热解催化一体化的实验装置及方法制造方法及图纸

一种热解催化一体化的实验装置及方法，该实验装置包括炉体和双联反应管；其中，炉体包括一级炉和二级炉；一级炉设有一级炉第一反应区和一级炉第二反应区；二级炉设有二级炉第一反应区和二级炉第二反应区；一级炉第一反应区和二级炉第一反应区连通形成第一通道；一级炉第二反应区和二级炉第二反应区连通形成第二通道；一级炉第一反应区和一级炉第二反应区之间设有用于连通第一通道和第二通道的连通管道；双联反应管包括通过链接管道连通的第一反应管和第二反应管。本发明专利技术能够同时进行连续快速热解实验和油品催化提质实验，避免油相产品热解后冷凝造成的实验误差；既可实现同温热解催化，亦可实现低温热解高温催化。

【技术实现步骤摘要】
热解催化一体化的实验装置及方法
本专利技术属于固体废物热化学处理装置领域，具体涉及一种热解催化一体化的实验装置及方法。
技术介绍
热解在资源化处理有机固体废物领域具有广泛潜力。实验室热解工艺往往采用间歇式的管式炉，样品装入反应器后，管式炉程序升温达到目标温度，难以完全模拟工业热解工艺中的连续性和快速升温。目前实验室管式炉，为模拟快速热解工况，常采用如下方法：首先管式炉升至目标温度，通过料杆将装有样品的瓷舟推进炉管中，热解后用料杆将瓷舟推出。此方法容易造成样品洒落，而且气密性难以保证，造成空气进入，无法保证全过程热解工况。此外，热解后产生的油相产品往往需要催化提质，实验室往往采用热解炉和催化炉组合的模式，但是两炉间隔处保温困难，油相产品冷凝严重，难以顺利进入下游催化炉。对于含油污泥等此类浆体原料，传统管式炉更是难以实现连续进料，而且浆体热解过程团聚严重，导致静置反应过程传热传质效率难以优化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的之一在于提出一种热解催化一体化的实验装置及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种一体化的实验装置，包括炉体和双联反应管；其中，炉体包括一级炉和二级炉，一级炉设置在二级炉上方；一级炉设有一级炉第一反应区和一级炉第二反应区；二级炉设有二级炉第一反应区和二级炉第二反应区；一级炉第一反应区和二级炉第一反应区连通形成第一通道；一级炉第二反应区和二级炉第二反应区连通形成第二通道，第一通道和第二通道分别位于实验装置的两侧；一级炉第一反应区和一级炉第二反应区之间设有用于连通第一通道和第二通道的连通管道；双联反应管包括通过链接管道连通的第一反应管和第二反应管，第一反应管设置在第一通道内，第二反应管设置在第二通道内，链接管道位于连通管道内。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种热解催化一体化的方法，采用如上所述的实验装置，包括：将炉体升至目标温度后，物料进入双联反应管的第一反应管中热解，热解气进入第二反应管中发生催化反应，完成热解催化一体化的反应。基于上述技术方案可知，本专利技术的热解催化一体化的实验装置及方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：1、本专利技术能够同时进行连续快速热解实验和油品催化提质实验，避免油相产品热解后冷凝造成的实验误差；既可实现同温热解催化(400～600℃)，亦可实现低温热解(400～600℃)高温催化(600～900℃，不含600℃)；2、本专利技术面向不同原料提供多种进料方式，尤其针对污泥、油泥、水煤浆等浆体原料可以模拟滴管炉热解过程，针对干化固体原料可以模拟快速热解过程；3、本专利技术采用进料和进气反向对冲的设计，有效促进内部对流混合，提高传热传质效率；热量上行规律亦可实现顶部进料的预热；出口气体下行利于冷凝回收油品，避免弯道冷凝回收困难；4、本专利技术亦可开展气化、热解-气化和热解-焚烧耦合的实验，其多实验用途切换便捷；5、本专利技术中吊篮式进料单元可以实现二级炉低温热解结束后，快速上提至一级炉完成残渣的高温焚烧或气化，避免热解结束后残渣转移造成的热量损失；6、本专利技术最大程度模拟工程实际，有效保障气密性和恒温，提高实验数据准确性。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例的新型多功能快速热解催化一体化实验装置炉体部分结构示意图；图2为本专利技术实施例的第一进料单元结构示意图；图3为本专利技术实施例的第二进料单元结构示意图；图4为本专利技术实施例的第三进料单元结构示意图；图5为本专利技术实施例的第一共联反应管的结构示意图；图6为本专利技术实施例的第二共联反应管的结构示意图；图7为本专利技术实施例的第三共联反应管的结构示意图。附图标记说明1-一级炉；2-二级炉；3-催化反应区；4-堵头；5-保温层；6-过滤网；7-链接管道；8-惰性气体进气管；9-热电偶；10-氧气进气管；11-承接板；12-冷凝单元；13-快开法兰；14-蠕动泵；15-预热管道；16-吊篮；17-密闭橡胶圈；18-进料仓；19-可控闸门。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种热解催化一体化的实验装置，包括炉体和双联反应管；其中，炉体包括一级炉和二级炉，一级炉设置在二级炉上方；一级炉设有一级炉第一反应区和一级炉第二反应区；二级炉设有二级炉第一反应区和二级炉第二反应区；一级炉第一反应区和二级炉第一反应区连通形成第一通道；一级炉第二反应区和二级炉第二反应区连通形成第二通道，第一通道和第二通道分别位于实验装置的两侧；一级炉第一反应区和一级炉第二反应区之间设有用于连通第一通道和第二通道的连通管道；双联反应管包括通过链接管道连通的第一反应管和第二反应管，第一反应管设置在第一通道内，第二反应管设置在第二通道内，链接管道位于连通管道内。在本专利技术的一些实施例中，所述双联反应管包括第一双联反应管、第二双联反应管或第三双联反应管种的任一种；在本专利技术的一些实施例中，第一双联反应管的第一反应管和第二反应管的反应区均设置在一级炉内；在本专利技术的一些实施例中，第二双联反应管的第一反应管和第二反应管的反应区均设置在二级炉内；在本专利技术的一些实施例中，第三双联反应管的第一反应管的反应区设置在二级炉内，第二反应管的反应区设置在一级炉内。在本专利技术的一些实施例中，所述第二反应管的直径小于第一反应管的直径；在本专利技术的一些实施例中，所述第一反应管底部设有堵头；在本专利技术的一些实施例中，堵头上方设有防止热解灰渣落入底部的承接板；在本专利技术的一些实施例中，所述第二反应管顶部设有堵头；在本专利技术的一些实施例中，所述一级炉和二级炉分别具有独立的加热单元和温控单元。在本专利技术的一些实施例中，所述链接管道设置在距离双联反应管顶部的1/5至1/3处；在本专利技术的一些实施例中，所述链接管道内设置有过滤单元；在本专利技术的一些实施例中，所述过滤单元包括过滤网。在本专利技术的一些实施例中，所述实验装置还包括进气单元；在本专利技术的一些实施例中，所述进气单元设置在第一反应管底部；在本专利技术的一些实施例中，所述进气单元通过法兰与实验装置连接；在本专利技术的一些实施例中，所述进气单元包括惰性气体进气管和氧气进气管；在本专利技术的一些实施例中，惰性气体进气管延伸至第一反应管的堵头与承接板之间；其中，氧气进气管延伸至一级炉第一反应区内。在本专利技术的一些实施例中，所述实验装置还包括进料单元；在本专利技术的一些实施例中，所述进料单元设置在第一反应管顶部；在本专利技术的一些实施例中，所述进料单元通过法兰与实验装置连接；在本专利技术的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热解催化一体化的实验装置，其特征在于，包括炉体和双联反应管；其中，/n炉体包括一级炉和二级炉，一级炉设置在二级炉上方；一级炉设有一级炉第一反应区和一级炉第二反应区；二级炉设有二级炉第一反应区和二级炉第二反应区；一级炉第一反应区和二级炉第一反应区连通形成第一通道；一级炉第二反应区和二级炉第二反应区连通形成第二通道，第一通道和第二通道分别位于实验装置的两侧；一级炉第一反应区和一级炉第二反应区之间设有用于连通第一通道和第二通道的连通管道；/n双联反应管包括通过链接管道连通的第一反应管和第二反应管，第一反应管设置在第一通道内，第二反应管设置在第二通道内，链接管道位于连通管道内。/n

