一种有机颗粒热解多参数测量装置的制作方法

本技术属于热解装置测量，尤其是涉及一种有机颗粒热解多参数测量装置。

背景技术：

1、随着汽车工业、石油工业的高速发展，以废轮胎为主的废橡塑产生量逐年递增。大量的废橡塑具有难处理、难降解、组成复杂等特点，高于50％比例的废橡塑没有得到妥善处理或回收利用，长期堆放占用土地资源，带来严重的环境危害问题。

2、与直接燃烧、再生利用等方式相比，热解是一种废橡塑资源化利用的有效方式，具有节能环保、资源回收率高等优势，对原料要求低、适应性广、处理量大。废橡塑热解是在惰性气氛下，通过加热的方式破坏橡塑的结构和化学键，将其分解为热解气、热解油及热解炭等产品的过程。热解气可作为燃料气燃烧，提供或补充热解过程所需的能量；热解油可经过提质、精制等流程后转变为燃料或化工产品；热解炭可经处理后作为炭黑利用，或制备活性炭等等。

3、废橡塑热解受热解温度、压力、气体分为及产物停留时间等因素影响，为深入研究原料热解机理与反应路径机制，研究者们开展了大量围绕不同反应器和不同反应工况的研究。然而现有热解技术及装备主要围绕热解产物研究，采用光学可视化系统或装置观察、研究热解过程鲜有报道；而工程上迫切需要了解废橡塑颗粒热解过程中的膨胀收缩现象，以便建立体积预测性模型。针对热解过程原料的重量变化情况，研究者们采用热分析仪器获得热重曲线、微分热重曲线，但热分析原料通常为2-5mg粉末状样品、试样量较少，难以反应工程实际热解过程块状、颗粒状原料的重量变化情况。

4、可见，如何反应热解过程块状、颗粒状的原料的重量、形状变化，充分有机颗粒热解特性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对现有技术中有机颗粒热解重量参数获取的问题，提供了一种有机颗粒热解多参数测量装置，实现废橡塑颗粒的光学可视化观察与热解过程称重的耦合。

2、为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

3、一种有机颗粒热解多参数测量装置，包括透明材质的反应管以及环绕设置在反应管外部的加热炉，所述加热炉上设有两个透明壁，其中，第一透明壁的外侧布置有朝向加热炉的聚光光源，第二透明壁的外侧布置有朝向加热炉的摄像机；

4、所述的反应管中设有反应舟，反应舟的上端与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端依次通过两个定滑轮后与砝码连接，砝码底部设有分析天平；所述反应管在靠近底部的侧壁连接有旁路管，所述的旁路管与高压气瓶连接；

5、所述分析天平和摄像机的数据输出端通过数据采集盒与终端计算机连接。

6、在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

7、作为本实用新型的优选技术方案：所述的高压气瓶依次经过减压阀和转子流量计后与旁路管连接。气体经高压气瓶、减压阀、转子流量计和管路通过旁路管进入加热炉，经过加热炉中旁路管段预热后通入反应管底部，反应管底部设置有均流板以均匀分配气流、减少供气对炉内反应区域影响。

8、作为本实用新型的优选技术方案：所述反应管内部在旁路管和反应舟之间的位置设有均流板。

9、作为本实用新型的优选技术方案：所述的旁路管、反应管和反应舟采用耐高温、耐腐蚀的石英玻璃材质；所述的两个透明壁采用耐高温、耐腐蚀的钢化玻璃材质，所述的钢丝绳采用耐高温、耐腐蚀的不锈钢材质。

10、作为本实用新型的优选技术方案：所述反应舟中放置原料的位置与第一透明壁、聚光光源、第二透明壁、摄像机的中心位于同一水平线。

11、作为本实用新型的优选技术方案：所述的反应舟为圆柱形，顶端侧面开有小孔。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的系统，通过摄像机、分析天平协同使用，可以直接形象地观测废橡塑颗粒热解过程，并可快速获得原料特征参数、重量参数，具有良好的应用前景，具体为：

13、1、采用的有机颗粒热解多参数测量系统可以观察热解过程的形貌特征，原料的膨胀收缩、体积变化等可视化反应现象，结合原料重量的在线数据分析，能够很好地将形貌特征改变与重量变化情况相联系结合，为各种反应过程现象的解释提供理论依据。为废橡塑颗粒原料热解过程升温速率、气体氛围、气体流量等参数变化的探讨提供了一种简便的研究方法，使得废橡塑颗粒热解过程形象可视，对热解过程反应现象的理论探讨、工程应用更加方便快捷；

14、2、废橡塑颗粒热解过程发生的形貌特征变化、重量变化情况影响了工程实际热解装置的给料、输运等过程，故其膨胀、收缩、开裂、破碎等过程的可视化观察、重量变化情况的快速直观测量具有重要意义；

15、3、旁路管与均流板的使用和设置，气体经过加热炉中旁路管段预热后通入反应管底部，再经过均流板以均匀分配气流、减少供气对炉内反应区域影响，可以防止热解挥发物在第一透明壁、第二透明壁上冷凝，防止摄像机拍摄的清晰度下降，同时可以减少反应舟与原料总重量的波动。

技术特征：

1.一种有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：包括透明材质的反应管以及环绕设置在反应管外部的加热炉，所述加热炉上设有两个透明壁，其中，第一透明壁的外侧布置有朝向加热炉的聚光光源，第二透明壁的外侧布置有朝向加热炉的摄像机；

2.根据权利要求1所述的有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：所述的高压气瓶依次经过减压阀和转子流量计后与旁路管连接。

3.根据权利要求1所述的有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：所述反应管内部在旁路管和反应舟之间的位置设有均流板。

4.根据权利要求1所述的有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：所述的旁路管、反应管和反应舟采用石英玻璃材质；所述的两个透明壁采用钢化玻璃材质，所述的钢丝绳采用不锈钢材质。

5.根据权利要求1所述的有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：所述反应舟中放置原料的位置与第一透明壁、聚光光源、第二透明壁、摄像机的中心位于同一水平线。

6.根据权利要求1所述的有机颗粒热解多参数测量装置，其特征在于：所述的反应舟为圆柱形，顶端侧面开有小孔。

技术总结
本技术公开了一种有机颗粒热解多参数测量装置，包括透明材质的反应管以及环绕设置在反应管外部的加热炉，所述加热炉上设有两个透明壁，其中，第一透明壁的外侧布置有朝向加热炉的聚光光源，第二透明壁的外侧布置有朝向加热炉的摄像机；所述的反应管中设有反应舟，反应舟的上端与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端依次通过两个定滑轮后与砝码连接，砝码底部设有分析天平；所述反应管在靠近底部的侧壁连接有旁路管，所述的旁路管与高压气瓶连接；所述分析天平和摄像机的数据输出端通过数据采集盒与终端计算机连接。本技术的一种有机颗粒热解多参数测量装置，可以实现废橡塑颗粒的光学可视化观察与热解过程称重的耦合。

技术研发人员：冯宏,李廉明,黄群星,俞保云,周永刚,洪钦,林诚乾,胡一鸣,薛志亮,付鑫
受保护的技术使用者：浙江物产环保能源股份有限公司
技术研发日：20220627
技术公布日：2024/1/12