一种用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统技术方案

本发明专利技术属于石油产品理化特性检测领域，尤其涉及一种用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，所述系统包括蒸馏装置、抽真空装置、冷却装置和回收装置，蒸馏装置通过隔板单独隔离，包括蒸馏瓶，蒸馏瓶底部与卡台配合，且卡台顶部贴靠蒸馏瓶瓶底设有加热器，蒸馏瓶通过设有泵的进料管与样品瓶连通，蒸馏瓶顶部与蒸馏头连通。本发明专利技术结构简单，抗外界干扰强，能够快速准确地测定生物质基调和燃料馏程数据，同时获得燃料的蒸汽压数据。

For biomass fuel vacuum distillation and tone system

The invention belongs to the field of petroleum products physicochemical characteristics detection, especially relates to a biomass fuel vacuum distillation and tone system, the system includes a distillation device, vacuum pumping device, cooling device and recovery device, distillation device through the separator separate, including distillation bottle, the bottom of the distillation bottle and the card with Taiwan, and the card table top against the distillation bottle bottom is provided with a heater, a distillation bottle through the pump inlet pipe and communicated with the sample bottle, on top of the distillation flask is communicated with the distillation head. The invention has the advantages of simple structure, strong anti-interference, capable of biomass based and fuel distillation data determined rapidly and accurately, and the fuel vapor pressure data.

【技术实现步骤摘要】
一种用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统
本专利技术属于石油产品理化特性检测领域，尤其涉及一种生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统。
技术介绍
随着全球环境气候条件持续恶化，人类面临的挑战越来越严峻，2016年170多个国家领导人共同签署《巴黎协定》，作为国际法律条文，来掌控2020年后的全球气候治理格局，控制温室气体排放量，推动可持续发展。传统的石油燃料，在未来较长时间仍将是主要生物质基调和燃料。目前国内学者研究的清洁燃料，主要有醇类、天然气LNG、液化石油气、生物质燃料等，将新的清洁燃料与传统石油燃料按一定比例形成调和燃料，掺烧供给作为生物质基调和燃料。对液态的燃料在一定前提条件下加热升温，完整记录其初馏点至终馏点的过程温度，得到接收温度下的回收体积与蒸馏温度的关系曲线，即为燃料的馏程。其直接反应燃料的蒸发性能、燃烧性能，是关系到发动机的冷启动性能、加速性能、最大功率、磨损等的重要理化特性参数。目前，石油产品的馏程检测原理为通过蒸馏瓶加热，将液态石油产品通过蒸发再冷凝的方式，得到其馏程曲线。常压下主要标准有美国ASTMD86，我国将其转化为GB/T-6536使用至今。