【技术特征摘要】
1.一种热解催化一体化的实验装置，其特征在于，包括炉体和双联反应管；其中，
炉体包括一级炉和二级炉，一级炉设置在二级炉上方；一级炉设有一级炉第一反应区和一级炉第二反应区；二级炉设有二级炉第一反应区和二级炉第二反应区；一级炉第一反应区和二级炉第一反应区连通形成第一通道；一级炉第二反应区和二级炉第二反应区连通形成第二通道，第一通道和第二通道分别位于实验装置的两侧；一级炉第一反应区和一级炉第二反应区之间设有用于连通第一通道和第二通道的连通管道；
双联反应管包括通过链接管道连通的第一反应管和第二反应管，第一反应管设置在第一通道内，第二反应管设置在第二通道内，链接管道位于连通管道内。


2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，
所述双联反应管包括第一双联反应管、第二双联反应管或第三双联反应管种的任一种；
其中，第一双联反应管的第一反应管和第二反应管的反应区均设置在一级炉内；
其中，第二双联反应管的第一反应管和第二反应管的反应区均设置在二级炉内；
其中，第三双联反应管的第一反应管的反应区设置在二级炉内，第二反应管的反应区设置在一级炉内。


3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，
所述第二反应管的直径小于第一反应管的直径；
所述第一反应管底部设有堵头；
其中，堵头上方设有防止热解灰渣落入底部的承接板；
所述第二反应管顶部设有堵头；
所述一级炉和二级炉分别具有独立的加热单元和温控单元。


4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，
所述链接管道设置在距离双联反应管顶部的1/5至1/3处；
所述链接管道内设置有过滤单元；
其中，所述过滤单元包括过滤网。


5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，
所述实验装置还包括进气单元；
所述进气单元设置在第一反应管底部；
所述进气单...

【专利技术属性】
技术研发人员：林法伟，郑发，李建陶，陈冠益，颜蓓蓓，崔孝强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12