[发明专利]一种高温热解实验系统及其方法

权利要求书

1.一种高温热解实验系统，包括加热分解装置、气体收集处理系统以及实现加热分解装置控制和气体收集处理系统气体处理的电气控制系统，其特征在于：所述加热分解装置包括热解炉，所述热解炉包括一个与保护气源连接并预充保护气体升温的炉体，所述炉体连接一个当炉体内温度上升到设定温度之后向炉体内送入实验物料的储料仓，实验物料通过高温产生的热解气体由与炉体连接的气体管路输送至所述气体收集处理系统，所述炉体的一端为出料口，所述出料口设置有可开闭的第一密封装置，所述炉体的另一端为进料口，所述进料口与所述储料仓一端密封连通，所述储料仓内放置有装实验物料的料舟，所述储料仓另一端设置有密封导孔，所述储料仓另一端外侧设置有将料舟从储料仓推入到炉体内的推进装置，所述推进装置有一个进料推杆，所述进料推杆的端头从所述密封导孔伸入到所述储料仓内与料舟连接。

2.根据权利要求1所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述热解炉包括箱体，所述箱体贯穿有横置作为炉体的圆筒形耐热钢炉管；所述箱体内位于所述炉管前后两侧沿轴线方向分布有竖直放置的硅碳棒加热系统；所述箱体内填充有用于隔热、固定炉管和硅碳棒加热系统的保温材料；所述炉管伸出箱体两端的周向分别设置环形冷却水套，所述冷却水套与所述炉管制作为一体，所述炉管外侧和气体输出端分别设有热电偶。

3.根据权利要求1所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述料舟由横置的耐热钢筒制成，所述钢筒的圆柱面上侧开有加料口，加料口处装有提梁，所述钢筒的两端分别依次密封固定有隔热材料和护板，所述料舟的容积不小于10升，所述料舟两端的外侧分别放置有隔热块，当料舟置于炉管内工作位置时，所述隔热块被置于炉管两端环形冷却水套处，以保证炉管两端处于低温状态。

4.根据权利要求1所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述推进装置的进料推杆为螺杆，所述推进装置包括设置在所述储料仓另一端外侧的电动机、由电动机驱动的减速器和由减速器驱动的推力螺套，螺套套住螺杆，沿所述螺杆长度方向前后分别设置有限定螺杆和料舟移动位置的行程开关。

5.根据权利要求1至4之一所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述箱体内设置有保护气体预热装置，所述保护气体预热装置为盘绕在所述炉管外至少一圈的耐热钢管，所述耐热钢管的一端与保护气体源连通，另一端与所述炉管的保护气体输入端连通。

6.根据权利要求5所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述气体收集处理系统包括依次串联的旋风分离器、风冷却器、三级水冷却器、金属网过滤器和废气燃烧器；三个水冷却器相互串联连接构成三级水冷却器，所述旋风分离器的入口通过气管连接炉体用于分离热解气体中的固体颗粒，旋风分离器的出口连接风冷却器入口；风冷却器的出口连接三级水冷却器的第一级水冷却器入口；第三级水冷却器出口串联有金属网过滤器；金属网过滤器的出口分为两路，一路连接气体分析仪器，另一路连接废气燃烧器；所述废气燃烧器用于将处理后的热解气体焚烧后排放；在所述旋风分离器、风冷却器、三个水冷却器的进口和废气燃烧器内分别设置有热电偶，所述水冷却器包括冷却水箱和U形翅片管，所述U形翅片管置于所述冷却水箱内，所述U形翅片管的底部连通有密封的集液器，所述水冷却器与冷却水源连接的冷却水管路中设置有与热电偶配合控制所述水冷却器冷却温度的电磁阀。

7.根据权利要求1所述的高温热解实验系统，其特征在于：所述电气控制系统包括PLC可编程控制器、触摸屏、热电偶和执行元件，PLC可编程控制器的信号输入电路分别连接热解炉、气体收集处理装置的热电偶及触摸屏，PLC可编程控制器的控制输出电路通过执行元件连接热解炉和气体收集处理装置的电加热棒、水冷阀门和气体控制元件；触摸屏用于设置各类工艺参数、控制实验全过程的人机对话、模拟显示工作状态和气体实时流量、各监控部位的实时温度和温度曲线。