[发明专利]模块化控温焦油收集装置

说明书

本发明提供模块化控温焦油收集装置，包括：管道连接模块；高温段制冷组件，含多个高温段制冷模块，该模块包含两个高温段液冷块、两个高温段制冷片和高温段导温片；高温段导温片中部设有厚H₁的分流区域，该区域上设有孔径D₁的分流孔；中温段制冷组件，含多个中温段制冷模块，该模块包含两个中温段液冷块、两个中温段制冷片和中温段导温片；中温段导温片中部设有厚H₂的分流区域，该区域上设有孔径D₂的分流孔；以及低温段制冷组件，含多个低温段制冷模块，该模块包含两个低温段液冷块、两个低温段制冷片和低温段导温片；低温段导温片的中部设有厚H₃的分流区域，该区域上设有多个孔径D₃的分流孔，其中D₁D₂＞D₃，且H₁＜H₂＜H₃。

技术领域

本发明属于焦油冷却收集领域，具体涉及一种模块化控温焦油收集装置。

背景技术

目前，在煤气化或生物质气化研究中所用到的焦油收集方式主要包括冷凝法、溶剂吸收法和固相吸附法。

这些方法各有不足：

1)冷凝法是研究中使用较多的方法，通常使用水、冰水混合物或液氮作为冷凝介质。水的温度一般为室温，冰水混合物的温度一般接近零度，这两种冷凝介质对于露点低于零度的焦油成分冷凝效果较差；液氮的温度极低，几乎可以将所有焦油进行冷凝，然而液氮的温度(-196℃)低于绝大多数气体产物的沸点，将焦油冷凝的同时也将大部分气体产物冷凝下来，造成气体的损失且不利于对气体进行收集和分析；

2)溶液吸收法也是常用的焦油收集方法，由于焦油的成分多为有机物，这种方法通常采用丙酮、二氯甲烷、甲醇、甲苯等有机溶剂作为焦油吸收溶剂，同时利用冰水混合物、冰盐水等冷凝介质加强焦油的吸收效果，但是焦油成分极为复杂，不同的成分在有机溶剂中的溶解性不同，使得有机溶剂对焦油中不同成分表现出选择性吸收，从而难以确保焦油有效吸收；另一方面，所使用的有机溶剂具有挥发性，在吸收过程中发生损失造成焦油收集效果差；而且溶液吸收法通常使用较多吸收瓶，后期将焦油从有机溶剂中分离收集较为繁琐；

3)冷凝法或溶液吸收法通常是将吸收器置于装有冷凝介质的容器内，这些容器一般隔热效果差，吸收焦油过程中冷凝介质温度升高，会导致焦油吸收效率降低；另一方面，目前使用的冷凝介质一般为冰水、干冰和液氮，冷凝介质的温度受自身性质的影响只能维持在特定温度，限制了焦油产物研究的拓展性；

4)固相吸附法的焦油吸附效果关键在于吸附剂的吸附性能，常用的固相吸附剂为活性焦、分子筛等比表面积较大的吸附剂，虽然其焦油吸附效果较好，但需要采用热脱附回收焦油，操作过程复杂且焦油回收率难以保证。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种模块化控温焦油收集装置，可以对焦油进行快速冷却以便于高效收集。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：