CN103913397A

CN103913397A - 合成气体中蜡含量的检测装置

Info

Publication number: CN103913397A
Application number: CN201410127043.6A
Authority: CN
Inventors: 薛新会
Original assignee: SHAANXI XIANYANG CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd; China Shenhua Coal to Liquid Chemical Co Ltd; Shenhua Group Corp Ltd
Current assignee: SHAANXI XIANYANG CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd; China Shenhua Coal to Liquid Chemical Co Ltd; Shenhua Group Corp Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: CN103913397B

Abstract

本发明提供了一种合成气体中蜡含量的检测装置，包括：第一冷却部，合成气体通入第一冷却部内进行蜡与气体的冷却分离；流量检测元件，流量检测元件设置在第一冷却部的出口端，用于检测第一冷却部内排出的气体的体积；称重部，称重部称量第一冷却部的初始质量和冷却质量。使用本发明中的检测装置时，蜡和气体在第一冷却部内分离，蜡凝结为固体，在试验完成后可以通过称重部称量固体蜡的质量，气体的体积可以通过流量检测元件进行测量，而后通过计算可以得到固体蜡的质量占气体体积的百分比，从而测得合成气体中蜡的含量，进而工作人员可以及时调整生产、避免合成气体中蜡含量过高、保证了生产质量、降低了生产成本、解决了蜡堵塞设备的问题。

Description

合成气体中蜡含量的检测装置

技术领域

本发明涉及气体中蜡含量检测技术领域，更具体地，涉及一种合成气体中蜡含量的检测装置。

背景技术

在本发明中合成气体是指煤制甲醇合成出口气体。

煤制甲醇是以氢气、一氧化碳及少量二氧化碳，以Cu-Al-Zn为催化剂合成甲醇。在此反应过程中，少量的酸类物质腐蚀设备管道会生成铁离子，铁离子与合成气体中的一氧化碳形成络合物，进而加速蜡、醚、高级醇等物质生成。其中蜡是含有15个以上碳的烃类混合物，它在高于40摄氏度时为液体，在低于此温度时以固体（粘稠）状态附着在换热器、分离器及设备的管壁上，从而使换热器、分离器、设备的管道堵塞，从而严重影响了设备正常使用、降低了设备的生产利用效率、降低了甲醇的生产效率、增加了生产成本。

由于现有技术中还没有用于检测合成气体中蜡含量的检测装置，因而工作人员无法对合成气体中蜡的含量进行检测和控制，从而无法调整生产、保证生产质量和效率，也无法解决蜡堵塞设备的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种合成气体中蜡含量的检测装置，以解决现有技术中无法检测合成气体中蜡含量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成气体中蜡含量的检测装置，包括：第一冷却部，合成气体通入第一冷却部内进行蜡与气体的冷却分离；流量检测元件，流量检测元件设置在第一冷却部的出口端，用于检测第一冷却部内排出的气体的体积；称重部，称重部称量第一冷却部的初始质量和冷却质量。

进一步地，第一冷却部包括密封冷却瓶和冷却剂，冷却剂盛放在密封冷却瓶内。

进一步地，检测装置还包括进气导管，进气导管的出气口伸入冷却剂的液面下方。

进一步地，检测装置还包括第一开关阀，第一开关阀设置在进气导管上。

进一步地，检测装置还包括：出气导管，出气导管的进气口与流量检测元件的出口端连接；第一回收部，出气导管的出气口与第一回收部连接。

进一步地，检测装置还包括分流部，分流部与进气导管的进气端连通。

进一步地，分流部包括：分流导管，分流导管的进气口与进气导管的进气端连通；第二开关阀，第二开关阀设置在分流导管上。

进一步地，检测装置还包括第二冷却部，分流导管的出气口伸入第二冷却部内，且第二冷却部的出口端与流量检测元件的进气端连通。

进一步地，检测装置还包括第二回收部，分流导管的出气口与第二回收部连接。

进一步地，密封冷却瓶的瓶体的下端具有出水口，第一冷却部还包括：排水导管，排水导管的进水口与密封冷却瓶的出水口连通；第三开关阀，第三开关阀设置在排水导管上。

进一步地，检测装置还包括过滤部，排水导管的出水口与过滤部连通。

进一步地，过滤部包括：密封冷却瓶，密封冷却瓶的开口与排水导管的出水口连通；过滤漏斗，过滤漏斗设置在密封冷却瓶的出口端的下方；抽滤瓶，过滤漏斗的出口端与抽滤瓶的开口端连通。

