一种原位气化实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了种原位气化实验装置，包括石英管、电加热装置、冷凝管、焦油收集瓶、水洗瓶、气体流量计、气体分析仪、置物瓷盘、氮气瓶，置物瓷盘置于石英管内，置物瓷盘底部镶有铁块；本实用新型专利技术结构简单，很容易在实验室内完成组装，能够顺利完成一些气化反应实验的需求，提供可靠的实验数据。

【技术实现步骤摘要】
一种原位气化实验装置
本技术属于热化学转换处理
，特别是一种原位气化实验装置。
技术介绍
近年来，中国畜牧业快速发展，高度规模化养殖过程中产生了大量粪便等废弃物，这些废弃物未能得到及时有效的处理，严重破坏着养殖场及其周边地区的空气、水体以及土壤等生态环境极大危害，同时也严重影响着畜牧业自身的发展。及时有效处理大排量的动物粪便是亟待解决的重大问题。目前常见的是采用厌氧发酵和堆肥的方式来治理，但存在生物处理周期长、处理不彻底和效率低等不足，同时由于畜禽养殖过程饲料添加剂和抗生素的使用，使得重金属和抗生素通过有机肥和沼液沼渣施用进入土壤、地下水和食物链中，带来了新的生态安全问题和健康风险。气化技术是指将化石燃料或非化石燃料(如生物质)转化成气体燃料或其他化学原料的化学过程，其不是简单的热分解生物质，而是涉及热解产物进一步与焦炭的还原反应，产生H2、CO、C02等产物。原位气化是指干燥、热解、集加热和气化于一体的热化学转换技术，可产生较多的热解气，且热解气体中氢气含量较高。研究发现牛羊等粪便成分中含有大量的碳氢化合物，从能量循环利用角度看，牛羊的粪便可以看作是一种可再生资源，利用气化技术处理粪便，不仅能实现粪便的减量化，还能获得清洁能源氢能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高效原位气化实验装置。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种原位气化实验装置，包括石英管、电加热装置、冷凝管、焦油收集瓶、水洗瓶、气体流量计、气体分析仪、置物瓷盘、氮气瓶，所述石英管两端分别设有第一法兰、第二法兰，第一法兰、第二法兰分别将石英管两端密封，石英管一段外壁设有电加热装置；所述第一法兰通过管道与氮气瓶连通，第一法兰与氮气瓶的管道设有第一控制阀，第二法兰通过管道与冷凝管一端连通，第二法兰与冷凝管的管道设有第二控制阀；冷凝管另一端与焦油收集瓶连通，焦油收集瓶通过管道与水洗瓶连通，水洗瓶通过管道与气体流量计连通，气体流量计通过管道与气体分析仪连通；其中置物瓷盘置于石英管内，置物瓷盘底部镶有铁块。优选地，其特征在于，所述电加热装置包括电热丝、温度传感器、保温层、调节控制器，电热丝缠绕于石英管外壁，温度传感器置于电热丝之间，电热丝外设有保温层，其中电热丝、温度传感器分别与调节控制器连接。优选地，所述第一法兰、第二法兰均采用不锈钢法兰。优选地，所述第一法兰、第二法兰与石英管之间设有石墨垫片。优选地，所述气体分析仪采用在线型红外煤气分析仪。本技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本技术结构简单，制作成本低，能够满足不同温度环境下的原位气化反应，以获得实验数据需求；2)本技术采用在线型红外煤气分析仪，可以同时测量CO、CO2、CH4、H2、O2五种气体组分的浓度，自动计算煤气热值，实时在线监测实验气体成分分析。3)本技术的置物瓷盘底部镶有铁块，铁块在高温前没有消磁，利用这一特性，运用外部磁铁的磁力迅速将置物瓷盘及实验物品拖入石英管的高温实验区进行气化反应。下面结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1为本技术本技术原位气化实验装置的结构示意图。具体实施方式结合如图1所示，一种原位气化实验装置，包括石英管1、电加热装置2、冷凝管3、焦油收集瓶4、水洗瓶5、气体流量计6、气体分析仪7、置物瓷盘8、氮气瓶9。石英管1两端分别设有第一法兰11、第二法兰12，第一法兰11、第二法兰12分别将石英管1两端密封，采用法兰密封方便拆卸，便于更换气化实验品。石英管1一段外壁设有电加热装置2，该电加热装置2可以将石英管1部分区域加热到最高温度为900度。第一法兰11通过管道与氮气瓶9连通，第一法兰11与氮气瓶9的管道上设有第一控制阀13，实验前期控制第一控制阀13，氮气充入石英管1内，将整个实验装置内的氧气排出，可以通过气体分析仪7检测是否还有氧气。