一种下炉体可上下移动的干馏装置及其干馏方法
【专利摘要】本发明提出一种下炉体可上下移动的干馏装置，包括惰性气体冷却箱、高温干馏炉本体。惰性气体冷却箱包括箱门、惰性气体入口、惰性气体出口；高温干馏炉本体包括上炉体、隔热装置和下炉体。本发明提出一种干馏方法，包括：放置物料，设置多个测料温的热电偶；将整个箱体中的空气用惰性气体置换；关闭所述隔热装置，隔热保温炉膛升温；到预定温度将下炉体连同料仓与上炉体连接，开始干馏；干馏结束后，将所述惰性气体冷却箱内设定为惰性气体气氛，将所述下炉体连同料仓下移，然后关闭所述隔热装置；待物料温度降到所需值后，取出物料进行分析。应用本发明能够模拟工业装置干馏条件，可以考察温度和时间等对干馏结果的影响。
【专利说明】
一种下炉体可上下移动的干馏装置及其干馏方法
技术领域
[0001]本发明属于化工技术领域，特别是涉及一种下炉体可上下移动的干馏装置及其干馏方法。
【背景技术】
[0002]干馏技术是将物料在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭(或半焦)、焦油、干馏气等产物的过程，已被普遍用于常规资源利用和开发、垃圾处理以及生物能源的开发。其中，干馏条件(干馏温度、干馏时间、加热方式、料层厚度等)对干馏产物及干馏过程的影响较大，需要大量的基础实验来考察验证，以为煤干馏技术的工业化提供充分的数据支持。
[0003]但是，目前实验室采用的干馏装置多为管式干馏炉和箱式干馏炉。管式干馏炉的加热方式为四周加热，且可考察的物料量较少，与目前工业化装置的差别较大，无法考察加热方式及料层厚度的影响；而箱式干馏炉多为间歇式操作，即物料在冷态下加入密闭干馏装置随炉升温，反应结束后，因为煤在高温下接触氧气易燃烧，只能继续放置在密闭干馏炉内随炉冷却后出料。因为在升温及降温的过程中，煤均可发生干馏，因此无法考察温度和时间对干馏结果的影响。
[0004]由于实验室采用的干馏装置现有技术存在诸多不足，因此如何改进实验室采用的干馏装置，使之能够实现物料在设定炉温下进出料、避免半焦等高温下接触氧气燃烧等，成为人们亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术的不足，尽可能的模拟工业化装置的干馏条件，需要设计能够满足要求的基础实验装置。本发明提出一种下炉体可上下移动的干馏装置及其干馏方法，能够模拟蓄热式旋转床工业装置干馏条件，可以考察温度和时间等干馏条件对干馏结果的影响。
[0006]本发明提出一种下炉体可上下移动的干馏装置，包括惰性气体冷却箱、高温干馏炉本体；
[0007]所述惰性气体冷却箱包括箱门、惰性气体入口、惰性气体出口；
[0008]所述高温干馏炉本体包括上炉体、隔热装置和下炉体；
[0009]所述上炉体包括炉体外壳、隔热保温炉膛、加热装置、干馏油气出口；
[0010]所述下炉体包括料仓、密封装置、联结机构、升降机；
[0011 ]所述下炉体为可移动炉体，通过联结机构与上炉体连接；
[0012]所述隔热装置设置于上炉体与下炉体之间，所述隔热装置用于阻止所述隔热保温炉膛中的高温辐射到所述下炉体；
[0013]所述上炉体隔热保温炉膛设置下开口，所述下炉体的料仓设置上开口；所述上开口与所述下开口形状一致，所述料仓所述隔热保温炉膛闭合时，所述上开口与所述下开口相配合，在所述料仓与所述隔热保温炉膛之间形成密封空间；
[0014]所述料仓与所述升降机相连，所述升降机带动所述料仓与所述隔热保温炉膛闭合或分离。
[0015]进一步地，包括炉温监测装置；
[0016]所述炉温监测装置包括炉膛热电偶入口、测炉温热电偶接触点、炉温热电偶接线柱、炉温外置控温系统；
[0017]所述炉膛热电偶入口设置在所述上炉体的炉顶；
[0018]所述测炉温热电偶接触点为一个或多个；
[0019 ]所述测炉温热电偶接触点与所述炉温热电偶接线柱电性相连；
[0020]所述炉温热电偶接线柱与所述炉温外置控温系统电性相连。
[0021 ]进一步地，包括料温监测装置；
[0022]所述料温监测装置包括料温监测热电偶接线柱、测料温热电偶上接触点、测料温热电偶中接触点、测料温热电偶下接触点、料温外置控温系统；