进一步地，过滤部还包括真空泵，抽滤瓶的出口端与真空泵的抽气端连通。

本发明中的合成气体通入第一冷却部内进行蜡与气体的冷却分离，流量检测元件设置在第一冷却部的出口端，用于检测第一冷却部内排出的气体的体积，称重部称量第一冷却部的初始质量和冷却质量。使用本发明中的检测装置时，蜡和气体在第一冷却部内分离，蜡凝结为固体，在试验完成后可以通过称重部称量固体蜡的质量，气体的体积可以通过流量检测元件进行测量，而后通过计算可以得到固体蜡的质量占气体体积的百分比，从而测得合成气体中蜡的含量，进而工作人员可以及时调整生产、避免合成气体中蜡含量过高、保证了生产质量、降低了生产成本、解决了蜡堵塞设备的问题，并对蜡含量实行有效监测。同时，本发明中的检测装置具有结构简单、制造成本低、操作简单的特点。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明中的合成气体中蜡含量的检测装置的结构示意图；以及

图2示意性示出了本发明中的过滤部的结构示意图。

图中附图标记：10、第一冷却部；11、密封冷却瓶；12、冷却剂；13、排水导管；14、第三开关阀；20、流量检测元件；30、进气导管；40、第一开关阀；50、出气导管；60、第一回收部；70、分流部；71、分流导管；72、第二开关阀；80、第二冷却部；90、过滤部；91、密封冷却瓶；92、过滤漏斗；93、抽滤瓶；94、真空泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供了一种合成气体中蜡含量的检测装置。如图1和图2所示，检测装置包括第一冷却部10、流量检测元件20和称重部，合成气体通入第一冷却部10内进行蜡与气体的冷却分离；流量检测元件20设置在第一冷却部10的出口端，用于检测第一冷却部10内排出的气体的体积；称重部称量第一冷却部10的初始质量和冷却质量。使用本发明中的检测装置时，蜡和气体在第一冷却部10内分离，蜡凝结为固体，在试验完成后可以通过称重部称量固体蜡的质量，气体的体积可以通过流量检测元件20进行测量，而后通过计算可以得到固体蜡的质量占气体体积的百分比，从而测得合成气体中蜡的含量，进而工作人员可以及时调整生产、避免合成气体中蜡含量过高、保证了生产质量、降低了生产成本、解决了蜡堵塞设备的问题，并对蜡含量实行有效监测。同时，本发明中的检测装置具有结构简单、制造成本低、操作简单的特点。

优选地，流量检测元件20为湿式流量计。

优选地，称重部为天平。进一步地，天平的精度准确到0.01g、0.1mg。

本发明中的第一冷却部10包括密封冷却瓶11和冷却剂12，冷却剂12盛放在密封冷却瓶11内。在煤制甲醇的实例中，甲醇合成气体中存在少量的副产物蜡。由于合成的液体蜡在40摄氏度下形成固体蜡，因而当合成气体通入密封冷却瓶11内的冷却剂12内后，液体蜡凝固成固体蜡漂浮在冷却剂12上，气体通过冷却剂12从密封冷却瓶11的出口端排出，从而实现蜡与气体的分离。

在图1所示的实施例中，冷却剂12为水。由于甲醇气体有溶于水的特性，因而气体经过水冷却后，会有绝大部分甲醇气体溶于水中，而非常小的部分甲醇气体会因未充分冷却而从密封冷却瓶11的出口端排出。应注意地是，对于这类能够溶于水的气体，计算气体体积时，不仅要参考流量检测元件20测量得到的气体体积V₁（升），为了提高检测精度，还要计算溶于水中甲醇换算为气体的体积V₂（升）。当然，如果合成气体不具有溶于水的特性，那么气体体积仅为流量检测元件20测量得到的气体体积。

如图1所示的实施例中，密封冷却瓶11的瓶体的下端具有出水口，第一冷却部10还包括排水导管13和第三开关阀14，排水导管13的进水口与密封冷却瓶11的出水口连通，第三开关阀14设置在排水导管13上。由于密封冷却瓶11的瓶体的下端具有出水口，因而完成测试后，工作人员无需将冷却剂12从密封冷却瓶11的开口端向外倾倒，仅需打开第三开关阀14的开关，即可使液体从密封冷却瓶11的出水口经排水导管13排出，从而提高了检测装置的使用可靠性和操作简便性。

本发明中的检测装置还包括进气导管30，进气导管30的出气口伸入冷却剂12的液面下方。由于设置有进气导管30，因而密封冷却瓶11可以通过进气导管30与合成气体的输送管道连通，从而提高了检测装置的使用可靠性。优选地，进气导管30为玻璃弯管。