其中置物瓷盘8置于石英管1内，置物瓷盘8底部镶有铁块，当整个电加热装置2没有加热到要求温度时，置物瓷盘8放置在石英管1一端，不在电加热装置2加热区域内。当电加热装置2加热到预定温度时，运用外部磁铁的磁力迅速将置物瓷盘8及载有的实验物品拖入石英管1的高温实验区进行气化反应。第二法兰12通过管道与冷凝管3一端连通，第二法兰12与冷凝管3的管道上设有第二控制阀14，冷凝管3另一端与焦油收集瓶4连通，经过高温气化反应产生的气体通过冷凝管3冷凝得到焦油滴入焦油收集瓶4内。焦油收集瓶4通过管道与水洗瓶5连通，水洗瓶5内水对气化反应的气体进行水洗净化。水洗瓶5通过管道与气体流量计6连通，所得的不可冷凝气体进入气体流量计6计量，气体流量计6通过管道与气体分析仪7连通。其中置物瓷盘8置于石英管1内，置物瓷盘8底部镶有铁块。进一步，电加热装置2包括电热丝21、温度传感器22、保温层23、调节控制器24，电热丝21缠绕于石英管1外壁，温度传感器22置于电热丝21之间，电热丝21外设有保温层23，其中电热丝21、温度传感器22分别与调节控制器24连接，温度传感器22实时将温度传递给调节控制器24，调节控制器24通过控制电热丝21温度从而控制石英管1内的温度。进一步，第一法兰11、第二法兰12均采用不锈钢法兰，所述第一法兰11、第二法兰12与石英管1之间设有石墨垫片，石墨垫片具有很好耐热性和密封性，更好的保证实验顺利进行。进一步，气体分析仪7采用在线型红外煤气分析仪，能够实时检测气化实验反应的气体数据。本技术原位气化实验装置实验原理及过程：取实验物(羊粪便或牛粪便)于置物瓷盘8中，放入石英管1非加热区域内，实验开始前通入纯度为99.99％的氮气以排出实验装置内的空气，采用气体分析仪7测试排出实验装置内的气体，当排出的气体中不含氧气时，停止通入氮气。电加热装置2按设定温度给石英管1内加热，当达到设定温度时，迅速用磁铁的磁力迅速将置物瓷盘8及载有的实验物品拖入石英管1的高温恒温区。反应结束后，继续通入氮气来平衡反应器内的负压，待温度降至室温收集置物瓷盘8中固体炭并称重。气体流量计6和气体分析仪7记录气化实验产生的气体数据，用于后期分析。通过多组实验(如改变不同的气化温度，不同样品湿度等)来测试获得反应气体数据，通过实验数据分析那种条件下动物粪便的原位气化反应获得的氢气量最多。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位气化实验装置，其特征在于，包括石英管(1)、电加热装置(2)、冷凝管(3)、焦油收集瓶(4)、水洗瓶(5)、气体流量计(6)、气体分析仪(7)、置物瓷盘(8)、氮气瓶(9)，所述石英管(1)两端分别设有第一法兰(11)、第二法兰(12)，第一法兰(11)、第二法兰(12)分别将石英管(1)两端密封，石英管(1)一段外壁设有电加热装置(2)；所述第一法兰(11)通过管道与氮气瓶(9)连通，第一法兰(11)与氮气瓶(9)的管道设有第一控制阀(13)，第二法兰(12)通过管道与冷凝管(3)一端连通，第二法兰(12)与冷凝管(3)的管道设有第二控制阀(14)；冷凝管(3)另一端与焦油收集瓶(4)连通，焦油收集瓶(4)通过管道与水洗瓶(5)连通，水洗瓶(5)通过管道与气体流量计(6)连通，气体流量计(6)通过管道与气体分析仪(7)连通；其中置物瓷盘(8)置于石英管(1)内，置物瓷盘(8)底部镶有铁块。/n

【技术特征摘要】
1.一种原位气化实验装置，其特征在于，包括石英管(1)、电加热装置(2)、冷凝管(3)、焦油收集瓶(4)、水洗瓶(5)、气体流量计(6)、气体分析仪(7)、置物瓷盘(8)、氮气瓶(9)，所述石英管(1)两端分别设有第一法兰(11)、第二法兰(12)，第一法兰(11)、第二法兰(12)分别将石英管(1)两端密封，石英管(1)一段外壁设有电加热装置(2)；所述第一法兰(11)通过管道与氮气瓶(9)连通，第一法兰(11)与氮气瓶(9)的管道设有第一控制阀(13)，第二法兰(12)通过管道与冷凝管(3)一端连通，第二法兰(12)与冷凝管(3)的管道设有第二控制阀(14)；冷凝管(3)另一端与焦油收集瓶(4)连通，焦油收集瓶(4)通过管道与水洗瓶(5)连通，水洗瓶(5)通过管道与气体流量计(6)连通，气体流量计(6)通过管道与气体分析仪(7)连通；其中置物瓷盘(8)置于石英管(1)内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩耀萱，
申请(专利权)人：江苏省东辛农场有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32