[发明专利]一种用于教学实验的废弃物热解一体化实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于废弃物热解资源化相关课程实验教学技术领域，尤其是涉及一种用于教学实验的废弃物热解一体化实验装置。

背景技术

环境科学与工程学科随着科学技术的进步与发展，其内涵和外延得到了不断的扩展，对培养高素质环境人才所必需的实验教学提出了更高的要求。为此，在保持传统实验教学优势和作用的同时，根据环境学科发展需要，积极探索建立与学科发展水平相一致的、适合于本科生实验的教学项目，使传统实验教学与学科发展需求有机结合，达到相互补充，实现最佳结合。

电子废弃物是一种新型废弃物，近年来，为世界上增长速度最快的固体废弃物，其增长速度是普通固体废弃物的3 倍，它具有环境危害性和资源再生利用价值等特点，电子废弃物处理与资源化利用已成为当前研究的热点与重点。但目前，国内高校在本科生中仅开设以生活垃圾为主的固体废弃物实验，电子废弃物处理与资源化实验教学尚处于探索阶段，尤其以电子废弃物非金属粉末热解资源化的教学实验尚未见报道。本实验教学装置的成功研发，不仅体现着学科前沿发展与解决实际环境问题的特色，注重实验项目创新性以及实际应用意义，而且进一步完善了本科生固体废弃物实验内容，成为实验教学层次水平提升与创新的重要内容。该实验装置满足了本科学生实验需求，具有复套数强、操作简便、价格合理，实验教学效果好等特点。同时有效地解决了工程或科研用装置系统复杂、体积大，造价高，学生只能开展参观或演示实验的不足，提高了学生实验效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种教学用废弃物热解一体化实验装置，可适用于电子废弃物及其他有机高分子物料热解实验，实验装置结构简单、操作方便，易于拆卸、密封性能好，能满足环境、化工等相关专业的大学生实验教学需求。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

本发明提出的一种用于教学实验的废弃物热解一体化实验装置，由料槽2、热解反应器3、弯头5、气液收集器6、冷凝器7、气液输送管8、气液分离器9、接油杯10和废气排气管11组成，其特征在于：热解反应器3水平放置，冷凝器7垂直放置，热解反应器3内设有热电偶，热解反应器3一端连接进气管1，另一端与弯头5相连，热解反应器3内部中央设置加料用料槽2，弯头5与冷凝器7上端相连，冷凝器7上端内部设置圆弧形气液收集器6，冷凝器7内设有斜管8，斜管8与水平面倾斜角度为75-80°，气液收集器6的出口对准斜管8，气液分离器9呈倒圆台形，位于冷凝器7下方，气液分离器9另一端连接接油杯10。

本发明中，热解反应器3与弯头5通过密封圈和快开卡套连接，弯头5与冷凝器7通过密封圈和快开卡套连接；气液分离器9与接油杯10通过密封圈和快开卡套连接。

本发明中，所述斜管8为热解气液输送管，若干根斜管8平行布置，均匀分布于冷凝器7内，斜管8根数为2-5根，。

本发明中，所述冷凝器7内设置有一热解废气排放管11，其一端与气液分离器9相连，另一端通过冷凝器内壁引出并经2组酸性液体吸收装置吸收后排放。

本发明中，冷凝器7内冷凝水通过泵循环。

本发明中，所述装置使用时，将热解反应器3放置于加热装置13内，进气管1与氮气瓶相连，加热装置13与温度程序控制器12相连。

本发明中，所述加热装置内的加热元件采用硅碳棒，加热温度最高为1100℃，双层壳体结构，炉膛采用氧化铝多晶体纤维材料，具有温场均衡、表面温度低等特点。

本发明中，所述温度程序控制器12采用10段程序控温系统，移相触发、可控硅控制。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、与通常的管式热解装置相比，本教学用热解一体化实验装置具有结构简单、拆卸方便、温场均匀、表面温度低、体积小等特点。热解反应器不仅增大了对物料的加热表面，而且与管壁加热形成协同效应，强化了传热效果，有效解决了由于加热不均匀带来的热解反应不完全和副产物较多的问题。

2、热解反应器与垂直的冷凝器用相同管径的弯头相连接，并采用氟橡胶O型密封圈、卡通式快开卡套连接。对快开卡套按气体流向，在流出端增加止口，能有效阻止粘稠热解反应产物与接口部位的接触，有效防止热解产物在密封连接部位的凝固和淤积而导致上端盖不易开启的问题；此外，每个接口处均用卡通式快开卡套连接，易于每个部件拆卸、清洗。

3、冷凝器下端与储油杯采用卡通式快开接通连接，且冷凝器下端内壁采用倒圆台型结构，以保证液态热解油流入储油杯中（玻璃杯），不使热解油在接头处滞留粘结。

附图说明