优选地，进气导管30为两段，两段进气导管30通过软管连接。工作人员可以根据实际测试条件，选择进气导管30的段数和长度，当然，进气导管30应尽可能短，从而能够有效避免合成气体在流经进气导管30时冷却，进而保证了检测装置的测量精度。

在图1所示的实施例中，检测装置还包括第一开关阀40，第一开关阀40设置在进气导管30上。由于设置有第一开关阀40，因而工作人员可以通过控制第一开关阀40决定是否向密封冷却瓶11内输送合成气体，从而提高了检测装置的操控性和使用可靠性。同时，工作人员通过控制第一开关阀40的开度大小，可以控制进气导管30内气体的流速，从而控制合成气体在密封冷却瓶11内的冷却分离效果，进而提高了检测装置的使用可靠性。优选地，第一开关阀40为两道白钢阀门。

本发明中的检测装置还包括出气导管50和第一回收部60，出气导管50的进气口与流量检测元件20的出口端连接，出气导管50的出气口与第一回收部60连接。由于设置有第一回收部60，因而被排出的气体可以经第一回收部60回收利用，从而提高了气体的利用率，避免浪费。在煤制甲醇的实例中，由于甲醇是可燃性气体，因而通过第一回收部60将甲醇气体回收可以有效避免安全隐患，从而提高了检测装置的使用可靠性。优选地，第二回收部为密封瓶。

本发明中的检测装置还包括分流部70，分流部70与进气导管30的进气端连通。由于设置有分流部70，因而部分合成气体经分流部70分流，从而有效减小密封冷却瓶11的分离压力，保证密封冷却瓶11内蜡与气体的分离效果，进而提高了检测装置的使用可靠性。由于分流部70设置在密封冷却瓶11的前端，因而不会影响检测结果，保证了检测装置的检测精度。

在图1所示的实施例中，分流部70包括分流导管71和第二开关阀72，分流导管71的进气口与进气导管30的进气端连通，第二开关阀72设置在分流导管71上。由于设置第二开关阀72，因而工作人员可以通过控制第二开关阀72决定是否向外排出合成气体，是否减小密封冷却瓶11的分离压力，从而提高了检测装置的操控性和使用可靠性。优选地，第二开关阀72为止水夹。

在一个未图示的实施例中，检测装置还包括第二回收部，分流导管71的出气口与第二回收部连接。由于设置有第二回收部，因而被排出的合成气体可以经第二回收部回收利用，从而提高了合成气体的利用率，避免浪费。在煤制甲醇的实例中，由于甲醇是可燃性气体，因而通过第二回收部将气体回收可以有效避免安全隐患，从而提高了检测装置的使用可靠性。优选地，第二回收部为密封瓶。

在图1所示的实施例中，检测装置还包括第二冷却部80，分流导管71的出气口伸入第二冷却部80内，且第二冷却部80的出口端与流量检测元件20的进气端连通。优选地，第二冷却部80的结构与第一冷却部10的结构相同。经分流出来的合成气体在第二冷却部80的冷却瓶内冷却分离，分离的蜡质量计入蜡的总质量中，分离后的气体体积经由流量检测元件20检测计入气体总体积内。

本发明中的检测装置还包括过滤部90，排水导管13的出水口与过滤部90连通。由于设置有过滤部90，因而经由排水导管13排出的蜡和冷却剂12会经过滤部90过滤分离，从而使工作人员便于计算蜡的质量，进而提高了检测装置的使用可靠性。

在图2所示的实施例中，过滤部90包括密封冷却瓶91、过滤漏斗92和抽滤瓶93，密封冷却瓶91的开口与排水导管13的出水口连通，过滤漏斗92设置在密封冷却瓶91的出口端的下方，过滤漏斗92的出口端与抽滤瓶93的开口端连通。由于设置有密封冷却瓶91，因而蜡和冷却剂12可先存储在密封冷却瓶91，从而便于工作人员控制过滤速率。蜡和冷却剂12在过滤漏斗92上进行分离，冷却剂12经过滤漏斗排入抽滤瓶93内，蜡附着在过滤漏斗92上。优选地，过滤漏斗92为布氏漏斗。

优选地，密封冷却瓶91、第一冷却部10和第二冷却部80结构均相同。

在图2所示的实施例中，过滤部90还包括真空泵94，抽滤瓶93的出口端与真空泵94的抽气端连通。或者用抽气泵代替真空泵94。由于使用真空泵94对抽滤瓶93抽气，因而提高了过滤速率。由于蜡的密度约为0.8克每立方厘米，在低于40摄氏度为固体状态而浮于水面上，因而可以采用真空抽滤的方式可将蜡过滤到滤纸上。