后针对部分常压下蒸馏可能分解的石油产品，采用减压蒸馏，标准有美国ASTMD1160和我国的GB/T-9168等。目前，常减压蒸馏法的主要问题有：（1）所需样品多，一般为100-200ml，检测时间长，从准备到完成清洗约1h；（2）若样品重馏分过多，粘度大，导致粘稠冲塔，残余物多，不易清洗；（3）易挥发的汽油燃料，前处理步骤繁琐，样品温度、烧瓶温度以及接收器温度要求高，导致数据误差较大。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，本专利技术结构简单，抗外界干扰强，能够快速准确地测定生物质基调和燃料馏程数据，同时获得燃料的蒸汽压数据。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，所述系统包括蒸馏装置、抽真空装置、冷却装置和回收装置：蒸馏装置通过隔板单独隔离，包括蒸馏瓶，蒸馏瓶底部与卡台配合，且卡台顶部贴靠蒸馏瓶瓶底设有加热器，蒸馏瓶通过设有泵的进料管与样品瓶连通，蒸馏瓶顶部与蒸馏头连通；所述冷却装置包括由相互连通的斜管和竖直管一体组成的冷却管，竖直管顶部与抽真空装置连接、底部与回收装置连接，斜管的端部穿过隔板后与蒸馏头连通，斜管靠近蒸馏头处设有启闭阀；所述抽真空装置包括通过抽真空管与竖直管连接的真空泵，以及分别设置于蒸馏头内和竖直管内的第一、第二真空传感器；所述回收装置包括设置于竖直管下方的回收管。优选的，所述蒸馏瓶与蒸馏头之间设有消泡网，蒸馏头内设有蒸汽压传感器和温度传感器；消泡网下方的蒸馏瓶瓶体上设有第一红外温度计和第一液面传感器。优选的，所述蒸馏装置的进料管上设有流量计，卡台与隔板外的电机输出轴连接；样品瓶一侧设有清洁剂瓶，清洁剂瓶与进料管连接。连接样品瓶和清洁剂瓶的进料管上分别设有相应的阀门，以进行样品进料和清洁剂进料的单独控制。优选的，所述冷却装置还包括风冷机构，风冷机构包括设置于隔板底部两侧的均流布风板，均流布风板上等间距分布有透风孔，均流布风板下方设有空冷机，空冷机的出风口分别与第一、第二风管连接，第一风管朝向蒸馏装置设置并设有第一阀门，第二风管朝向冷却管设置并设有第二阀门。优选的，所述冷却装置还包括液氮冷却机构，液氮冷却机构包括液氮罐以及设置于冷却管内的冷凝管，冷凝管一端位于斜管内、另一端折弯朝向竖直管底部设置，冷凝管两端与液氮罐连通。优选的，所述冷却管的竖直管底部呈冷凝斜嘴结构，且斜管底部与竖直管圆弧过渡连接。优选的，所述抽真空装置的抽真空管上设有节流阀和电磁阀。优选的，所述回收管包括设置于第一卡座上的即用管和第二卡座上的备用管，即用管对接冷却管的竖直管底部设置，即用管和备用管上均设有第二液面传感器和第二红外温度计。优选的，所述的第一卡座和第二卡座与升降旋转机构连接。本专利技术工作过程如下：首先，隔板将蒸馏装置与其他装置隔离，使得蒸馏装置受到其他装置如冷却装置的温度影响较小，保证蒸馏装置处于设定的目标温度环境中。开启空冷机与第一、第二风管上的第一阀门、第二阀门，冷却风经过均流布风板的均流后进入隔板两侧，使得冷却管、回收管和蒸馏瓶、样品瓶的温度处于目标设定温度。然后利用进料管将样品瓶内的样品燃料泵入蒸馏瓶内，流量计计量进样量，并配合第一液面传感器检测。待完成进样后（进样10ml），真空泵通过抽真空管配合节流阀和电磁阀对冷却管和蒸馏瓶、蒸馏头抽真空，并通过第一真空传感器、第二真空传感器监测蒸馏瓶、蒸馏头和冷却管内的真空度，然后停止抽真空。该过程中，由于即用管紧密对接冷却管底部，不会影响抽真空作业，当然为了更好保证即用管与冷却管底部对接处的密封效果，可以采用胶带、密封蜡或密封圈等封堵对接处缝隙。关闭启闭阀和第一风管的第一阀门，使得蒸馏瓶、蒸馏头处于隔离环境，然后调整加热器的加热功率，并配合第一红外温度计监测，使得蒸馏瓶内的样品温度处于37.8℃，通过蒸汽压传感器记录此状态下的样品蒸汽压数据，暂称为“第一蒸汽压数据”；然后开启启闭阀，调整加热器的加热功率对蒸馏瓶内的样品进行减压微量蒸馏加热（加热功率直接关系蒸馏效率，本试验为减压试验，但由于真空泵会造成蒸馏气体被抽走，所以真空泵无法在蒸馏过程中开启，所以为了保证试验环境处于减压状态需要合理设计蒸馏时间，使得蒸馏耗时尽量缩短，经过申请人反复试验，当加热器的功率调整至蒸馏时间为6~8min，无真空泵持续作业的环境压力符合减压试验的要求），第一红外温度计、第一液面传感器记录蒸馏瓶内的液态样品的温度和体积量，蒸汽压传感器和温度传感器对气态样品的温度和蒸汽压数据进行记录，同时通过液氮罐对冷凝管内循环输送液氮：样品蒸馏产生的气体经过消泡网进入冷却管，蒸馏气体在冷却管内流动过程中，同时受到冷凝管内的液氮冷却和第二风管输送的冷风冷却，蒸馏气体充分、迅速地冷凝，冷凝凝结的液体落入冷却管的竖直管底部，经过冷凝斜嘴落入即用管中，即用管上的第二液面传感器和第二红外温度计计量即用管的回收样品的体积和温度。