CN217068311U - 一种实验室用检测气体高效回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种实验室用检测气体高效回收装置，属于油气检测废气回收实验装置领域。该装置包括通过管道依次连接的除硫装置、干燥装置、空压装置和吸收装置，所述除硫装置内部装有强碱性吸收液，所述干燥装置内部填充干燥剂，所述吸收装置包括吸收瓶和装于吸收瓶底部的电磁加热装置；所述空压装置的出气端与吸收瓶的进气端连通。本实用新型用于石油行业有机气体检测中有害样气回收，具有吸收效率高、节约能源、绿色环保的特点，提高检测质量的同时对检测中最容易忽视的资源加以处置回收利用，减少对环境的污染。

Description

一种实验室用检测气体高效回收装置

技术领域

本实用新型属于油气检测废气回收实验装置领域，具体而言，涉及一种实验室用检测气体高效回收装置。

背景技术

随着我国油气田开采数量的日益增加和采油技术不断发展，原油、天然气与液化石油气检测数量不断上升，检测剩余的废油、废气能否有效回收处理或资源化利用成为目前检测机构实验室最为关心的问题。各油田开发与检测机构积极响应国家的环保政策，建立检测工作无害化，营造绿色健康检测实验室也是各检测人员的迫切需求。国家对于油田环保和绿色发展越来越重视，加强环境保护、工作人员工作区域空气质量污染程度及各项污染物达标处理已经成为当前不可忽视的一项重要指标。

目前，采用的取样器对有机气样品采集，取样器操作时，将连接管与取样容器的进气口连接，放掉死气，关闭底阀，放完死气后在出气口连接钢瓶或气袋，置换2-3次后开始取样，钢瓶不能超过1MPa，待气袋充满鼓起来即可；取完样品关闭进口阀，从进气口取下连接管，打开放液口的底阀放掉废液。液化石油气样品采集一般使用取样钢瓶，采样钢瓶。

在天然气、液化石油气样品检测分析时，取样人员按照取样标准采集样品，但是实际上采用气相色谱仪分析组分与密度时用于检测分析的气体是微量的，比如采样为3L、5L、8L、10L的气袋采集样品，或是钢瓶采集1~3MPa气体用于检测分析项目的实际用量很少，那么检测剩余气体样品处置成为我们深究的话题。在大多数实验室检测完天然气与液化石油气后将装有天然气与液化石油气的气袋和钢瓶集中到一个通风良好的环境中排放，另外一种方式是在实验室的通风橱内排放，将气体以这种方式排放确实比较省事，但同时也带来了严重污染环境的问题。

以上两种天然气与液化石油气的处置方式存在着以下三个方面的不足之处：①缺乏安全性，由于天然气、液化石油气样品多样化，成分比较复杂，不同的油井气井与不同工艺产生不同的气体，有伴生气、原料气、成品气等，此类气体含有不同的成分比如H₂S有毒，经过样品分析完毕将其集中处置过程中会存在潜在的危险性，另外，有机气体吸入人体后会刺激呼吸道黏膜，对人体呼吸系统造成伤害；另外，若是从通风橱内排放，不仅不容易排出而且有机气体会在室内富集，若遇火花可能造成火灾或爆炸；对操作人员的安全性有着极大的威胁。②污染环境，天然气与液化石油气等有机废气大多数成分为碳氢化合物，有烷烃、烯烃，无机成分有H₂S、CO₂、O₂、N₂和水汽及少量CO，这些气体一旦排放于空气中势必污染环境，难以在短时间内彻底消除与分解。③浪费能源，从有机物热值与能量转化中可以看出，烷烃、烯烃作为燃料和工业原料而言，是具有热值高、用途广泛、利用价值非常高的化石燃料，在自然界中不可再生。若是将检测剩余的这些气体不加以回收利用，不实现资源化利用，将是一种生产中的能源浪费，必须坚决进行有机废气回收，实现能源利用率最大化，利用形式高效化。

