一种实验室用生物质热解装置的制作方法

本发明涉及一种实验室用生物质热解装置，属于化学反应装置技术领域。

背景技术：

生物质能源是可再生能源的重要组成部分，有丰富的资源和低污染的特点，它的开发与利用已成为2l世纪研究的重要课题。我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，如稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣等都是取之不尽的能源仓库。生物质热解技术可以将生物质原料转化成木炭、生物油和可燃气，已成为研究的热点，各个科研机构都在对不同生物质原料热解技术以及生物质热解产物的特性进行实验分析，以期得到不同生物质原料的热解的最佳条件。

目前，实验室常用的生物质热解装置主要有固定床式和流化床式两种，固定床式热解装置为间歇式反应器，不能实现连续进料，使用不灵活以及存在床层温度分布不均匀现象；流化床式热解装置虽然用的多，但存在物料返混大，装置结构复杂，操作要求高以及耗能高等缺点。为了实验室中生物质热解研究更加顺利的进行，开发一种结构简单，传热效果好，反应效率高且能耗低的生物质热解装置是必要的。

技术实现要素：

本发明提供了一种实验室用生物质热解装置，以用于解决现有装置温度不均匀、结构复杂、反应效率低以及能耗高的问题。

本发明的技术方案是：一种实验室用生物质热解装置，包括进料斗1、前密封盖2、进料管3、热电偶4、温控仪5、电线6、大齿轮ⅰ7、支撑架ⅰ8、平台ⅰ9、转筒10、轴ⅰ11、支撑架ⅱ12、左支撑轮13、大齿轮ⅱ14、电机15、变速箱16、支撑架ⅲ17、支撑架ⅳ18、转轴19、主动轮20、平台ⅱ21、右支撑轮22、支撑架ⅴ23、平台ⅲ24、大齿轮ⅲ25、轴ⅱ26、支撑架ⅵ27、出口管28、后密封盖29、固体产物罐30、液体产物罐31、水冷管32、气体产物罐33、圆孔34、托板35和加热电阻丝38；

所述进料斗1连接进料管3，进料管3经前密封盖2伸入转筒10中，前密封盖2固定不动，且与转筒10一端密封连接；后密封盖29固定不动，且与转筒10后端密封连接，后密封盖29底部连接固体产物罐30，后密封盖29上部通过出口管28连接水冷管32，水冷管32侧面连接气体产物罐33，水冷管32底部连接液体产物罐31；转筒10向出口方向倾斜设置，转筒10的外壁36和内壁37之间分布加热电阻丝38，内壁37上均匀布有托板35；热电偶4一端通过前密封盖2伸入转筒10中，热电偶4另一端连接温控仪5，转筒10中的加热电阻丝38通过电线6连接温控仪5；

转筒10的外壁36前段、中段和后段分别固定安装大齿轮ⅰ7、大齿轮ⅱ14和大齿轮ⅲ25；大齿轮ⅰ7下面啮合左支撑轮13，左支撑轮13通过中间开有的圆孔34套在轴ⅰ11上，可绕轴ⅰ11转动，轴ⅰ11由支撑架ⅰ8和支撑架ⅱ12固定，两个支撑架置于平台ⅰ9上；大齿轮ⅲ25下面啮合右支撑轮22，右支撑轮22中间开有的圆孔34套在轴ⅱ26上，可绕轴ⅱ26转动，轴ⅱ26由支撑架ⅴ23和支撑架ⅵ27固定，两个支撑架置于平台ⅲ24上；大齿轮ⅱ14下面啮合主动轮20，主动轮20中间开有的圆孔34固定在转轴19上，转轴19穿过支撑架ⅲ17一端连接变速箱16，另一端连接支撑架ⅳ18，变速箱16一侧连接电机15，两个支撑架置于平台ⅱ21上。