[0023]所述测料温热电偶上接触点设置在所述的料仓上部，所述测料温热电偶中接触点设置在所述料仓的中部，所述测料温热电偶下接触点设置在所述料仓的下部；
[0024]所述测料温热电偶上接触点、测料温热电偶中接触点、测料温热电偶下接触点与所述料温监测接线柱电性连接；
[0025]所述料温监测接线柱与所述料温外置控温系统电性相连。
[0026]进一步地，所述联结机构是滚珠丝杠。
[0027]进一步地，所述隔热装置是中间隔热层;所述中间隔热层包括隔热挡火板、丝杆滑道、挡火板推进机；
[0028]所述隔热挡火板安置在所述丝杆滑道上，在所述挡火板推进机的牵引下移动；
[0029]所述隔热挡火板，主要是隔绝所述隔热保温炉膛的热量传到所述氮气冷却箱下部;所述挡火板推进机的作用是为所述隔热挡火板的移动提供动力;所述丝杆滑道为所述隔热挡火板提供移动轨道。
[0030]进一步地，所述加热装置采用硅碳棒或硅钼棒;所述加热棒设置在所述隔热保温炉膛炉顶上，垂直于所述炉顶排列。
[0031]进一步地，所述密封装置是水封槽。
[0032]本发明还提出一种应用所述的下炉体可上下移动的干馏装置进行干馏的方法，包括以下步骤:
[0033]根据实验条件将干馏实验物料置入所述料仓;同时将测料温的热电偶分别插入料仓的相应接触点上；
[0034]将整个箱体中的空气用惰性气体置换；
[0035]关闭所述隔热装置，启动所述隔热保温炉膛升温程序；
[0036]待所述隔热保温炉膛温度到指定温度后，打开所述隔热装置，将所述下炉体携带料仓上移与所述上炉体连接，开始干馏，并从干馏油气出口的油气分离系统末端收集干馏油气；
[0037]干馏结束后，将所述惰性气体冷却箱内设定为惰性气体气氛，将所述下炉体连同所述料仓下移，然后关闭所述隔热装置；
[0038]待物料温度降到所需值后，取出物料进行分析。
[0039]进一步地，所述惰性气体为氮气。
[0040]进一步地，所述加热棒干馏时的加热温度为400°C-1600°C。
[0041]应用本发明，可实现如下有益效果:
[0042](I)采用上辐射加热的方式，可以尽可能的模拟工业化装置的加热条件，考察物料厚度及距离辐射管距离等导致的干馏差异。
[0043](2)能够实现物料在设定炉温下进料，设定炉温下出料，可以严格的考察干馏时间对干馏的影响。
[0044](3)能够随时监测不同料层高度的物料的温度，可以严格考察干馏温度对干馏产物及干馏过程的影响。
[0045](4)进出料过程中保持惰性气体保护或系统密闭，避免干馏产物在高温下接触氧气燃烧。
【附图说明】
[0046]图1是本发明实施例的一种下炉体可上下移动的干馏装置的结构示意图。
[0047]附图中的附图标记如下:
[0048]1、氮气冷却箱
[0049]101、箱门；102、氮气入口；103、氮气出口;
[0050]2、高温干馏炉本体[0051 ]21、上炉体
[0052]211、炉体外壳;212、隔热保温炉膛;213、炉盖;214、加热棒；
[0053]215、炉膛热电偶入口 ；216、干馏油气出口；
[0054]22、中间隔热层
[0055]221、隔热挡火板;222、丝杆滑道;223、挡火板推进机；
[0056]23、下炉体
[0057]231、料仓;232、料温监测热电偶;233、料温监测热电偶接线柱；
[0058]234、水封槽;235、滚珠丝杠;236、升降机。
【具体实施方式】
[0059]下面结合附图具体说明本发明的实施方式。
[0060]如图1所示，是本发明实施例的一种下炉体可上下移动的干馏装置的结构示意图，图中包括氮气冷却箱I和高温干馏炉本体2。
[0061 ]如图1，氮气冷却箱I设有箱门101以及氮气入口 102和氮气出口 103。氮气冷却箱I的作用将箱体中的气氛置换为氮气气氛，也可为其他惰性气体气氛，进出料过程中保持惰性气体保护，避免干馏产物在高温下接触氧气燃烧。
[0062]从图1可见，高温干馏炉本体2包括上炉体21、中间隔热层22和下炉体23。上炉体21固定设置在氮气冷却箱I内的上部;下炉体23可移动，位于氮气冷却箱I内的下部。
[0063]见图1，上炉体21包括炉体外壳211，隔热保温炉膛212，炉盖213，加热棒214，炉膛热电偶入口 215以及外置控温系统和干馏油气出口 216。
