本技術(shù)涉及煤焦油預(yù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種煤焦油脫水裝置。

背景技術(shù)：

1、煤焦油是煤炭在熱解過程中產(chǎn)生的一種具有刺激性氣味的黑色或黑褐色粘稠狀液體產(chǎn)物，根據(jù)熱解溫度不同，煤焦油可以分為低溫煤焦油、中溫煤焦油和高溫煤焦油。由于煤焦油中水分的存在會使焦油蒸餾處理工藝過程中系統(tǒng)壓力增大，并且水分中含有的可溶性物質(zhì)會腐蝕系統(tǒng)管道，因此煤焦油在加工處理前必須進(jìn)行脫水預(yù)處理。

2、目前實(shí)驗(yàn)室使用的小型煤焦油脫水處理裝置常采用加熱蒸餾脫水法，這種方法通過加熱使煤焦油中水分揮發(fā)，經(jīng)過冷凝后從煤焦油中分離。如公開號為cn107510950a的中國專利公開了一種蒸餾冷凝回流裝置，所述回流冷凝器包括蒸餾口、蒸餾管、冷凝器、接收器、接收器上閥門、接收器下閥門、回流管。所述冷凝器內(nèi)部設(shè)置蛇形冷凝管，冷凝管下端為冷凝水進(jìn)水口，上端為冷凝水出水口。所述的蒸餾管為直角彎管下端與蒸餾口連接，上端與冷凝器下端連接，蒸餾管中間設(shè)置蒸餾管閥門，閥后設(shè)置除沫器。所述的回流管為直管，下端與蒸餾管閥門下部蒸餾管連接，上端與冷凝器下端直管連接位于蒸餾彎管下部，接收器上閥門上部。以及公開號為cn205095821u的中國專利公開了一種防止冷凝水回流的蒸餾裝置。包括冷卻管出口、冷卻螺旋管、冷卻管入口、回流水出口、冷凝水收集槽、瓶頸、瓶身、加熱爐，所述的冷卻管出口固定連接冷卻螺旋管，冷卻螺旋管另一端連接冷卻管入口，所述的冷凝水收集槽設(shè)置于瓶頸內(nèi)壁，回流水出口與冷凝水收集槽聯(lián)通。

3、在實(shí)際操作過程中，由于煤焦油各部分加熱不均勻，當(dāng)處理焦油量較大時(shí)，很難保證焦油中的水分蒸餾徹底；并且蒸餾出的水蒸汽很難有效排出系統(tǒng)外，部分在瓶口或管道中冷凝回流至蒸餾燒瓶中，從而難以實(shí)現(xiàn)水分徹底脫除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤焦油脫水裝置，具有安裝操作簡便、水分分離徹底、脫水效率高、無刺激性氣體排出的特點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、一種煤焦油脫水裝置，所述煤焦油脫水裝置包括蒸餾瓶、與蒸餾瓶相連的回流冷凝水收集器、與回流冷凝水收集器的下方相連的第一收集瓶、與回流冷凝水收集器的上方依次相連的蛇形管冷凝器和第二收集瓶，所述回流冷凝水收集器中設(shè)有導(dǎo)流扇葉。

4、本實(shí)用新型提供的煤焦油脫水裝置的工作過程為：煤焦油樣品經(jīng)過在蒸餾瓶加熱蒸餾出水蒸汽組分，部分在回流冷凝水收集器的壁面上冷凝，回流到第一收集瓶中；部分經(jīng)導(dǎo)流扇葉進(jìn)入蛇形管冷凝器凝結(jié)，進(jìn)入第二收集瓶。

