专利名称：一种用于实验室的冷凝器的制作方法
技术领域：
本实用新型设计了一种煤粉、生物质和固体废弃热工技术研究时的实验装置，可用于实验室的冷凝器，涉及煤、生物质和固体废弃物等可燃原料燃烧、热解和气化等热工技术研究研究领域。
背景技术：
目前，出于环境污染、能源高效利用方面的考虑，基于煤、生物质、可燃固体废弃物等可燃原料的热解、气化等热处理方式已经得到了广泛研究。生物质、生活垃圾热解制取焦油，煤、生物质和生活垃圾气化制取高值气体是当前的研究热点。在以上热处理方式的研究中，焦油的冷凝和收集是一个关键的问题。传统的焦油冷凝方式是用冷阱或将含有有机溶剂的吸收瓶进行冷凝，这主要有存在几个问题(1)传统的冷凝系统为了有效的冷凝吸收焦油，通常在冷阱或吸收瓶中添加一定量的有机溶剂， 在冷阱或吸收瓶外布置冰水混合物辅助冷却。在进行实验时将热解气或气化气通入冷阱或吸收瓶，利用有机溶剂吸收焦油，实验结束后利用蒸馏等方式将有机溶剂与焦油分离开， 而蒸馏通常会耗费很长时间；(2)在使用流化床等需要连续给粉的反应器进行实验时，由于焦油量较大而单个的冷阱或吸收瓶冷却效果不佳，往往需要将几个吸收瓶进行联用，这样通常会占用比较大的空间并且会使整个实验系统的气密性降低；(3)传统的实验室冷凝器重复利用效果差。因为在传统冷凝系统中气体通常要流经较细、较长的管路，气体不断冷凝，因此焦油会不可避免的附着在这些细长的管路中，而这些管路清洗困难，对实验精确度有显著影响，重复利用效果较差。另外，在煤、生物质和固体废弃物等可燃原料的燃烧、热解和气化等热工技术研究领域，气体蒸发收集冷凝后的液体是一种常见的实验手段，提高冷凝效率对实验精度等有重要的影响。因此，开发一种具有高效冷凝效率、便于清洗和密封良好的实验室用冷凝器有重要的意义。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于实验室的冷凝器，该冷凝器结构设计合理， 可提高冷凝器的冷凝效率，有利于焦油的冷却、收集；同时，密封问题也得到改善；分离焦油、清洗冷凝器的过程也更简单、易于操作。本实用新型提供的一种用于实验室的冷凝器，其特征在于它包括内层套筒、冷却介质注入管和外层套筒；内层套筒上开有一个进气口、一个出气口、至少一个溢流孔，内层套筒的外壁加工成螺旋形；外层套筒上开有倾倒槽和至少两个泄水栓，泄水栓中至少有一个位于套筒外壁顶部，一个位于底部；外层套筒设有夹层，夹层内填充冷却介质，冷却介质注入管位于内层套筒内，并且接底部、且与外层套筒的夹层连通，外层套筒内壁加工成螺旋形。作为上述技术方案的改进，内层套筒和外层套筒之间的空隙处填充有聚四氟乙烯螺旋屑；内、外层套筒的连接处采用磨砂口进行装配。具体而言，本实用新型具有以下技术特点1.由于冷凝效果突出，本冷凝器在冷凝过程中不需要加入有机溶剂辅助冷凝吸收焦油，只需在实验结束后用少量有机溶剂将冷凝器中的焦油溶解、蒸馏分离，缩短了实验时间；2.由于本冷凝器冷却效率高，实验中减少了冷凝器的使用数量，使实验系统气密性更好，同时节省了空间；3.由于本冷凝器采用套筒式结构，避免了难以简便清洗的细长管路，重复利用效果好。本实用新型可用于煤、生物质、固体废弃物等可燃原料的燃烧、热解和气化等热工技术研究。