发明内容

本实用新型针对上述现有石油行业有机气体检测中直接排放检测废气导致人体受到威胁、环境污染、能源浪费的问题，提供一种实验室用检测气体高效回收装置，该装置具有气体吸收效率高，节约能源、绿色环保的特点，有机气体能被回收利用，提高资源利用率，同时减少对环境的污染。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种实验室用检测气体高效回收装置，包括通过管道依次连接的除硫装置、干燥装置、空压装置和吸收装置，所述除硫装置内部装有强碱性吸收液，所述干燥装置内部填充干燥剂，所述吸收装置包括吸收瓶和装于吸收瓶底部的电磁加热装置；所述空压装置的出气端与吸收瓶的进气端连通。

进一步地，所述吸收装置还包括塔板、排液管、冷凝装置、气相上升通道和负压装置；所述吸收瓶顶部外接有负压装置，吸收瓶内上部设有冷凝装置，吸收瓶内中部设有至少两个倾斜的塔板，塔板沿吸收瓶内壁自上而下交错设置，吸收瓶侧壁下部设有排液管，排液管上设有排液阀，吸收瓶侧壁外中上部设有与吸收瓶内部连通的气相上升通道，气相上升通道与吸收瓶内部连通的上连接口位于最上层塔板与冷凝装置之间；气相上升通道与吸收瓶内部连通的下连接口位于最底层塔板与进气口之间。

进一步地，所述吸收瓶内下部装有用于分散进入吸收瓶内的有机气体的砂芯板。

进一步地，吸收瓶包括瓶体、瓶盖固定装置和含密封圈外盖；所述瓶体瓶口处一体设置有瓶盖固定装置，瓶盖固定装置采用中央处设有通孔的圆板，含密封圈外盖通过紧固装置固定在瓶盖固定装置上，所述紧固装置可采用蝶形螺栓；含密封圈外盖上设有气压输出连接管，气压输出连接管通过负压连接管与负压装置连接，气压输出连接管上设有压力表、截止阀。

进一步地，瓶体为耐腐蚀合金材料；所述含密封圈外盖顶部设有把手，所述瓶体底部安装于底座上，底座底部安装有滚动轮。

进一步地，冷凝装置通过固定架与瓶盖固定装置下端固设的螺丝板固定连接；所述瓶体侧壁上部还设有保护壳，保护壳内置有制冷压缩机、循环泵，所述制冷压缩机、循环泵、冷凝装置之间通过连接管串联连接，保护壳上还设有散热风扇。

进一步地，所述冷凝装置为螺旋换热管式冷凝装置，所述冷凝装置内部固定有装有冷却液的冷却液储存罐，冷却液储存罐下部通过细管与冷凝装置连通。

进一步地，空压装置包括真空泵和空压主体，空压主体内设有中上部的空压腔、左下部的进气腔和右下部的出气腔，在空压主体上设有与进气腔相通的进气端口，所述干燥装置的出口与进气端口连通；在空压主体上设有与出气腔相通的出气端口，所述吸收瓶进气口与出气端口相连通；所述空压腔内装有能上下移动的活塞，空压主体上端与真空泵通过管道连接；所述进气腔与空压腔通过进气内孔连通，在进气内孔处装有能向上翻转开启的进气孔板；所述出气腔与空压腔通过出气内孔连通，在出气内孔处装有能向下翻转开启的出气孔板。

