一种实验室用生物化工气体分离提纯装置的制作方法

1.本发明涉及分离提纯技术领域，尤其涉及一种实验室用生物化工气体分离提纯装置。


背景技术：

2.实验室进行生物化工领域的研究时，常常需要将成分复杂的生物化工气体进行分离和提纯；现有的气体分离提纯方式多种多样，包括冷凝和蒸馏、吸收、吸附和膜分离等，有助于人们根据气体成分的具体组成进行选择，其中的一种分离提纯方式叫做精馏。
3.精馏是指利用混合物中各组分在一定温度下具有不同的蒸汽压(即具有不同的挥发度)的特性，加热液体混合物，借助多次部分汽化和部分冷凝，在精馏塔内进行气液相的传质和传热，使挥发度大的组分在气相中的含量明显多于液相中的含量，从而达到将该组分从混合液中分离的目的，在化工上应用最广的液体混合物分离操作。
4.在实验室中，对混合液进行精馏的时候，难以对混合物中的多种产物进行分别精馏，或者难以将单一的产物进行精馏提纯，即在产物精馏的过程中会混杂有别的同样需要精馏的产物，从而会导致所精馏的产物混有杂质，导致精馏的产物纯度不高，进而应影响混合物分别精馏的效率。
5.为此，有必要提出一种实验室用生物化工气体分离提纯装置来解决上述问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出一种实验室用生物化工气体分离提纯装置来解决上述问题。
7.本发明通过以下技术方案实现的：本发明提出一种实验室用生物化工气体分离提纯装置，包括第一精馏罐、第一导流管、第一加热装置、冷却装置、第二精馏罐、第二导流管、第二加热装置、阻流装置、控制箱，所述第一精馏罐底端固定连接于所述第一加热装置上方，所述冷却装置固定连接于所述第一精馏罐顶端，所述第一导流管靠近所述冷却装置并从所述第一精馏罐内延伸出外部，所述第二精馏罐固定收容于所述第一精馏罐内并靠近所述第一加热装置，所述第二导流管与所述第二精馏罐顶端固定连接并导通且从所述第一精馏罐内贯穿所述第一精馏罐侧壁延伸出外部，所述第二加热装置固定连接于所述第二精馏罐内，所述阻流装置固定连接于所述第二精馏罐的底端并与其导通，所述第一精馏罐上设有入料管道，所述入料管道与所述第二精馏罐连接并导通，所述控制箱位于所述第一精馏罐一侧并分别与所述第一加热装置、所述冷却装置、所述第二加热装置、所述阻流装置电连接，开启所述阻流装置能够将所述第二精馏罐内的底部液体分流至所述第一精馏罐内。
8.进一步的，所述阻流装置包括上盖、转动片、驱动装置和底座，所述驱动装置固定连接于所述底座内并与所述控制箱电连接，所述驱动装置的转轴与所述转动片中心固定连接，所述上盖与所述底座固定连接并遮挡所述转动片，所述上盖上设有多个第一导流槽，所
述底座上设有多个第二导流槽，多个所述第二导流槽均与所述第一精馏罐内部导通，多个所述第一导流槽分别与多个所述第二导流槽一一对应并对齐，所述驱动装置带动所述转动片转动能够阻挡所述第一导流槽与所述第二导流槽的导通。
9.进一步的，所述底座上设有安装槽，所述驱动装置收容于所述安装槽内。
10.进一步的，所述转动片上设有与所述第一导流槽数量相等的第三导流槽，转动所述转动片能够使得所述第三导流槽分别与所述第一导流槽以及第二导流槽导通。
11.进一步的，两个所述第三导流槽之间设有阻挡位，转动所述转动片能够使得所述阻挡位阻碍所述第一导流槽与第二导流槽的导通。
12.进一步的，所述第一精馏罐内设有引流尖端，所述引流尖端靠近所述冷却装置并朝向所述第一导流管的衔接口。
13.进一步的，所述实验室用生物化工气体分离提纯装置包括支撑板，所述支撑板固定连接于所述第一精馏罐内，所述阻流装置固定放置于所述支撑板上方。
14.进一步的，所述实验室用生物化工气体分离提纯装置包括支撑架和储料桶，所述储料桶固定连接于所述支撑架上方，所述支撑架位于所述第一精馏罐一侧，所述入料管道固定连接于所述储料桶下方并与所述储料桶导通。
