[发明专利]一种高温热解实验系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物处置领域，特别是涉及一种高温热解实验系统及其方法，是针对高热解温度、大实验物料量、多级降温处理和自动程序控制的热解实验应用系统和方法。

背景技术

高温热解技术是在近几年研究开发出来的一种垃圾处理新技术。90年代初，国外科学家研究发现垃圾焚烧过程中会产生对人体极其有害的致癌物—二恶英。因此，西方发达国家在研究治理焚烧产生的二次污染的同时，投巨资开发研究新的垃圾处理技术。垃圾热解技术被各国环保专家普遍看好，认为这是垃圾处理无害化、减量化和资源化的一条新路。发达国家投入大量的人力物力进行研究开发，并取得可喜的成果。

热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳；液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。固态的主要是焦炭和炭黑。

热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。热解的实质是加热有机分子使之裂解成小分子析出的过程，它包含了许多复杂的物理化学过程。

热分解过程由于供热方式、产品形态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异，按热解温度不同，1000℃以上称为高温热解，600-700℃称为中温热解， 600℃以下称为低温热解。

为了有针对性的研究垃圾热解技术，必须搭建适用的热解实验装置。

公告号为CN 202717755U的的专利提出了“一种固废衍生燃料热解实验装置”，该装置用于热解实验具有以下几种缺陷：1、该系统中热解装置的容积仅有1升，无法满足一次热解5千克以上物料的二恶英检测规则的要求。2、由于这种装置在工作时连续供料、连续出料，所以很难做到良好密封，热解温度难以均匀地提高，更难以稳定。如果将热解装置的进口和出口密封又无法供料。3、供料通道较狭窄，堵料问题难以解决。4、该系统热解加热温度无法达到800℃，无法满足高温热解的实验需要。因此，该热解装置的整体结构不能满足实验数据的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高温热解实验系统及其方法，该高温热解实验方法可以在密封状态下将冷态的不少于5千克（约10升）的实验物料（如衍生燃料RDF）送入达到预定温度的热解炉内，并对高温热解产生的气体进行固、液分离，同时使热解气体温度降至室温用于分析实验。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

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，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。

进一步是，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。

进一步是，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。

进一步是，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。