进一步地，所述电磁加热装置上通过导线电连接有电子控温板，电子控温板通过导线外接有电路控制面板。

本实用新型的有益技术效果：本实用新型的一种实验室用检测气体高效回收装置用于石油行业有机气体检测中有机废气回收，具有有机气体吸收效率高、节约能源、绿色环保的特点，提高检测质量的同时对检测中最容易忽视的资源加以处置回收利用，减少对环境的污染；通过设置底座而使瓶体不易跌倒，且通过设置的滚动轮方便移动；呈细长立体状的除硫装置增加液位高度，增加气体在液体中的路径，增大气体在液体中的停留时间，使得吸收充分；通过电磁加热装置使有机气体吸收剂在控温条件下被加热挥发，在冷凝装置冷凝下滴落塔板，气体与液体逆流接触在塔板，有利于有机气体吸收；本实用新型是在温控条件下，通过增大气液接触面积、减小气泡尺寸以及增加气液接触频次来提高吸收效率。

附图说明

图1为实施例一种实验室用检测气体高效回收装置的结构示意图；

图2为实施例中冷凝装置局部示意图。

图中：1-瓶体，2-塔板，3-把手，4-干燥装置，5-除硫装置，6a-制冷压缩机，6b-循环泵，6c-散热风扇，7-电子控温板，7a-电路控制面板，8-砂芯板，9-底座，10-瓶盖固定装置，11-冷凝装置，11a-固定架，11b-螺丝板，11c-冷却液储存罐，11d-冷却液，12-气相上升通道，13-负压装置，13a-负压连接管，14-压力表，14a-气压输出连接管，15-含密封圈外盖，16-紧固装置，17-有机气体吸收剂，18-排液阀，19-截止阀，20-滚动轮，21-真空泵、22-空压主体、23-空压腔、24-出气腔、25-进气腔、26-活塞、27-进气内孔、28-出气内孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案和技术效果，下面将对照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，并获得其他的实施方式。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的一种实验室用检测气体高效回收装置，包括通过管道依次连接的除硫装置5、干燥装置4、空压装置和吸收装置，所述除硫装置5内部装有强碱性吸收液，所述干燥装置4内部填充干燥剂，所述吸收装置包括吸收瓶和装于吸收瓶底部的电磁加热装置；所述空压装置的出气端与吸收瓶的进气端连通。

所述除硫装置5呈细长立体状的筒体，内部装有强碱性吸收液以除去气体中少量的H₂S、CO₂等无机酸性气体，所述强碱性吸收液为5% NaOH溶液或pH=12的10%乙酸锌溶液，均为质量比。脱H₂S、CO₂后的有机气体通过干燥装置4去除目标气体中的水分变为干燥气，有利于吸收，所述干燥装置4是采用高效变色硅胶来吸收水分含量。

使用时，通过空压装置提供动力，将样气从气袋或气瓶中吸入除硫装置5和干燥装置4内进行除硫干燥后，再送入吸收装置；在吸收装置的吸收瓶的下部内装有有机气体吸收剂17，有机气体吸收剂17是利用相似相溶原理，根据样气中所要吸收的有害气体成分来选择合适的吸收剂；该有机气体吸收剂17为常见有机溶剂，如四氯乙烯、四氯化碳、苯、正己烷、溶剂油、甲醇、丙酮，沸点低，有利于低温环境实现最大吸收，如甲烷易溶解于四氯化碳，液化石油气成分易溶于溶剂油，不同的有机废气所需的吸收剂各不相同；

样气进入吸收瓶内与有机气体吸收剂17气液接触，样气中的目标气（目标气为样气中能够被有机气体吸收剂17有效吸收的部分气体集合）被初步吸收后以小气泡的形式溢出到吸收瓶内，此时电磁加热装置对有机气体吸收剂17加热汽化，汽化的有机气体吸收剂17与样气在吸收瓶内进一步接触吸收，大大提高样气中目标气成分的吸收效果；待温度下降后，汽化的有机气体吸收剂17液化回到吸收瓶下部；样气中有害的目标气被吸收后形成气体轻质油类物质，轻质油类物质可通过检测设备进行成分分析，根据不同成分分类妥善储存，集中回收。

