè)定。固體生物質(zhì)熱裂解液化常用的流化床、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器、燒蝕反應(yīng)器、渦旋反應(yīng)器、循環(huán)流化床、輸運(yùn)床等工藝并不適用于普通實(shí)驗(yàn)室的裂解機(jī)理研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有雙層循環(huán)冷凝功能的氣體收集裝置，采用循環(huán)的低溫冷卻液來(lái)降低裂解氣體溫度，慣性碰撞機(jī)理收集氣體冷凝物。經(jīng)濟(jì)成本低，操作簡(jiǎn)易，可以實(shí)現(xiàn)裂解氣體的有效收集。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種具有雙層循環(huán)冷凝功能的氣體收集裝置，包括低溫液體循環(huán)機(jī)和多個(gè)收集瓶，其特征在于：所述收集瓶?jī)?nèi)設(shè)有與瓶口相連且逐漸縮小的錐形氣道，收集瓶?jī)?nèi)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(cè)設(shè)有氣體出口，錐形氣道的出口對(duì)著收集腔的底部，所述錐形氣道外設(shè)有第一夾套，收集腔外設(shè)有第二夾套，所述第二夾套靠近瓶底的一端設(shè)有冷卻液入口并通過(guò)連通管道和第一夾套連通，所述第二夾套和第一夾套靠近瓶口的一端均設(shè)有冷卻液出口，所述第二夾套的冷卻液入口通過(guò)液體循環(huán)管道與低溫液體循環(huán)機(jī)的出口相連，兩個(gè)冷卻液出口通過(guò)液體循環(huán)管道與低溫液體循環(huán)機(jī)的入口相連，所述多個(gè)收集瓶按流程順序分為多級(jí)，第一級(jí)收集瓶的瓶口與來(lái)自裂解裝置的裂解氣出口管道相連，其他每一級(jí)收集瓶氣體出口與其下一級(jí)收集瓶的瓶口相連，最后一級(jí)收集瓶的氣體出口可接冷阱或吸收溶液，多級(jí)收集瓶均處于同一水平面。通過(guò)多級(jí)收集瓶將來(lái)自裂解裝置的高溫裂解氣進(jìn)行多級(jí)冷卻，通過(guò)錐形氣道收縮將高溫裂解氣在冷卻的同時(shí)加速然后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?？焖俪练e在收集瓶的瓶底，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫裂解氣的高效分離。通過(guò)分別在錐形氣道和收集腔外設(shè)有的第一夾套和第二夾套，對(duì)收集瓶入瓶氣體和出瓶氣體進(jìn)行冷卻，加強(qiáng)了冷卻效果，提高收集瓶的冷卻和收集效率，可減少收集瓶的級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化流程。

作為優(yōu)選，所述第一級(jí)收集瓶的瓶口與來(lái)自裂解裝置的裂解氣出口管道通過(guò)陶瓷接口相連，所述第一級(jí)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(jí)收集瓶的瓶口相匹配的磨砂口，另一端為內(nèi)螺口，所述陶瓷接口通過(guò)內(nèi)螺口與裂解氣出口管道螺紋連接。通過(guò)陶瓷接口不僅提高了第一級(jí)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(yōu)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(shè)有耐高溫的O型密封圈，所述第一級(jí)收集瓶的瓶口與陶瓷接口連接處設(shè)有用于卡緊的卡箍。增加第一級(jí)收集瓶與裂解氣出口管道之間連接的密封性。

作為優(yōu)選，所述每一級(jí)收集瓶的氣體出口均為帶磨砂的錐形，除了第一級(jí)外其他每一級(jí)收集瓶的瓶口均為與其上一級(jí)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(yōu)選，所述收集瓶、收集瓶的瓶口、錐形氣道、夾套、以及氣體出口均采用耐高溫的二氧化硅材料制成。

作為優(yōu)選，所述收集瓶有2-6級(jí)。通過(guò)選擇合適的級(jí)數(shù)在簡(jiǎn)化流程節(jié)約能源的同時(shí)，大大提高了分離效率。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)所具備的特點(diǎn)在于：通過(guò)在收集瓶的錐形氣道和瓶身上分別設(shè)置第一夾套和第二夾套，分別用于對(duì)入瓶氣體和岀瓶氣體冷卻，二次熱交換使收集效率更高。收集瓶之間可以串連，實(shí)現(xiàn)裂解氣體的分級(jí)收集。低溫冷卻液循環(huán)系統(tǒng)可以同時(shí)用于多個(gè)收集瓶的冷卻。陶瓷接口可以耐受1000℃以上的高溫，可根據(jù)裂解裝置的氣體出口和收集瓶氣體入口的特點(diǎn)調(diào)整接頭設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)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-第一夾套，8-第二夾套，9-冷卻液入口，10-第二冷卻液出口，11-第一冷卻液出口，12-低溫液體循環(huán)機(jī)，13-液體循環(huán)管道，14-陶瓷接口，15- O型密封圈，16-卡箍，17-裂解氣出口管道。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型以下結(jié)合附圖做進(jìn)一步描述：