当即用管内的回收样品体积占比达到95%或者蒸馏瓶内的液态样品蒸馏完毕时，试验完成；若温度传感器超过400℃或蒸汽压传感器的测量数据出现大幅度降低则代表试验操作失败，停止加热，试验结束。试验成功后，在减压微量蒸馏加热状态下，温度传感器和蒸汽压传感器连续测量的数据与“第一蒸汽压数据”进行耦合修正，即得精准的样品燃料蒸汽压数据和馏程数据。试验结束后，停止加热器工作，开启第一风管的第一阀门，利用风冷冷却蒸馏瓶，待第一红外温度计的温度降至60℃以下时，关闭第一阀门。同时升降旋转机构将带动第一、第二卡座下降后互换位置，然后带动第一、第二卡座上升，使得备用管对接冷却管的底部。备用管上可以直接设置第二液面传感器和第二红外温度计，当然也可以在备用管进入使用前，将即用管上的第二液面传感器和第二红外温度计移装至备用管的管体上。所述升降旋转机构可以为电动缸带动的第二电机组成，具体为电动缸的输出杆与第二电机连接，第二电机的输出轴通过U型架分别与第一、第二卡座连接。将蒸馏瓶与蒸馏头分离，同时进料管将清洁剂瓶中的清洁剂泵入蒸馏瓶内，完成进料后，开启加热器，电机带动卡台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，其特征在于，所述系统包括蒸馏装置、抽真空装置、冷却装置和回收装置：蒸馏装置通过隔板实现单独隔离，包括蒸馏瓶，蒸馏瓶底部与卡台配合，且卡台顶部贴靠蒸馏瓶瓶底设有加热器，蒸馏瓶通过设有泵的进料管与样品瓶连通，蒸馏瓶顶部与蒸馏头连通；所述冷却装置包括由相互连通的斜管和竖直管一体组成的冷却管，竖直管顶部与抽真空装置连接、底部与回收装置连接，斜管的端部穿过隔板后与蒸馏头连通，斜管靠近蒸馏头处设有启闭阀；所述抽真空装置包括通过抽真空管与竖直管连接的真空泵，以及分别设置于蒸馏头内和竖直管内的第一、第二真空传感器；所述回收装置包括设置于竖直管下方的回收管。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，其特征在于，所述系统包括蒸馏装置、抽真空装置、冷却装置和回收装置：蒸馏装置通过隔板实现单独隔离，包括蒸馏瓶，蒸馏瓶底部与卡台配合，且卡台顶部贴靠蒸馏瓶瓶底设有加热器，蒸馏瓶通过设有泵的进料管与样品瓶连通，蒸馏瓶顶部与蒸馏头连通；所述冷却装置包括由相互连通的斜管和竖直管一体组成的冷却管，竖直管顶部与抽真空装置连接、底部与回收装置连接，斜管的端部穿过隔板后与蒸馏头连通，斜管靠近蒸馏头处设有启闭阀；所述抽真空装置包括通过抽真空管与竖直管连接的真空泵，以及分别设置于蒸馏头内和竖直管内的第一、第二真空传感器；所述回收装置包括设置于竖直管下方的回收管。2.如权利要求1所述用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，其特征在于，所述蒸馏瓶与蒸馏头之间设有消泡网，蒸馏头内设有蒸汽压传感器和温度传感器；消泡网下方的蒸馏瓶瓶体上设有第一红外温度计和第一液面传感器。3.如权利要求1所述用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，其特征在于，所述蒸馏装置的进料管上设有流量计，卡台与隔板外的电机输出轴连接；样品瓶一侧设有清洁剂瓶，清洁剂瓶与进料管连接。4.如权利要求1所述用于生物质基调和燃料的减压微量蒸馏系统，其特征在于，所述冷却装置还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷廷宙，辛晓菲，王志伟，林鹿，杨淼，关倩，李学勤，陈高峰，齐天，岳峰，吴铁良，
申请(专利权)人：河南省科学院能源研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41