通过本装置，能够对样气中的有机目标气回收利用，不仅节约能源、绿色环保，还提高资源利用率，同时减少对环境的污染。

具体地，所述吸收装置还包括塔板2、排液管、冷凝装置11、气相上升通道12和负压装置13；所述吸收瓶顶部外接有负压装置13，吸收瓶内上部设有冷凝装置11，吸收瓶内中部设有至少两个倾斜的塔板2，塔板2沿吸收瓶内壁自上而下交错设置，吸收瓶侧壁下部设有排液管，排液管上设有排液阀18，吸收瓶侧壁外中上部设有与吸收瓶内部连通的气相上升通道12，气相上升通道12与吸收瓶内部连通的上连接口位于最上层塔板2与冷凝装置11之间；气相上升通道12与吸收瓶内部连通的下连接口位于最底层塔板2与进气口之间。

使用时，样气进入吸收瓶后与有机气体吸收剂17气液接触，进行初步吸收后，以小气泡的形式进入到吸收瓶内；电磁加热装置加热使有机气体吸收剂17汽化，此时吸收瓶顶部的负压装置13使吸收瓶内产生负压，汽化的有机气体吸收剂17受负压作用通过气相上升通道12上升至吸收瓶顶部，此时冷凝装置11冷凝，有机气体吸收剂17液化变成小液滴，滴落在塔板2上与样气中目标气（目标气为样气中能够被有机气体吸收剂17有效吸收的部分气体集合）充分接触吸收，塔板2为吸收剂小液滴与样气中目标气小分子充分结合的区域，在塔板2的作用下可以大幅度提高样气中目标气的吸收效率。

具体地，所述吸收瓶内下部装有用于分散进入吸收瓶内的有机气体的砂芯板8。使用时，砂芯板8浸于有机气体吸收剂17中，砂芯板8起到将气体分散的作用，样气经过砂芯板8时，能够将样气分散成小泡，以小泡的形式进行气液接触，增加样气的吸收效率。

具体地，为便于拆装，吸收瓶包括瓶体1、瓶盖固定装置10和含密封圈外盖15；所述瓶体1瓶口处一体设置有瓶盖固定装置10，瓶盖固定装置10采用中央处设有通孔的圆板，含密封圈外盖15通过紧固装置16固定在瓶盖固定装置10上，所述紧固装置16可采用蝶形螺栓。

具体地，含密封圈外盖15上设有气压输出连接管14a，气压输出连接管14a通过负压连接管13a与负压装置13连通，气压输出连接管14a上设有压力表14、截止阀19。其中，压力表14用来监测吸收瓶压力；通过压力表14显示的压力变化，可以判断出吸收瓶内样气吸收的情况；截止阀19不仅用来控制吸收瓶内压力，还可用来获取吸收瓶内的气体和排气；即取下负压连接管13a，通过截止阀19前端连接一个回收气袋，将瓶内剩余气体回收并进行检测组成，根据检测结果判断是否要进行二次吸收；当瓶内剩余气体再无目标气成分时，可取下负压连接管13a，开启截止阀19排出少量不被吸收的N₂、CO₂。

具体地，空压装置包括真空泵21和空压主体22，空压主体22内设有中上部的空压腔23、左下部的进气腔25和右下部的出气腔24，在空压主体22上设有与进气腔25相通的进气端口，所述干燥装置的出口与所述进气端口连通；在空压主体上设有与出气腔24相通的出气端口，所述吸收瓶的进气口与所述出气端口相连通；所述空压腔23内装有能上下移动的活塞26，空压主体22上端外接有真空泵21；所述进气腔25与空压腔23通过进气内孔27连通，在进气内孔27处装有能向上翻转开启的进气孔板；所述出气腔24与空压腔23通过出气内孔28连通，在出气内孔28处装有能向下翻转开启的出气孔板。其中，真空泵21抽气对活塞26提供向上移动的驱动力，活塞26向上移动的同时进气孔板打开，出气孔板关闭，将气体从进气端口、进气腔25抽入到空压腔23内；相反，真空泵21停止，活塞26受重力下降，压缩空压腔23内的气体，进气孔板关闭，出气孔板开启，将气体从出气腔24和出气端口送入到吸收瓶中，实现气体的流动。

