一种精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉

1.本实用新型涉及的是一种精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉，属于生物质热解技术领域。


背景技术：

2.生物质热解通常是指在无氧或低氧环境下，通过热化学转换，将生物质材料加热升温引起分子分解转变成为木炭、液体和气体等低分子物质的过程，是生物质能的一种重要利用形式。生物质热解技术能够以较低的成本、连续化生产工艺，将常规方法难以处理的低能量密度的生物质转化为高能量密度的气、液、固产物，减少了生物质的体积，便于储存和运输。同时还能从生物油中提取高附加值的化学品。
3.生物质热解工艺通常在管式热解炉中进行，常规管式热解炉加热装置横卧不可移动，在对管式热解炉进行清理或改造时需要消耗大量人力物力，不利于设备的更换与检修；同时，生物质热解的温度是最重要的反应参数，需要对温度进行实时监测与控制，但现有热解炉的仪表通常直接安装在外部，其温度显示的其实是管壁的温度，而不是物料热解的实时温度，导致热解过程不稳定；再者，热解过程中形成的焦油易粘在管壁上，不方便清洗。以上问题严重影响了生物质热解工艺的进一步发展。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有管式热解炉结构存在的上述缺陷，提出一种精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉，能够精准测量炉膛温度及物料热解温度，显著减少焦油的残留，减轻实验人员的劳动强度，适用范围广。
5.本实用新型的技术解决方案：一种精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉，包括圆柱状加热装置、圆柱状炉膛、控制面板、金属支架；其中圆柱状加热装置安装于金属支架上表面的中央，金属支架底部的4个角落设有万向轮；圆柱状炉膛设于圆柱状加热装置的内部，圆柱状炉膛内部的顶部设有进料口，进料口的顶端设有不锈钢法兰，不锈钢法兰通过不锈钢垫圈及螺栓密封，表面设有气体进口；圆柱状炉膛内部的底部中心设有出气口，出气口的下端连接出气管，出气管的底端设有可冷凝气体/液体出口，可冷凝气体/液体出口上设有第一阀门；出气管的侧壁上设有不可冷凝气体出口，不可冷凝气体出口上设有第二阀门；出气管的外部被循环冷凝管包裹，循环冷凝管的侧壁顶部设有液体进口，侧壁底部设有液体出口。控制面板安装于金属支架上表面的一侧；所述的控制面板通过第一电线连接第一热电偶，第一热电偶由圆柱状炉膛的顶部插入，固定于不锈钢法兰的中心，第一热电偶的侧面设有不锈钢挂钩，耐高温金属丝布袋通过挂耳挂于不锈钢挂钩上；控制面板同时通过第二电线连接第二热电偶，第二热电偶设于圆柱状炉膛内部耐高温金属丝布袋的外侧。
6.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
7.1）通过将热电偶直接插入物料中和设于炉膛内部，精准测量炉膛温度及物料热解
温度，便于精确控制实验变量；
8.2）通过在出气管上设置循环冷凝管，高效收集固体、液体及气体产物，有效减少炉膛壁上残留的焦油；
9.3）清洗简便，显著减少实验人员的劳动强度及劳动时间；
10.4）通过设置万向轮，移动方便，降低搬运劳动力强度；
11.5）可满足干馏、炭化、气化等多种热解工艺实验要求。
附图说明
12.附图1是本实用新型精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉的结构示意图。
13.图中1是圆柱状加热装置，2是耐高温金属丝布袋，3是挂耳，4是不锈钢挂钩，5是圆柱状炉膛，6是第一热电偶，7是不锈钢垫圈，8是不锈钢法兰，9是螺栓，10是气体进口，11是进料口，12是第二热电偶，13是第一电线，14是第二电线，15是控制面板，16是金属支架，17是液体进口，18是出气管，19是出气口，20是循环冷凝管，21是液体出口，22是可冷凝气体/液体出口，23是第一阀门，24是不可冷凝气体出口，25是第二阀门，26是万向轮。
具体实施方式
14.下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
15.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
16.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
17.如图1所示的一种精准测温且高效收集产品的立式生物质热解炉，其结构包括圆柱状加热装置1、圆柱状炉膛5、控制面板15、金属支架16；其中圆柱状加热装置1安装于金属支架16上表面的中央，圆柱状炉膛5设于圆柱状加热装置1的内部，控制面板15安装于金属支架16上表面的一侧；所述的控制面板15通过第一电线13连接第一热电偶6，第一热电偶6由圆柱状炉膛5的顶部插入，其外侧安装有耐高温金属丝布袋2；控制面板15同时通过第二电线14连接第二热电偶12，第二热电偶12设于圆柱状炉膛5内部耐高温金属丝布袋2的外侧。
18.所述的圆柱状炉膛内部5的顶部设有进料口11，进料口11的顶端设有不锈钢法兰
8，不锈钢法兰8通过不锈钢垫圈7及螺栓9密封；第一热电偶6固定于不锈钢法兰8的中心，第一热电偶6的一侧设有气体进口10。
19.所述第一热电偶6的侧面设有不锈钢挂钩4，耐高温金属丝布袋2通过挂耳3挂于不锈钢挂钩4上，用于装填带热解的物料。
20.所述的圆柱状炉膛内部5的底部中心设有出气口19，出气口19的下端连接出气管18，出气管18的底端设有可冷凝气体/液体出口22，可冷凝气体/液体出口22上设有第一阀门23；出气管18的侧壁上设有不可冷凝气体出口24，不可冷凝气体出口24上设有第二阀门25。
21.所述的出气管18的外部被循环冷凝管20包裹，循环冷凝管20的侧壁顶部设有液体进口17，侧壁底部设有液体出口21。
22.所述的金属支架16底部的4个角落设有万向轮26，便于工作人员移动整个热解炉设备。
23.本实用新型的工作过程具体如下：
24.1）首先称取适量的物料置于耐高温金属丝布袋2中，将耐高温金属丝布袋2通过挂耳3挂于不锈钢挂钩4上，此时第一热电偶6插入物料中，再将其缓慢放入圆柱状炉膛5内，垫上不锈钢垫圈7后通过旋紧螺栓9将不锈钢法兰8与进料口11密合；
25.2）关闭第一阀门23，打开第二阀门25，再在气体进口10通入n2或其他惰性气体，采用排水法检查其密封性并排除炉膛内的空气；
26.3）气密性检查好后启动电源，再打开第一阀门23，通过液体进口17接入外部循环水或循环乙醇作为冷凝液，使循环冷凝管20中充满冷凝液；
27.4）通过控制面板15设置实验程序，通过圆柱状加热装置1使圆柱状炉膛5升温，并在设置的温度下保温一定时间即热解时间后结束实验；
28.5）等待圆柱状炉膛5冷却至室温，关闭电源后取出耐高温金属丝布袋2中的固体产品，可冷凝气体通过可冷凝气体/液体出口22排除，不可冷凝气体通过不可冷凝气体出口24排除；整个实验过程中圆柱状炉膛5内部温度及物料热解温度分别被第二热电偶12和第一热电偶6实时在线监测。
29.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非以此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。