一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置的制作方法

本实用新型是一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置，属于农业废弃物资源化转换技术领域。

背景技术：

炭化过程需要在隔绝空气的情况下经行，因此，炭化炉对密封性能具有较高的要求。传统的炭化炉反应一般直接在炉体内，这样就需要密封整个炉体，增加了其密封的难度，且常见的隧道窑式结构中电阻丝难以均匀分布，在冷却时，要么是在炉体内冷却，要么完全离开炉体冷却，这样做往往出现冷却效率低下和操作安全性不高。

技术实现要素：

本实用新型提出的是一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置，其目的在于针对现有技术中存在的密封性能较差、密封难度较高、冷却效率低下和操作安全性不高等缺陷，通过改进结构设计，提出了一种密封性能良好、受热情况均匀、试验效率较高的炭化炉实验装置。

本实用新型的技术解决方案：

一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置，其结构包括保温层1、耐火层2、炉盖18、反应釜19、炉膛20、炉体外壳21，其中，炉盖18通过羊角螺栓固定连接反应釜19上端，炉膛20顶部两端分别设有两组限位套筒4与支架17组合，固定反应釜19于炉膛20中，炉膛20外侧设有耐火层2，耐火层2外侧设有保温层1，保温层1外侧设有炉体外壳21；所述反应釜19口由内而外设有耐火石棉15和石墨盘根14，利用羊角螺栓8压紧密封；所述炉膛20上端设有密封材料，为耐火石棉，反应釜19外周设有环状钢板，利用反应釜19与炉盖18的自重紧压环状钢板与密封材料形成密封层13进行自密封；所述炉盖18最外层为不锈钢，内部填充石棉保温材料16；所述耐火层2和炉膛20为圆筒形构造，耐火层2内侧壁安装有6组电阻丝，电阻丝以环绕形式均匀地布置于炉膛20的壁面上。

本实用新型的有益效果：

1）避免了隧道窑式结构中电阻丝难以均匀分布的弊端，确保炉膛内温度能够均匀分布，并且物料各方向的受热情况较为均匀。

2）可方便准确地实现在不同升温速率下的精确控温，为研究不同升温速率下的生物质炭化效果提供实验条件。

3）利用反应釜与炉盖的自重压紧环状钢板与炉体之间的密封材料进行自密封。

4）环状钢板上侧面设置环形波浪支架，当试验结束进入冷却阶段时，可将反应釜抬起至于支架上，解除炉体密封加速炉体冷却，提高试验效率。

附图说明

附图1是一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置的结构示意图。

附图2是一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置的局部结构放大图。

附图中1是保温层，2是耐火层，3是环形波浪支架，4是限位套筒，5是进气口，6是热电偶，7是出气口，8是羊角螺栓，9是电阻丝，10是把手，11是碳化硅，12是控制台，13是密封层，14是石墨盘根，15是耐火石棉，16是石棉保温材料，17是支架，18是炉盖，19是反应釜，20是炉膛，21是炉体外壳，22是密封环。

具体实施方式

一种自压密封式圆筒炭化炉实验装置，其结构包括保温层1、耐火层2、炉盖18、反应釜19、炉膛20、炉体外壳21，其中，炉盖18通过羊角螺栓固定连接反应釜19上端，炉膛20顶部两端分别设有两组限位套筒4与支架17组合，固定反应釜19于炉膛20中，炉膛20外侧设有耐火层2，耐火层2外侧设有保温层1，保温层1外侧设有炉体外壳21；所述反应釜19口由内而外设有耐火石棉15和石墨盘根14，利用羊角螺栓8压紧密封；所述炉膛20上端设有密封材料，为耐火石棉，反应釜19外周设有环状钢板，利用反应釜19与炉盖18的自重紧压环状钢板与密封材料形成密封层13进行自密封；所述炉盖18最外层为不锈钢，内部填充石棉保温材料16；所述耐火层2和炉膛20为圆筒形构造，耐火层2内侧壁安装有6组电阻丝，电阻丝以环绕形式均匀地布置于炉膛20的壁面上。

所述炉膛20底部连接有4个热电偶6。

所述环状钢板上侧面设有环形波浪支架3，炉膛20通过环形波浪支架3悬空固定在反应釜19内。

所述炉盖18底部填有一层碳化硅11。

所述炉盖18两侧焊接有把手10，同时在对应位置焊接有4个羊角螺栓扣板，利用羊角螺栓8将反应釜19与炉盖18压紧密封。

所述炉盖18与6个热电偶6相连接，其中3根热电偶6伸入反应釜19下部，另外3根热电偶设于反应釜19上部。

所述炉盖18上设有进气管5和出气管7，进气管5、出气管7与炉盖18连接处分别设有密封环22防止漏气，进气管5底部出口位于反应釜19内下部，出气管7底部出口位于反应釜内上端。

所述进气管5和出气管7上分别设有一个气路开关。

下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步说明。

对照附图1，实验装置最内侧的耐火层2内安装6组电阻丝9，可利用单组或多组电阻丝9通电或断电来实现不同升温速率与炉温的精确控制；炉膛20上方设置限位套筒4与支架17组合，防止反应釜19直接接触炉壁；炉膛20周围与反应釜19可用环形波浪支架3悬空，用于加快炉体的降温速度；耐火层2外设置保温层1，有利于炉体升温与保温,减少散热损失与能耗，并大大降低炉体最外侧温度以免烫伤操作人员；保温层1外设置炉体外壳21，保护保温层1不会受到外力破坏并防止保温层1因吸收水分而失效,同时支撑炉体；炉膛20底部与4个热电偶6相连接，用于精确测量炉膛20壁面与反应釜19之间的空气温度，温控装置根据这一温度调整加热功率，准确控制炉膛20温度；上述炉盖18最外层用不锈钢制成，内部填充石棉保温材料16防止反应釜19经由炉盖18散热造成温度上下不均。炉盖18部分伸入反应釜19内部，因此在炉盖18底部填入一层碳化硅11提高其耐火性。炉盖18两侧焊接把手10，同时在对应位置焊接4个羊角螺栓扣板，利用羊角螺栓8将反应釜19与炉盖18压紧密封。炉盖18上设置密封环22防止漏气，炉盖18分别与进气管5和出气管7相连接，其两管距离较远，防止两管距离过小而使气氛气体发生短路。进气管5底端位于反应釜内下部，保证进入的气氛气体能有效覆盖反应釜底部的热解原料，出气管7底端位于反应釜内上端，以利于热解气体的排出，两根管子上分别设置一个气路开关，确保在保温阶段无热解气体析出时反应釜19中不会有空气进入；炉盖18与6个热电偶6相连接，3根热电偶6伸入反应釜19下部，另外3根则布置于反应釜19上部，分别用于精确测量反应釜19下部与反应釜19上部温度，观测反应釜19内温度分布的均匀性，并确认热解气体在排出反应釜19前没有明显降温情况。

对照附图2，反应釜19与炉盖18采用羊角螺栓8相连接，在反应釜19口由内而外布置耐火石棉15和石墨盘根14，利用羊角螺栓8压紧密封；炉膛20处设置密封材料，利用反应釜19与炉盖18的自重压紧环状钢板与炉体之间的密封材料形成密封层13进行自密封。

使用时，首先利用羊角螺栓将反应釜与炉盖压紧密封使两者成为一体然后利用反应釜与炉盖自重压紧反应釜与炉体之间的密封材料，对炉膛实施密封当试验进入降温阶段时，反应釜与炉盖仍然保持密封状态，利用环形波浪支架悬空反应釜，解除炉膛密封，加速冷却过程，提高试验效率。