5、在本實(shí)用新型中，蒸餾瓶可以為圓底蒸餾燒瓶。

6、進(jìn)一步的，所述回流冷凝水收集器通過蒸汽導(dǎo)流管和蛇形管冷凝器與第二收集瓶相連。

7、進(jìn)一步的，所述回流冷凝水收集器的下方為環(huán)形冷凝水收集槽，所述環(huán)形冷凝水收集槽的一側(cè)開口，用于將冷凝水導(dǎo)入第一收集瓶；所述回流冷凝水收集器的上方與蒸汽導(dǎo)流管連接?；亓骼淠占髋c圓底燒瓶連接處有橡膠密封圈，回流冷凝水收集器與圓底燒瓶密封良好，保證整個(gè)裝置沒有蒸餾組分泄露至系統(tǒng)外部。環(huán)形冷凝水收集槽一側(cè)開口后通過管道與第一收集瓶相連。

8、通過采用上述技術(shù)方案，在管道壁面上冷凝的水蒸汽會流入環(huán)形冷凝水收集槽中，并且通過與其相連的管道進(jìn)入收集瓶，從而有效減少冷凝水向蒸餾燒瓶中的回流。

9、進(jìn)一步的，所述第二收集瓶連接活性炭吸附裝置。

10、通過采用上述技術(shù)方案，活性炭吸附裝置用于吸附未冷凝的水蒸汽或者輕油組分。在蛇形管內(nèi)冷凝的液體沿管道流入收集瓶，未冷凝的氣體組分經(jīng)過活性炭吸附后排出裝置外，減少了未冷凝的水分或輕油組分向環(huán)境的排放，整套裝置沒有刺激性氣體排出。

11、所述蒸餾瓶中設(shè)有可折疊攪拌槳。

12、所述可折疊攪拌槳與導(dǎo)流扇葉同軸連接，所述可折疊攪拌槳與導(dǎo)流扇葉均由攪拌電機(jī)控制轉(zhuǎn)速。

13、攪拌槳、導(dǎo)流扇葉以及軸體均由聚四氟乙烯材料包裹。聚四氟乙烯材料可保護(hù)裝置不受腐蝕。

14、通過采用上述技術(shù)方案，攪拌槳可以使煤焦油各部分混合受熱均勻，加快乳狀液破乳脫水過程，蒸餾出的水蒸汽在導(dǎo)流扇葉作用下會迅速排出，進(jìn)入冷凝裝置，減少水蒸汽在管道壁面上冷凝回流。且攪拌槳與導(dǎo)流扇葉同軸連接，實(shí)現(xiàn)同軸攪拌，攪拌的同時(shí)實(shí)現(xiàn)餾出氣體導(dǎo)流，同時(shí)創(chuàng)造出微負(fù)壓蒸餾，利于餾出水分排出。

15、進(jìn)一步的，所述煤焦油脫水裝置包括電加熱套，所述蒸餾瓶的上半部分敷有保溫棉，所述蒸餾瓶設(shè)有熱電偶插槽。

16、熱電偶可測量燒瓶中煤焦油樣品的溫度，輔助電加熱套控制加熱溫度，蒸餾瓶上半部分敷有保溫棉，可以避免水蒸汽在燒瓶上方冷凝回流。

17、所述蛇形管冷凝器與蒸汽導(dǎo)流管連接處為磨砂玻璃面密封，所述蛇形管冷凝器的蛇形管內(nèi)為蒸汽通道，管外為循環(huán)冷卻水，且循環(huán)冷卻水從下方引入，上方引出，同蒸汽形成逆流布置。

18、進(jìn)一步的，可以在磨砂面上纏繞生料帶或涂抹真空硅脂以增強(qiáng)密封效果。蛇形管冷凝器為管殼式換熱器，蛇形管內(nèi)為蒸汽通道，管外為循環(huán)冷卻水通道，且蒸汽走向?yàn)樽陨隙?，循環(huán)冷卻水走向?yàn)樽韵露?，二者呈逆流布置?/p>

19、通過采用上述技術(shù)方案，蒸餾出的水蒸汽經(jīng)過蒸汽導(dǎo)流管進(jìn)入蛇形管冷凝器，在循環(huán)冷卻水作用下凝結(jié)成液體。蛇形管換熱器增大了蒸汽側(cè)流動阻力，提高了冷凝效率，可以有效減少冷凝器的體積，從而便于安裝布置。