具体地，冷凝装置11通过固定架11a与瓶盖固定装置10下端固设的螺丝板11b固定连接；所述瓶体1侧壁上部还设有保护壳，保护壳内置有制冷压缩机6a、循环泵6b，所述制冷压缩机6a、循环泵6b、冷凝装置11之间通过连接管串联连接，保护壳上还设有散热风扇6c。

本实施例中，所述冷凝装置11为螺旋换热管式冷凝装置，所述冷凝装置11内部固定有装有冷却液11d的冷却液储存罐11c，冷却液储存罐11c下部通过细管与冷凝装置11连通，所述含密封圈外盖15顶部设有把手3，所述瓶体1底部安装于底座9上，底座9底部安装有滚动轮20。

本实施例的瓶体1耐压、耐温依据标准GB150设计，温度范围0℃~180℃，可承受耐压0~6.0MPa，瓶体1为耐腐蚀合金材料。具体工作温度要通过有机气体吸收剂17沸点而定。所述瓶体1顶部外接含负压量程的压力表14，实时监控压力范围，通过压力可以精准控制吸收操作；通过设置底座9而使瓶体不易跌倒，且通过设置的滚动轮20方便移动。

具体地，所述电磁加热装置上通过导线电连接有电子控温板7，电子控温板7通过导线外接有电路控制面板7a。通过调节温度使得有机气体吸收剂17挥发上升，经过上方冷凝装置11冷变成小液滴落在塔板2上，气体的方向是从下到上，液体的方向从上到下，逆流吸收。

本实用新型的工作原理：推动瓶体1移动至吸收气体实验室，固定滚动轮20，拧下带有螺丝的紧固装置16，打开含密封圈外盖15，先关闭排液阀18，将相应的有机废气吸收剂17加入瓶体1相应刻度，安装好含密封圈外盖15。打开截止阀19，使得负压装置13直接与吸收装置内部联通；负压装置13通过负压连接管13a与气压输出连接管14a连接，让瓶体1内始终保持负压状态；启动电路控制面板7a设置吸收剂的工作温度，根据有机气体吸收剂17沸点在0℃~180℃内任意温度值，打开电路控制面板7a中的冷凝循环开关，电子控温板7开始加热，制冷压缩机6a、循环泵6b、散热风扇6c开始工作。

使用时，启动真空泵21，样气受到空压装置作用吸入除硫装置5与干燥装置4进行除硫和干燥处理，进入吸收瓶后被砂芯板8分散吸入有机气体吸收剂17，再以小气泡溢出到瓶体1内；同时，通过对有机气体吸收剂17加热，吸收剂以蒸汽形式通过气相上升通道12上升，经冷凝装置11冷凝后，以小液滴的形式滴在塔板2上与样气充分吸收；在此过程中，气液接触时会使样气中目标气初步被吸收，再通过吸收剂蒸汽进行二次吸收，大大提高了吸收效率；

待气体吸收完成并冷却后，压力表14显示正压时说明吸收瓶内部N₂、水蒸气等少量气体没有被吸收，此外还有未完全吸收的有机体气体；取下负压连接管13a，在截止阀19前端用软管连接一个回收气袋，将出气回收并进行组成检测，根据检测结果判断是否要进行二次吸收，直到出气再无吸收的目标气时，可打开截止阀19排出少量不被吸收的N₂、CO₂。

使用本实用新型的高效回收有机气体装置的监测数据如下：

现以某油田集气站的罐区、塔区液化石油气为例，一个月以来共检测现场采样采集某油田集气站罐区液化石油气20次，其中剩余液化石油气约70L，其中罐区、塔区液化石油气组分含量（C3、C4、C5及C6）各不相同；以四氯乙烯作为吸收剂通过本实用新型的装置，根据要求来回收液化石油气，具体内容如下：

