[發明專利]一種高溫熱解實驗系統及其方法

有效

• 申請號: 201410063585.1
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103805217A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王肇嘉;李春萍;劉宗武;楊飛華;何光明;蔡文濤;黃樂
• 申請（專利權）人: 北京建筑材料科學研究總院有限公司;北京金泰集團有限公司機械分公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B57/00;B09B3/00
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;王敬智

1.一種高溫熱解實驗系統，包括加熱分解裝置、氣體收集處理系統以及實現加熱分解裝置控制和氣體收集處理系統氣體處理的電氣控制系統，其特征在于：所述加熱分解裝置包括熱解爐，所述熱解爐包括一個與保護氣源連接并預充保護氣體升溫的爐體，所述爐體連接一個當爐體內溫度上升到設定溫度之后向爐體內送入實驗物料的儲料倉，實驗物料通過高溫產生的熱解氣體由與爐體連接的氣體管路輸送至所述氣體收集處理系統，所述爐體的一端為出料口，所述出料口設置有可開閉的第一密封裝置，所述爐體的另一端為進料口，所述進料口與所述儲料倉一端密封連通，所述儲料倉內放置有裝實驗物料的料舟，所述儲料倉另一端設置有密封導孔，所述儲料倉另一端外側設置有將料舟從儲料倉推入到爐體內的推進裝置，所述推進裝置有一個進料推桿，所述進料推桿的端頭從所述密封導孔伸入到所述儲料倉內與料舟連接。

2.根據權利要求1所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述熱解爐包括箱體，所述箱體貫穿有橫置作為爐體的圓筒形耐熱鋼爐管；所述箱體內位于所述爐管前后兩側沿軸線方向分布有豎直放置的硅碳棒加熱系統；所述箱體內填充有用于隔熱、固定爐管和硅碳棒加熱系統的保溫材料；所述爐管伸出箱體兩端的周向分別設置環形冷卻水套，所述冷卻水套與所述爐管制作為一體，所述爐管外側和氣體輸出端分別設有熱電偶。

3.根據權利要求1所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述料舟由橫置的耐熱鋼筒制成，所述鋼筒的圓柱面上側開有加料口，加料口處裝有提梁，所述鋼筒的兩端分別依次密封固定有隔熱材料和護板，所述料舟的容積不小于10升，所述料舟兩端的外側分別放置有隔熱塊，當料舟置于爐管內工作位置時，所述隔熱塊被置于爐管兩端環形冷卻水套處，以保證爐管兩端處于低溫狀態。

4.根據權利要求1所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述推進裝置的進料推桿為螺桿，所述推進裝置包括設置在所述儲料倉另一端外側的電動機、由電動機驅動的減速器和由減速器驅動的推力螺套，螺套套住螺桿，沿所述螺桿長度方向前后分別設置有限定螺桿和料舟移動位置的行程開關。

5.根據權利要求1至4之一所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述箱體內設置有保護氣體預熱裝置，所述保護氣體預熱裝置為盤繞在所述爐管外至少一圈的耐熱鋼管，所述耐熱鋼管的一端與保護氣體源連通，另一端與所述爐管的保護氣體輸入端連通。

6.根據權利要求5所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述氣體收集處理系統包括依次串聯的旋風分離器、風冷卻器、三級水冷卻器、金屬網過濾器和廢氣燃燒器；三個水冷卻器相互串聯連接構成三級水冷卻器，所述旋風分離器的入口通過氣管連接爐體用于分離熱解氣體中的固體顆粒，旋風分離器的出口連接風冷卻器入口；風冷卻器的出口連接三級水冷卻器的第一級水冷卻器入口；第三級水冷卻器出口串聯有金屬網過濾器；金屬網過濾器的出口分為兩路，一路連接氣體分析儀器，另一路連接廢氣燃燒器；所述廢氣燃燒器用于將處理后的熱解氣體焚燒后排放；在所述旋風分離器、風冷卻器、三個水冷卻器的進口和廢氣燃燒器內分別設置有熱電偶，所述水冷卻器包括冷卻水箱和U形翅片管，所述U形翅片管置于所述冷卻水箱內，所述U形翅片管的底部連通有密封的集液器，所述水冷卻器與冷卻水源連接的冷卻水管路中設置有與熱電偶配合控制所述水冷卻器冷卻溫度的電磁閥。

7.根據權利要求1所述的高溫熱解實驗系統，其特征在于：所述電氣控制系統包括PLC可編程控制器、觸摸屏、熱電偶和執行元件，PLC可編程控制器的信號輸入電路分別連接熱解爐、氣體收集處理裝置的熱電偶及觸摸屏，PLC可編程控制器的控制輸出電路通過執行元件連接熱解爐和氣體收集處理裝置的電加熱棒、水冷閥門和氣體控制元件；觸摸屏用于設置各類工藝參數、控制實驗全過程的人機對話、模擬顯示工作狀態和氣體實時流量、各監控部位的實時溫度和溫度曲線。