15.进一步的，所述入料管道设有阀门和水泵，所述阀门靠近所述第一精馏罐，所述水泵靠近所述储料桶，所述阀门与所述水泵均与所述控制箱电连接。
16.进一步的，所述支撑架一侧设有用于攀爬的爬梯。
17.本发明的有益效果：1、采用静置分流的方法，有效地初步将混合液进行分层；在对混合液进行精馏提纯时，混合液物料先从入料管道进入至第二精馏罐内，静置一段时间后混合液分层，此时阻流装置开启，位于底层的液体则流入至第一精馏罐内，这样则保障了第一精馏罐内液体的纯净度，提高了精馏的纯净度；2、两个精馏罐同时运作，快速获得两种液体的精馏产物；在进行精馏时，第一加热装置对第一精馏罐底部加热，处于第一精馏罐底部的液体则加热蒸发，而第二加热装置同样对第二精馏罐内的液体进行加热，不同的是，第二加热装置位于第二精馏罐的中部靠上的位置，加热的是上层的液体，这样则保证了两种液体在同时精馏的纯度；3、冷却装置与引流尖端的协同配合则能够快速冷凝精馏气体；液体在第一精馏罐精馏时，其蒸气向上蒸发，而上方的冷却装置则将蒸气冷凝，冷凝后液体附着在引流尖端处并向下滴落至第一导流管的衔接口上，有效地提高了产物精馏的速度；综上所述，本实验室用生物化工气体分离提纯装置，其先采用静置分流的方法，有效地初步将混合液进行分层，然后两个精馏罐同时运作，快速获得两种液体的精馏产物，在冷却装置与引流尖端的协同配合则能够快速冷凝精馏气体，有效地对混合液体进行精馏，且提高了液体的精馏纯度。
附图说明
18.图1为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的爆炸图。
19.图2为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的剖视图。
20.图3为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的整体示意图。
21.图4为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的另一角度示意图。
22.图5为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的阻流装置的剖视图。
23.图6为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的阻流装置爆炸图。
24.图7为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的上盖示意图。
25.图8为本发明的实验室用生物化工气体分离提纯装置的底座示意图。
26.图9为图4标号a的局部放大示意图。
27.图10为图4标号b的局部放大示意图。
具体实施方式
28.为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
29.请参考图1-图10，本发明提出一种实验室用生物化工气体分离提纯装置，包括第一精馏罐1、第一导流管2、第一加热装置3、冷却装置4、第二精馏罐5、第二导流管6、第二加热装置7、阻流装置8、控制箱9，第一精馏罐1底端固定连接于第一加热装置3上方，冷却装置4固定连接于第一精馏罐1顶端，第一导流管2靠近冷却装置4并从第一精馏罐1内延伸出外部，第二精馏罐5固定收容于第一精馏罐1内并靠近第一加热装置3，第二导流管6与第二精馏罐5顶端固定连接并导通且从第一精馏罐1内贯穿第一精馏罐1侧壁延伸出外部，第二加热装置7固定连接于第二精馏罐5内，阻流装置8固定连接于第二精馏罐5的底端并与其导通，第一精馏罐1上设有入料管道11，入料管道11与第二精馏罐5连接并导通，控制箱9位于第一精馏罐1一侧并分别与第一加热装置3、冷却装置4、第二加热装置7、阻流装置8电连接，开启阻流装置8能够将第二精馏罐5内的底部液体分流至第一精馏罐1内。