20、本實(shí)用新型提供的裝置的主要部分由有機(jī)玻璃材質(zhì)構(gòu)成。

21、本實(shí)用新型創(chuàng)新性提出氣液同軸攪拌以及環(huán)形冷凝水收集槽的設(shè)計(jì)方案，在兩者的共同作用下能夠進(jìn)一步促進(jìn)蒸餾組分快速排出，減少冷凝液體回流，提高了蒸餾效率。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)以下有益效果：

23、(1)對于含水量低、粘度高的焦油原料，攪拌加熱可以增強(qiáng)各部分混合換熱，使水分脫除徹底；(2)導(dǎo)流扇葉可以使蒸餾出的水蒸汽迅速進(jìn)入冷凝器，減少在瓶口的冷凝回流；(3)在壁面上冷凝回流的水分進(jìn)入環(huán)形冷凝收集槽后，通過導(dǎo)管進(jìn)入收集瓶，避免了向燒瓶內(nèi)的回流，提高了蒸餾效率；(4)循環(huán)水冷凝器采用蛇形管逆流布置，增大氣體側(cè)流動阻力，提高冷凝效果；(5)整個(gè)裝置出口布置有活性炭吸附球，可以脫除未冷凝的氣體組分，減少刺激性氣體排出。

技術(shù)特征：

1.一種煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述煤焦油脫水裝置包括蒸餾瓶(3)、與蒸餾瓶(3)相連的回流冷凝水收集器(7)、與回流冷凝水收集器(7)的下方相連的第一收集瓶(11)、與回流冷凝水收集器(7)的上方依次相連的蛇形管冷凝器(10)和第二收集瓶(12)，所述回流冷凝水收集器(7)中設(shè)有導(dǎo)流扇葉(6)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述回流冷凝水收集器(7)通過蒸汽導(dǎo)流管(9)和蛇形管冷凝器(10)與第二收集瓶(12)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述回流冷凝水收集器(7)的下方為環(huán)形冷凝水收集槽，所述環(huán)形冷凝水收集槽的一側(cè)開口，用于將冷凝水導(dǎo)入第一收集瓶(11)；所述回流冷凝水收集器(7)的上方與蒸汽導(dǎo)流管(9)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述第二收集瓶(12)連接活性炭吸附裝置(13)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述蒸餾瓶(3)中設(shè)有可折疊攪拌槳(5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述可折疊攪拌槳(5)與導(dǎo)流扇葉(6)同軸連接，所述可折疊攪拌槳(5)與導(dǎo)流扇葉(6)均由攪拌電機(jī)(8)控制轉(zhuǎn)速。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述煤焦油脫水裝置包括電加熱套(1)，所述蒸餾瓶(3)的上半部分敷有保溫棉(2)，所述蒸餾瓶(3)設(shè)有熱電偶插槽(4)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油脫水裝置，其特征在于，所述蛇形管冷凝器(10)與蒸汽導(dǎo)流管(9)連接處為磨砂玻璃面密封，所述蛇形管冷凝器(10)的蛇形管內(nèi)為蒸汽通道，管外為循環(huán)冷卻水，且循環(huán)冷卻水從下方引入，上方引出，同蒸汽形成逆流布置。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種煤焦油脫水裝置，所述煤焦油脫水裝置包括蒸餾瓶(3)、與蒸餾瓶(3)相連的回流冷凝水收集器(7)、與回流冷凝水收集器(7)的下方相連的第一收集瓶(11)、與回流冷凝水收集器(7)的上方依次相連的蛇形管冷凝器(10)和第二收集瓶(12)，所述回流冷凝水收集器(7)中設(shè)有導(dǎo)流扇葉(6)。本技術(shù)提供的煤焦油脫水裝置具有安裝操作簡便、水分分離徹底、脫水效率高、無刺激性氣體排出的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：馬帥,夏芝香,高軍,李超,岑建孟,方夢祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240514
技術(shù)公布日：2025/1/9