如圖1所示，一種具有雙層循環(huán)冷凝功能的氣體收集裝置由收集瓶1、低溫冷卻液循環(huán)系統(tǒng)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、第一夾套7和第二夾套8組成。瓶口3連接著逐漸縮小的錐形氣道5，收集瓶1內(nèi)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(cè)設(shè)有氣體出口4，錐形氣道5的出口對(duì)著收集腔6的底部，錐形氣道5外圍包覆有第一夾套7，收集腔6外設(shè)有第二夾套8。第二夾套8靠近瓶底的一端設(shè)有冷卻液入口9，并通過(guò)連通管道和第一夾套7連通，第二夾套8和第一夾套7靠近瓶口的一側(cè)分別設(shè)有第二冷卻液出口10和第一冷卻液出口11，第二夾套8的冷卻液入口9通過(guò)液體循環(huán)管道13與低溫液體循環(huán)機(jī)12的出口相連，第二冷卻液出口10和第一冷卻液出口11均通過(guò)液體循環(huán)管道13與低溫液體循環(huán)機(jī)12的入口相連，所述多個(gè)收集瓶1按流程順序分為多級(jí)，第一級(jí)收集瓶1的瓶口3與來(lái)自裂解裝置的裂解氣出口管道17相連，其他每一級(jí)收集瓶1的氣體出口4與其下一級(jí)收集瓶1的瓶口3相連，最后一級(jí)收集瓶1的氣體出口4可接冷阱或吸收溶液，多級(jí)收集瓶1均處于同一水平面。

收集瓶1和裂解氣出口管道17通過(guò)連接頭2相連，連接頭2由陶瓷接口14、耐高溫的O型密封圈15和卡箍16組成，其中陶瓷接口14和第一級(jí)收集瓶1的瓶口3通過(guò)相互匹配的錐形磨砂口相連，并通過(guò)卡箍16卡緊；陶瓷接口14的另一端為內(nèi)螺口，陶瓷接口14通過(guò)內(nèi)螺口與裂解氣出口管道17螺紋連接；陶瓷接口14和瓶口3以及陶瓷接口14和裂解氣出口管道17之間分別設(shè)有耐高溫的O型密封圈15。低溫冷卻液循環(huán)系統(tǒng)由低溫冷卻液循環(huán)機(jī)12和液體循環(huán)管道13組成，冷卻液經(jīng)液體循環(huán)管道13從冷卻液入口9和連通管道分別流入第一夾套7和第二夾套8內(nèi)與錐形氣道5及收集腔6內(nèi)的裂解氣進(jìn)行熱交換，而后從第二冷卻液出口10和第一冷卻液出口11流出收集瓶1經(jīng)液體循環(huán)管道13回到低溫冷卻液循環(huán)機(jī)12。

每一級(jí)收集瓶1的氣體出口4均為帶磨砂的錐形，除了第一級(jí)外其他每一級(jí)收集瓶1的瓶口3均為與其上一級(jí)收集瓶1的氣體出口4相匹配且為帶磨砂的錐形。通過(guò)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、第一夾套7、第二夾套8、以及氣體出口4均采用耐高溫的二氧化硅材料制成。

所述收集瓶1有2-6級(jí)。本實(shí)施例為3級(jí)，通過(guò)選擇合適的級(jí)數(shù)在簡(jiǎn)化流程節(jié)約能源的同時(shí)，大大提高了分離效率。

收集裂解氣時(shí)，需先開(kāi)啟低溫液體循環(huán)系統(tǒng)的低溫液體循環(huán)機(jī)12，裂解氣經(jīng)內(nèi)徑逐漸縮小的錐形氣道5引入第一級(jí)收集瓶1，經(jīng)第一夾套7降溫，由于慣性碰撞，冷凝物被捕捉到第一級(jí)收集瓶1的收集腔6底部，剩余氣體經(jīng)第二夾套8繼續(xù)降溫，通過(guò)氣體出口4進(jìn)入下一級(jí)收集瓶1進(jìn)行二次收集。收集瓶1的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要增減，最后一級(jí)收集瓶1后可接冷阱、吸收溶液等其他氣體收集設(shè)備。該氣體收集裝置不僅實(shí)現(xiàn)了裂解高溫氣體的有效收集，還將氣體按沸點(diǎn)差異分級(jí)收集，為裂解氣體中不適于采用裂解氣相色譜的研究對(duì)象提供了捕集手段。