在一个具体的实施例中，例如在没有设置分流部70的实施例中，合成气体为煤制甲醇合成气（溶于水），使用本发明中的检测装置的方法步骤如下：

步骤S1：试验前用称重部分别称量进气导管30和装有冷却剂12（2至5升）的密封冷却瓶11（容量为10升）的质量；

步骤S2：通过控制第一开关阀40控制合成气体的流速约为30升每分钟；

步骤S3：合成气体（30000至50000升）通过进气导管30进入密封冷却瓶11内，并在冷却剂12的作用下冷却分离；

步骤S4：分离后的气体经流量检测元件20计算气体体积V₁（升）；

步骤S5：流经流量检测元件20的气体经出气导管50在第一回收部60内得以回收；

步骤S6：用称重部分别称量试验后的进气导管30和密封冷却瓶11的质量，计算得到进气导管30的质量增加量m₁（克），该质量增加量m₁（克）为进气导管30内粘附贴附的固体蜡的质量，计算得到密封冷却瓶11的质量增加量m₂（克），该质量增加量m₂（克）为密封冷却瓶11内固体蜡和溶于水的甲醇的总质量；

步骤S7：采用过滤部90对密封冷却瓶11内的分离物进行过滤，并用称重部测量过滤得到的蜡质量m₃（克），从而计算得出溶于水的甲醇质量(m₂-m₃)（克），并将溶于水的甲醇质量(m₂-m₃)（克）换算成溶于水的甲醇的气体体积（升）；

步骤S8：根据公式（1）计算合成气体中蜡含量δ（毫克每立方米）。

δ = \frac{m_{1} + m_{3}}{V_{1} + V_{2}} \times 10^{6} - - - (1)

当然，如果实施例中设置有分流部70，且分流部70包括第二冷却部80，那么在计算合成气体中蜡的含量时，应考虑分流部70中蜡质量和气体体积的问题。

应注意地是，当蜡冷却后进行称重时，环境温度应不高于40度，避免固态蜡熔化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种合成气体中蜡含量的检测装置，其特征在于，包括：

第一冷却部（10），合成气体通入所述第一冷却部（10）内进行蜡与气体的冷却分离；

流量检测元件（20），所述流量检测元件（20）设置在所述第一冷却部（10）的出口端，用于检测所述第一冷却部（10）内排出的所述气体的体积；

称重部，所述称重部称量所述第一冷却部（10）的初始质量和冷却质量。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一冷却部（10）包括密封冷却瓶（11）和冷却剂（12），所述冷却剂（12）盛放在所述密封冷却瓶（11）内。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括进气导管（30），所述进气导管（30）的出气口伸入所述冷却剂（12）的液面下方。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括第一开关阀（40），所述第一开关阀（40）设置在所述进气导管（30）上。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

出气导管（50），所述出气导管（50）的进气口与所述流量检测元件（20）的出口端连接；

第一回收部（60），所述出气导管（50）的出气口与所述第一回收部（60）连接。

6.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括分流部（70），所述分流部（70）与所述进气导管（30）的进气端连通。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述分流部（70）包括：

分流导管（71），所述分流导管（71）的进气口与所述进气导管（30）的进气端连通；

第二开关阀（72），所述第二开关阀（72）设置在所述分流导管（71）上。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括第二冷却部（80），所述分流导管（71）的出气口伸入所述第二冷却部（80）内，且所述第二冷却部（80）的出口端与所述流量检测元件（20）的进气端连通。

9.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括第二回收部，所述分流导管（71）的出气口与所述第二回收部连接。

10.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述密封冷却瓶（11）的瓶体的下端具有出水口，所述第一冷却部（10）还包括：

排水导管（13），所述排水导管（13）的进水口与所述密封冷却瓶（11）的所述出水口连通；

第三开关阀（14），所述第三开关阀（14）设置在所述排水导管（13）上。

11.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括过滤部（90），所述排水导管（13）的出水口与所述过滤部（90）连通。

12.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述过滤部（90）包括：

密封冷却瓶（91），所述密封冷却瓶（91）的开口与所述排水导管（13）的出水口连通；

过滤漏斗（92），所述过滤漏斗（92）设置在所述密封冷却瓶（91）的出口端的下方；

抽滤瓶（93），所述过滤漏斗（92）的出口端与所述抽滤瓶（93）的开口端连通。

13.根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，所述过滤部（90）还包括真空泵（94），所述抽滤瓶（93）的出口端与所述真空泵（94）的抽气端连通。