图1为本实用新型装置提供的结构示意图。图2为本实用新型装置提供的外层套筒结构示意图。图3为本实用新型装置提供的内层套筒结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示，本实用新型提供的冷凝器采用便于清洗装拆的套筒式结构，它包括内层套筒3、冷却介质注入管5和外层套筒8。内层套筒3上开有一个进气口 2、一个出气口 6、至少一个溢流孔4，内层套筒3的外壁加工成螺旋形，螺旋形结构可以大大增大换热面积，加强冷凝效果。外层套筒8上开有倾倒槽1和至少两个泄水栓，至少有一个泄水栓7位于套筒外壁顶部，一个泄水栓9位于底部。外层套筒设有夹层，夹层内填充冷却介质，冷却介质注入管位于内层套筒3内，并且接底部与外层套筒8的夹层连通，外层套筒8内壁加工成螺旋形，以增大换热面积。内、外层套筒的连接处采用磨砂口进行装配，可以保证系统的气密性。 内、外层套筒间的空隙填充聚四氟乙烯螺旋屑，目的是增加凝结核，提高冷凝效率。冷却介质(如液氮、冰水等)通过冷却介质注入管1注入外层套管8并填充满外层套筒夹层及冷却介质注入管1。实验时，泄水栓7和9两个孔的轴线垂直布置，实验结束后，将泄水栓9旋转90°，使两个孔的轴线重合以排出冷却介质。热解气或气化气从进气口 2进入冷凝器，然后从内层套筒3与外层套筒8底部的间隙进入外层套筒8。气体与内外层套筒间填充的聚四氟乙烯螺旋屑充分接触，聚四氟乙烯螺旋屑提供更大的冷却界面，同时内外层套筒上的螺纹表面大大增加了换热面积，有效的增强了换热效率。当焦油液面高过内外层套筒底端间隙时，气体可以从溢流孔4进入外层套筒，从而进入到下一级冷凝器。实验结束后，将少量有机溶剂倒入外层套筒，然后将内、外层套筒连接好，震荡冷凝器使焦油充分溶于有机溶剂，最后将溶有焦油的有机溶剂倒出、蒸馏分离。外层套筒顶部设计有倾倒槽，方便有机溶剂转移。 以上所述为本实用新型的实施例，但本实用新型不局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种用于实验室的冷凝器，其特征在于它包括内层套筒、冷却介质注入管和外层套筒；内层套筒上开有一个进气口、一个出气口、至少一个溢流孔，内层套筒的外壁加工成螺旋形；外层套筒上开有倾倒槽和至少两个泄水栓，泄水栓中至少有一个位于套筒外壁顶部， 一个位于底部；外层套筒设有夹层，夹层内填充冷却介质，冷却介质注入管位于内层套筒内，并且接底部、且与外层套筒的夹层连通，外层套筒内壁加工成螺旋形。
2.根据权利要求1所述的一种用于实验室的冷凝器，其特征在于内层套筒和外层套筒之间的空隙处填充有聚四氟乙烯螺旋屑。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于实验室的冷凝器，其特征在于内、外层套筒的连接处采用磨砂口进行装配。
专利摘要本实用新型涉及一种用于实验室的冷凝器，可用于煤、生物质、固体废弃物等可燃原料的燃烧、热解和气化等热工技术研究研究。冷凝器包括冷却介质注入管、进气口、内层套筒、溢流孔、出气口、泄水栓、外层套筒、泄水栓，倾倒槽。冷凝器采用套筒式结构，便于设备的清洗和焦油的收集；内外层套筒均加工有螺纹，提高了冷凝器的换热效果；外层套筒设有夹层，内填冷却介质，加强了冷凝器的冷凝能力；内外层套筒间填充有聚四氟乙烯螺旋屑，其作用是增加凝结核，进一步促进焦油的冷凝；内、外层套筒采用磨砂接口相连，可以提高气密性。整个冷凝器可以有效地提高焦油的冷凝效率。
文档编号C10K1/04GK202322760SQ20112046157
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月20日 优先权日2011年11月20日
发明者万旦, 乔瑜, 刘帅, 姚明志, 徐静颖, 杨真乐, 桂本 申请人:华中科技大学