[0064]如图1所示，中间隔热层22设置于上炉体21与下炉体23之间。中间隔热层22包括隔热挡火板221，丝杆滑道222以及挡火板推进机223。隔热挡火板221主要是为了干馏物料冷却时，阻止隔热保温炉膛212中的高温辐射到下炉体23，有利于干馏物料在快速降温；同时避免下炉体23中的氮气气氛进入高温干馏区，与干馏气混合，造成测量误差。挡火板推进机223可以是电动或气动系统，其作用是为所述隔热挡火板221的移动提供动力。丝杆滑道222是用于隔热挡火板221移动的轨道。
[0065]从图1可见，下炉体23包括料仓231，料温监测热电偶232，料温监测热电偶接线柱233，水封槽234，滚珠丝杠235以及升降机236。下炉体23为可移动炉体，通过滚珠丝杠235与上炉体21连接。水封槽234是冷却密封装置，通过水冷加密封圈密封的方式对上、下炉体闭合时进行完全密封。
[0066]如图1所示，上炉体21的隔热保温炉膛212设置下开口，下炉体23的料仓231设置上开口 ；料仓231的上开口与隔热保温炉膛212的下开口形状一致，当料仓231与隔热保温炉膛212闭合时，料仓231的上开口与隔热保温炉膛212的下开口相配合，在料仓231与隔热保温炉膛212之间形成密封空间，提供了干馏需要的密闭环境。
[0067]见图1，料仓231与升降机236相连，升降机236带动料仓231与隔热保温炉膛212闭合或分离。
[0068]如图1所示，加热棒214可用硅碳棒或硅钼棒;加热棒214在炉顶采用垂直排列的方式。采用上辐射加热的方式，可以尽可能的模拟工业化装置的加热条件，考察物料厚度及距离辐射管距离等导致的干馏差异。
[0069]见图1，炉膛热电偶入口 215设置在上炉体21的炉顶。炉温监测热电偶通过炉膛热电偶入口 215伸入到隔热保温炉膛212内；炉温监测热电偶通过炉温热电偶接线柱(图中未示出)与炉温外置控温系统(图中未示出)电性相连。
[0070]如图1所示，炉温监测热电偶可为一个或多个;例如上炉体可设置三个炉温监测热电偶，分别测定隔热保温炉膛212的上、中、下三个位置的炉膛温度。在料仓231内从上到下依次设有测料温热电偶上接触点(图中未示出)、测料温热电偶中接触点(图中未示出)、测料温热电偶下接触点(图中未示出)三个接触点，料温监测热电偶232分别设置三个接触点上。料温监测接线柱233可设置在下炉体23的下壁上，料温监测热电偶232通过料温监测热电偶接线柱233与料温外置控温系统(图中未示出)相连。
[0071]如图1所示，干馏油气出口216连接油气分离系统(图中未示出)，冷凝后收集干馏油气。
[0072]见图1，上炉体21设置氮气吹扫系统(图中未示出)，同时设置气体分布器(图中未示出)以及气体吹扫口和排气口，保证干馏前后隔热保温炉膛212为无氧环境，避免物料在干馏过程中遇氧燃烧。
[0073]如图1所示，本实施例中，应用上述下炉体可上下移动的干馏装置干馏的方法是:
[0074]根据实验条件将物料置入料仓231;同时将测料温的热电偶分别插入料仓的上、中、下接触点；
[0075]关闭氮气冷却箱I的箱门101，打开氮气充气口阀门102和氮气出气口阀门103，将整个箱体中的空气置换；
[0076]关闭氮气充气口阀门和氮气出气口阀门；在外置控制系统开启挡火板推进机，关闭挡火板，并打开加热开关，设置隔热保温炉膛212升温程序；
[0077]待隔热保温炉膛212温度到指定温度后，打开挡火板，启动下炉体升降机，将下炉体携带料仓上移与上炉体连接，开始干馏，干馏温度可为400°C-16000C，并从与干馏油气出口相连的油气分离系统末端收集干馏油气；
[0078]干馏结束后，打开氮气充气口阀门102和氮气出气口阀门103，保证冷却箱内为氮气气氛，然后启动升降机，将下炉体连同料仓下移，后关闭挡火板，隔绝热量；
[0079]待物料温度降到所需值后，打开箱门，取出物料进行分析。