（1）回收液化石油气（C3、C4、C5及C6组分）

表1-不同时间四氯乙烯对液化石油气吸收情况数据监测对照表

从以上评价数据显示，本实用新型的高效回收有机气体装置与原有装置相比，吸收效率高，结构简单，容易实现；使得提高检测质量的同时对检测中最容易忽视的资源加以处置回收利用。

上述实施例仅为多种实施例中的一种，对于本领域内的技术人员，在上述说明基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本实用新型实质精神而衍生出的其他变化或变动仍属于本实用新型保护范围。

Claims (9)

1.一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的除硫装置、干燥装置、空压装置和吸收装置，所述除硫装置内部装有强碱性吸收液，所述干燥装置内部填充干燥剂，所述吸收装置包括吸收瓶和装于吸收瓶底部的电磁加热装置；所述空压装置的出气端与吸收瓶的进气端连通。

2.根据权利要求1所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：所述吸收装置还包括塔板、排液管、冷凝装置、气相上升通道和负压装置；所述吸收瓶顶部外接有负压装置，吸收瓶内上部设有冷凝装置，吸收瓶内中部设有至少两个倾斜的塔板，塔板沿吸收瓶内壁自上而下交错设置，吸收瓶侧壁下部设有排液管，排液管上设有排液阀，吸收瓶侧壁外中上部设有与吸收瓶内部连通的气相上升通道，气相上升通道与吸收瓶内部连通的上连接口位于最上层塔板与冷凝装置之间；气相上升通道与吸收瓶内部连通的下连接口位于最底层塔板与进气口之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：所述吸收瓶内下部装有用于分散进入吸收瓶内的有机气体的砂芯板。

4.根据权利要求3所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：吸收瓶包括瓶体、瓶盖固定装置和含密封圈外盖；所述瓶体瓶口处一体设置有瓶盖固定装置，瓶盖固定装置采用中央处设有通孔的圆板，含密封圈外盖通过紧固装置固定在瓶盖固定装置上，所述紧固装置可采用蝶形螺栓；含密封圈外盖上设有气压输出连接管，气压输出连接管通过负压连接管与负压装置连通，气压输出连接管上设有压力表、截止阀。

5.根据权利要求4所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：瓶体为耐腐蚀合金材料；所述含密封圈外盖顶部设有把手，所述瓶体底部安装于底座上，底座底部安装有滚动轮。

6.根据权利要求4或5所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：冷凝装置通过固定架与瓶盖固定装置下端固设的螺丝板固定连接；所述瓶体侧壁上部还设有保护壳，保护壳内置有制冷压缩机、循环泵，所述制冷压缩机、循环泵、冷凝装置之间通过连接管串联连接，保护壳上还设有散热风扇。

7.根据权利要求6所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：所述冷凝装置为螺旋换热管式冷凝装置，所述冷凝装置内部固定有装有冷却液的冷却液储存罐，冷却液储存罐下部通过细管与冷凝装置连通。

8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：空压装置包括真空泵和空压主体，空压主体内设有中上部的空压腔、左下部的进气腔和右下部的出气腔，在空压主体上设有与进气腔相通的进气端口，所述干燥装置的出口与进气端口连通；在空压主体上设有与出气腔相通的出气端口，所述吸收瓶进气口与出气端口相连通；所述空压腔内装有能上下移动的活塞，空压主体上端与真空泵通过管道连通；所述进气腔与空压腔通过进气内孔连通，在进气内孔处装有能向上翻转开启的进气孔板；所述出气腔与空压腔通过出气内孔连通，在出气内孔处装有能向下翻转开启的出气孔板。

9.根据权利要求8所述的一种实验室用检测气体高效回收装置，其特征在于：所述电磁加热装置上通过导线电连接有电子控温板，电子控温板通过导线外接有电路控制面板。

Images