所述转筒10为长圆筒状，向出口方向下倾5°-8°。

所述前密封盖2、后密封盖29分别与转筒10通过法兰轴承连接。

本发明的有益效果是：通过转筒的倾角设计使得物料可以自动向出口移动，托板设计可以起到搅拌物料的作用，使得物料温度均匀，变速箱可以调节转筒的速度，进而控制物料的停留时间；整个装置结构简单，效率高且能耗低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的大齿轮和支撑轮的结构示意图；

图3为本发明的转筒的截面结构示意图；

图中各标号：1-进料斗，2-前密封盖，3-进料管，4-热电偶，5-温控仪，6-电线，7-大齿轮ⅰ，8-支撑架ⅰ，9-平台ⅰ，10-转筒，11-轴ⅰ，12-支撑架ⅱ，13-左支撑轮，14-大齿轮ⅱ，15-电机，16-变速箱，17-支撑架ⅲ，18-支撑架ⅳ，19-转轴，20-主动轮，21-平台ⅱ，22-右支撑轮，23-支撑架ⅴ，24-平台ⅲ，25-大齿轮ⅲ，26-轴ⅱ，27-支撑架ⅵ，28-出口管，29-后密封盖，30-固体产物罐，31-液体产物罐，32-水冷管，33-气体产物罐，34-圆孔，35-托板，36-外壁，37-内壁，38-加热电阻丝。

具体实施方式

实施例1：如图1-3所示，一种实验室用生物质热解装置，包括进料斗1、前密封盖2、进料管3、热电偶4、温控仪5、电线6、大齿轮ⅰ7、支撑架ⅰ8、平台ⅰ9、转筒10、轴ⅰ11、支撑架ⅱ12、左支撑轮13、大齿轮ⅱ14、电机15、变速箱16、支撑架ⅲ17、支撑架ⅳ18、转轴19、主动轮20、平台ⅱ21、右支撑轮22、支撑架ⅴ23、平台ⅲ24、大齿轮ⅲ25、轴ⅱ26、支撑架ⅵ27、出口管28、后密封盖29、固体产物罐30、液体产物罐31、水冷管32、气体产物罐33、圆孔34、托板35和加热电阻丝38；

所述进料斗1连接进料管3，进料管3经前密封盖2伸入转筒10中，前密封盖2固定不动，且与转筒10一端密封连接；后密封盖29固定不动，且与转筒10后端密封连接，后密封盖29底部连接固体产物罐30，后密封盖29上部通过出口管28连接水冷管32，水冷管32侧面连接气体产物罐33，水冷管32底部连接液体产物罐31；转筒10向出口方向倾斜设置，转筒10的外壁36和内壁37之间布满加热电阻丝38，内壁37上均匀布有许多托板35；热电偶4一端通过前密封盖2伸入转筒10中，热电偶4另一端连接温控仪5，转筒10中的加热电阻丝38通过电线6连接温控仪5；

转筒10的外壁36前段、中段和后段分别固定安装大齿轮ⅰ7、大齿轮ⅱ14和大齿轮ⅲ25；大齿轮ⅰ7下面啮合左支撑轮13，左支撑轮13通过中间开有的圆孔34套在轴ⅰ11上，可绕轴ⅰ11转动，轴ⅰ11由支撑架ⅰ8和支撑架ⅱ12固定，两个支撑架置于平台ⅰ9上；大齿轮ⅲ25下面啮合右支撑轮22，右支撑轮22中间开有的圆孔34套在轴ⅱ26上，可绕轴ⅱ26转动，轴ⅱ26由支撑架ⅴ23和支撑架ⅵ27固定，两个支撑架置于平台ⅲ24上；大齿轮ⅱ14下面啮合主动轮20，主动轮20中间开有的圆孔34固定在转轴19上，转轴19穿过支撑架ⅲ17一端连接变速箱16，另一端连接支撑架ⅳ18，变速箱16一侧连接电机15，两个支撑架置于平台ⅱ21上。