30.在本实施方式中：第一精馏罐1用于存放待精馏的液体，其内部设有第一精馏腔，第二精馏罐5、阻流装置8均收容于第一精馏腔内；入料管道11用于为外部待精馏的混合液体提供一个流入第二精馏罐5内的通道，入料管道11上设有用于与第二精馏罐5连接的第一连接口；第一导流管2用于将液化在第一精馏罐1内顶部的精馏液体提供一个流出外部的管道；第一加热装置3用于加热停留在第一精馏腔内的待精馏的液体；冷却装置4用于冷凝蒸发上升至第一精馏腔顶部的气体；第二精馏罐5用于存放从入料管道11流入的混合液体，第二精馏罐5内设有第二精馏腔，第二加热装置7收容于第二精馏腔内，阻流装置8遮挡第二精馏腔，第二精馏罐5一侧设有与第二精馏腔导通的第二连接口，第二连接口与第一连接口固定连接并导通；第二导流管6用于将在第二精馏腔内的气化后的产物引导至外部冷凝管道内；第二加热装置7用于加热第二精馏腔内的上层液体；阻流装置8用于控制第二精馏腔与第一精馏腔的导通和阻隔；控制箱9用于控制本实验室用生物化工气体分离提纯装置的正常运作，其内部设有驱动模块和电控开关，驱动模块分别与冷却装置4、阻流装置8电连接，电控开关分别与第一加热装置3、第二加热装置7电连接，控制箱9表面设有显示屏和操控按键，显示屏用于显
示本本实验室用生物化工气体分离提纯装置的各项参数，操控按键用于控制并设置参数。
31.具体的，在对混合液进行精馏提纯时，混合液物料先从入料管道11进入至第二精馏罐5内，静置一段时间后混合液开始分层，此时阻流装置8开启，位于底层的液体则流入至第一精馏罐1内，这样则保障了第一精馏罐1内液体的纯净度，提高了精馏的纯净度；在进行精馏时，第一加热装置3对第一精馏罐1底部加热，处于第一精馏罐1底部的液体则加热蒸发，蒸发后上升至第一精馏罐1顶部，在冷却装置4的冷却下，气体冷凝成液体产物，液体产物则从第一导流管2流出外部收集器内，而第二加热装置7同样对第二精馏罐5内的液体进行加热，不同的是，第二加热装置7位于第二精馏罐5的中部靠上的位置，加热的是上层的液体，加热后的上层液体气化后通过第二导流管6流出外部的冷凝管道内冷却成液体，这样则保证了两种液体在同时精馏的纯度。
32.进一步的，阻流装置8包括上盖81、转动片82、驱动装置83和底座84，驱动装置83固定连接于底座84内并与控制箱9电连接，驱动装置83的转轴与转动片82中心固定连接，上盖81与底座84固定连接并遮挡转动片82，上盖81上设有多个第一导流槽811，底座84上设有多个第二导流槽841，多个第二导流槽841均与第一精馏罐1内部导通，多个第一导流槽811分别与多个第二导流槽841一一对应并对齐，驱动装置83带动转动片82转动能够阻挡第一导流槽811与第二导流槽841的导通；底座84上设有安装槽842，驱动装置83收容于安装槽842内；转动片82上设有与第一导流槽811数量相等的第三导流槽821，转动转动片82能够使得第三导流槽821分别与第一导流槽811以及第二导流槽841导通；两个第三导流槽821之间设有阻挡位822，转动转动片82能够使得阻挡位822阻碍第一导流槽811与第二导流槽841的导通。
