[發明專利]一種用于教學實驗的廢棄物熱解一體化實驗裝置

有效

• 申請號: 201310626625.4
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103700302A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 黃菊文;李光明;賀文智;盛力;施鼎方;徐偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G09B23/24
• 分類號: G09B23/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及用于廢棄物熱解資源化相關課程實驗教學技術領域，尤其是涉及一種用于教學實驗的廢棄物熱解一體化實驗裝置。

背景技術

環境科學與工程學科隨著科學技術的進步與發展，其內涵和外延得到了不斷的擴展，對培養高素質環境人才所必需的實驗教學提出了更高的要求。為此，在保持傳統實驗教學優勢和作用的同時，根據環境學科發展需要，積極探索建立與學科發展水平相一致的、適合于本科生實驗的教學項目，使傳統實驗教學與學科發展需求有機結合，達到相互補充，實現最佳結合。

電子廢棄物是一種新型廢棄物，近年來，為世界上增長速度最快的固體廢棄物，其增長速度是普通固體廢棄物的3?倍，它具有環境危害性和資源再生利用價值等特點，電子廢棄物處理與資源化利用已成為當前研究的熱點與重點。但目前，國內高校在本科生中僅開設以生活垃圾為主的固體廢棄物實驗，電子廢棄物處理與資源化實驗教學尚處于探索階段，尤其以電子廢棄物非金屬粉末熱解資源化的教學實驗尚未見報道。本實驗教學裝置的成功研發，不僅體現著學科前沿發展與解決實際環境問題的特色，注重實驗項目創新性以及實際應用意義，而且進一步完善了本科生固體廢棄物實驗內容，成為實驗教學層次水平提升與創新的重要內容。該實驗裝置滿足了本科學生實驗需求，具有復套數強、操作簡便、價格合理，實驗教學效果好等特點。同時有效地解決了工程或科研用裝置系統復雜、體積大，造價高，學生只能開展參觀或演示實驗的不足，提高了學生實驗效果。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種教學用廢棄物熱解一體化實驗裝置，可適用于電子廢棄物及其他有機高分子物料熱解實驗，實驗裝置結構簡單、操作方便，易于拆卸、密封性能好，能滿足環境、化工等相關專業的大學生實驗教學需求。

為了達到上述目的，本發明的解決方案是：

本發明提出的一種用于教學實驗的廢棄物熱解一體化實驗裝置，由料槽2、熱解反應器3、彎頭5、氣液收集器6、冷凝器7、氣液輸送管8、氣液分離器9、接油杯10和廢氣排氣管11組成，其特征在于：熱解反應器3水平放置，冷凝器7垂直放置，熱解反應器3內設有熱電偶，熱解反應器3一端連接進氣管1，另一端與彎頭5相連，熱解反應器3內部中央設置加料用料槽2，彎頭5與冷凝器7上端相連，冷凝器7上端內部設置圓弧形氣液收集器6，冷凝器7內設有斜管8，斜管8與水平面傾斜角度為75-80°，氣液收集器6的出口對準斜管8，氣液分離器9呈倒圓臺形，位于冷凝器7下方，氣液分離器9另一端連接接油杯10。

本發明中，熱解反應器3與彎頭5通過密封圈和快開卡套連接，彎頭5與冷凝器7通過密封圈和快開卡套連接；氣液分離器9與接油杯10通過密封圈和快開卡套連接。

本發明中，所述斜管8為熱解氣液輸送管，若干根斜管8平行布置，均勻分布于冷凝器7內，斜管8根數為2-5根，。

本發明中，所述冷凝器7內設置有一熱解廢氣排放管11，其一端與氣液分離器9相連，另一端通過冷凝器內壁引出并經2組酸性液體吸收裝置吸收后排放。

本發明中，冷凝器7內冷凝水通過泵循環。

本發明中，所述裝置使用時，將熱解反應器3放置于加熱裝置13內，進氣管1與氮氣瓶相連，加熱裝置13與溫度程序控制器12相連。

本發明中，所述加熱裝置內的加熱元件采用硅碳棒，加熱溫度最高為1100℃，雙層殼體結構，爐膛采用氧化鋁多晶體纖維材料，具有溫場均衡、表面溫度低等特點。

本發明中，所述溫度程序控制器12采用10段程序控溫系統，移相觸發、可控硅控制。

由于采用了上述技術方案，本發明具有以下有益效果：

1、與通常的管式熱解裝置相比，本教學用熱解一體化實驗裝置具有結構簡單、拆卸方便、溫場均勻、表面溫度低、體積小等特點。熱解反應器不僅增大了對物料的加熱表面，而且與管壁加熱形成協同效應，強化了傳熱效果，有效解決了由于加熱不均勻帶來的熱解反應不完全和副產物較多的問題。

2、熱解反應器與垂直的冷凝器用相同管徑的彎頭相連接，并采用氟橡膠O型密封圈、卡通式快開卡套連接。對快開卡套按氣體流向，在流出端增加止口，能有效阻止粘稠熱解反應產物與接口部位的接觸，有效防止熱解產物在密封連接部位的凝固和淤積而導致上端蓋不易開啟的問題；此外，每個接口處均用卡通式快開卡套連接，易于每個部件拆卸、清洗。

3、冷凝器下端與儲油杯采用卡通式快開接通連接，且冷凝器下端內壁采用倒圓臺型結構，以保證液態熱解油流入儲油杯中（玻璃杯），不使熱解油在接頭處滯留粘結。

附圖說明