进一步地，所述转筒10为长圆筒状，向出口方向下倾5°。

进一步地，所述前密封盖2、后密封盖29分别与转筒10通过法兰轴承连接。

实施例2：如图1-3所示，一种实验室用生物质热解装置，包括进料斗1、前密封盖2、进料管3、热电偶4、温控仪5、电线6、大齿轮ⅰ7、支撑架ⅰ8、平台ⅰ9、转筒10、轴ⅰ11、支撑架ⅱ12、左支撑轮13、大齿轮ⅱ14、电机15、变速箱16、支撑架ⅲ17、支撑架ⅳ18、转轴19、主动轮20、平台ⅱ21、右支撑轮22、支撑架ⅴ23、平台ⅲ24、大齿轮ⅲ25、轴ⅱ26、支撑架ⅵ27、出口管28、后密封盖29、固体产物罐30、液体产物罐31、水冷管32、气体产物罐33、圆孔34、托板35和加热电阻丝38；

所述进料斗1连接进料管3，进料管3经前密封盖2伸入转筒10中，前密封盖2固定不动，且与转筒10一端密封连接；后密封盖29固定不动，且与转筒10后端密封连接，后密封盖29底部连接固体产物罐30，后密封盖29上部通过出口管28连接水冷管32，水冷管32侧面连接气体产物罐33，水冷管32底部连接液体产物罐31；转筒10向出口方向倾斜设置，转筒10的外壁36和内壁37之间分布加热电阻丝38，内壁37上均匀布有托板35；热电偶4一端通过前密封盖2伸入转筒10中，热电偶4另一端连接温控仪5，转筒10中的加热电阻丝38通过电线6连接温控仪5；

转筒10的外壁36前段、中段和后段分别固定安装大齿轮ⅰ7、大齿轮ⅱ14和大齿轮ⅲ25；大齿轮ⅰ7下面啮合左支撑轮13，左支撑轮13通过中间开有的圆孔34套在轴ⅰ11上，可绕轴ⅰ11转动，轴ⅰ11由支撑架ⅰ8和支撑架ⅱ12固定，两个支撑架置于平台ⅰ9上；大齿轮ⅲ25下面啮合右支撑轮22，右支撑轮22中间开有的圆孔34套在轴ⅱ26上，可绕轴ⅱ26转动，轴ⅱ26由支撑架ⅴ23和支撑架ⅵ27固定，两个支撑架置于平台ⅲ24上；大齿轮ⅱ14下面啮合主动轮20，主动轮20中间开有的圆孔34固定在转轴19上，转轴19穿过支撑架ⅲ17一端连接变速箱16，另一端连接支撑架ⅳ18，变速箱16一侧连接电机15，两个支撑架置于平台ⅱ21上。

进一步地，所述转筒10为长圆筒状，向出口方向下倾8°。

本发明的工作原理是：

打开温控仪5，设定加热温度，热电偶4测定转筒10内温度是否低于设定温度，低于则接通加热电阻丝38，开始对转筒10进行加热，加热到设定温度后，开启电机15，电机15通过变速箱16驱动转轴19转动，转轴19带动主动轮20转动，继而与之啮合的大齿轮ⅱ14与转筒10开始转动，转动速度可由变速箱16调节，此时大齿轮ⅰ7和大齿轮ⅲ25也会分别带动左支撑轮13和右支撑轮22转动，接着由进料斗1进料，物料随着转筒10回转时被托板35抄起后落下，由于转筒10的倾斜和回转作用，物料在反应后被移送到后密封盖29处，固体产物进入固体产物罐30，高温气体进入水冷管32中冷却，冷却下来的液体进入液体产物罐31，不可冷凝气体进入气体产物罐33中（固体产物进入固体产物罐30，是因为固体产物因为重力作用会落入固体产物罐30中；而高温气体会向上流动，进入水冷管32，高温气体在水冷管32中进行冷却，可冷凝气体冷凝成了液体，会顺着水冷管32流入液体产物罐31中，而不可冷凝气体仍为气体由水冷管32的上出口进入气体产物罐33中）。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。