33.在本实施方式中：上盖81用于遮挡第二精馏罐5内的第二精馏腔，同时为阻流装置8提供一个固定在第二精馏罐5上的结构；第一导流槽811用于将第二精馏腔内的液体导流至第三导流槽821内；转动片82用于阻隔第一导流槽811和第三导流槽821的导通或使得第一导流槽811和第三导流槽821导通，转动片82中央位置由硬性的材料所制，阻挡位822则由软性材料所制（软性材料为：硅胶、软性橡胶）；第三导流槽821用于将从第一导流槽811流出的液体提供一个流入至第二导流槽841内的通道；阻挡位822用于阻挡第一导流槽811与第二导流槽841的导通；驱动装置83为步进电机，用于带动转动片82转动；底座84用于为驱动装置83提供一个稳固的安装结构，同时为上盖81提供一个固定的结构；第二导流槽841用于将从第三导流槽821流出的液体提供一个流入至第一精馏罐1内；安装槽842用于为驱动装置83提供一个放置的空间；具体的，底座84下方设有导线管道，导线管道从第一精馏罐1内延伸出外部，导线管道用于为连接诶驱动装置83的导电线提供一个走线的通道；在驱动装置83带动转动片82转动使得第三导流槽821分别与第一导流槽811和第
二导流槽841对齐时，此时阻流装置8为开启状态，第一精馏腔与第二精馏腔导通，第二精馏腔内底部的液体则流入第一精馏腔内，在驱动装置83带动转动片82转动使得阻挡位822阻挡在第一导流槽811和第二导流槽841之间时，此时阻流装置8为关闭状态，第二精馏腔与第一精馏腔之间隔绝。
34.进一步的，第一精馏罐1内设有引流尖端12，引流尖端12靠近冷却装置4并朝向第一导流管2的衔接口21。
35.在本实施方式中：引流尖端12用于将第一精馏腔上方气化的产物液化并引流至第一导流管2的衔接口21上，引流尖端12上设有多个冷凝槽，多个冷凝槽周向均布；具体的，液体在第一精馏罐1精馏时，其蒸气向上蒸发，而上方的冷却装置4则将蒸气冷凝，冷凝后液体附着在引流尖端12处并向下滴落至第一导流管2的衔接口21上，有效地提高了产物精馏的速度。
36.进一步的，实验室用生物化工气体分离提纯装置包括支撑板101，支撑板101固定连接于第一精馏罐1内，阻流装置8固定放置于支撑板101上方。
37.在本实施方式中：支撑板101用于为阻流装置8提供一个支撑的结构，支撑板101上设有多个通槽，多个通槽周向均布；第一精馏罐1内设有支撑凸起结构，支撑凸起结构与支撑板101抵接。
38.进一步的，实验室用生物化工气体分离提纯装置包括支撑架102和储料桶103，储料桶103固定连接于支撑架102上方，支撑架102位于第一精馏罐1一侧，入料管道11固定连接于储料桶103下方并与储料桶103导通；入料管道11设有阀门111和水泵112，阀门111靠近第一精馏罐1，水泵112靠近储料桶103，阀门111与水泵112均与控制箱9电连接；支撑架102一侧设有用于攀爬的爬梯1021。
39.在本实施方式中：支撑架102用于为储料桶103提供一个支撑的结构，支撑架102上设有放置槽，储料桶103贯穿所述放置槽并与支撑架102固定连接；爬梯1021用于为实验人员提供一个攀爬上支撑架102的结构；储料桶103用于存放待精馏提纯的混合液体，储料桶103外沿设有用于支撑的支撑位，储料桶103包括密封盖，密封盖遮挡储料桶103上方的放料口；阀门111用于控制入料管道11的导通或关闭，进而控制从入料管道11流入至第二精馏罐5内混合液体的流入量；水泵112用于加快储料桶103内的混合液体流入入料管道11的速度，由于未设置有排气的管道，使得储料桶103内的气压未能及时与外部大气压平衡，这样则导致了混合液体的流速缓慢。
40.综上所述，本实验室用生物化工气体分离提纯装置，其先采用静置分流的方法，有效地初步将混合液进行分层，然后两个精馏罐同时运作，快速获得两种液体的精馏产物，在冷却装置与引流尖端的协同配合则能够快速冷凝精馏气体，有效地对混合液体进行精馏，且提高了液体的精馏纯度。
41.当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员
在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。