[0080]需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种下炉体可上下移动的干馏装置，包括惰性气体冷却箱、高温干馏炉本体； 所述惰性气体冷却箱包括箱门、惰性气体入口、惰性气体出口 ； 所述高温干馏炉本体包括上炉体、隔热装置和下炉体； 所述上炉体包括炉体外壳、隔热保温炉膛、加热装置、干馏油气出口； 所述下炉体包括料仓、密封装置、联结机构、升降机； 所述下炉体为可移动炉体，通过联结机构与上炉体连接； 所述隔热装置设置于上炉体与下炉体之间，所述隔热装置用于阻止所述隔热保温炉膛中的高温辐射到所述下炉体； 所述上炉体隔热保温炉膛设置下开口，所述下炉体的料仓设置上开口 ；所述上开口与所述下开口形状一致，所述料仓与所述隔热保温炉膛闭合时，所述上开口与所述下开口相配合，在所述料仓与所述隔热保温炉膛之间形成密封空间； 所述料仓与所述升降机相连，所述升降机带动所述料仓与所述隔热保温炉膛闭合或分离。2.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，包括炉温监测装置； 所述炉温监测装置包括炉膛热电偶入口、测炉温热电偶接触点、炉温热电偶接线柱、炉温外置控温系统； 所述炉膛热电偶入口设置在所述上炉体的炉顶； 所述测炉温热电偶接触点为一个或多个； 所述测炉温热电偶接触点与所述炉温热电偶接线柱电性相连； 所述炉温热电偶接线柱与所述炉温外置控温系统电性相连。3.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，包括料温监测装置； 所述料温监测装置包括料温监测热电偶接线柱、测料温热电偶上接触点、测料温热电偶中接触点、测料温热电偶下接触点、料温外置控温系统； 所述测料温热电偶上接触点设置在所述的料仓上部，所述测料温热电偶中接触点设置在所述料仓的中部，所述测料温热电偶下接触点设置在所述料仓的下部； 所述测料温热电偶上接触点、测料温热电偶中接触点、测料温热电偶下接触点与所述料温监测接线柱电性连接； 所述料温监测接线柱与所述料温外置控温系统电性相连。4.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，所述联结机构是滚珠丝杠。5.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，所述隔热装置是中间隔热层;所述中间隔热层包括隔热挡火板、丝杆滑道、挡火板推进机； 所述隔热挡火板安置在所述丝杆滑道上，在所述挡火板推进机的牵引下移动； 所述隔热挡火板，主要是隔绝所述隔热保温炉膛的热量传到所述氮气冷却箱下部;所述挡火板推进机的作用是为所述隔热挡火板的移动提供动力;所述丝杆滑道为所述隔热挡火板提供移动轨道。6.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，所述加热装置采用硅碳棒或硅钼棒;所述加热棒设置在所述隔热保温炉膛炉顶上，垂直于所述炉顶排列。7.如权利要求1所述的下炉体可上下移动的干馏装置，其特征在于，所述密封装置是水封槽。8.—种用如权利要求1-7之一所述的下炉体可上下移动的干馏装置进行干馏的方法，包括以下步骤: 根据实验条件将干馏实验物料置入所述料仓；同时将测料温的热电偶分别插入料仓的相应接触点上； 将整个箱体中的空气用惰性气体置换； 关闭所述隔热装置，启动所述隔热保温炉膛升温程序； 待所述隔热保温炉膛温度到指定温度后，打开所述隔热装置，将所述下炉体携带料仓上移与所述上炉体连接，开始干馏，并从干馏油气出口的油气分离系统末端收集干馏油气； 干馏结束后，将所述惰性气体冷却箱内设定为惰性气体气氛，将所述下炉体连同所述料仓下移，然后关闭所述隔热装置； 待物料温度降到所需值后，取出物料进行分析。9.如权利要求8所述干馏的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。10.如权利要求8所述干馏的方法，其特征在于，所述加热棒干馏时的加热温度为400cC-1600 cC ο
【文档编号】C10B53/00GK105910451SQ201610421822
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】刘维娜, 丁力, 郭启海, 张顺利, 董宾, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司