本實用新型屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐。
背景技術(shù)：
干餾技術(shù)是將物料在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭(或半焦)、焦油、干餾氣等產(chǎn)物的過程，已被普遍用于常規(guī)資源利用和開發(fā)、垃圾處理以及生物能源的開發(fā)。其中，干餾條件(干餾溫度、干餾時間、加熱方式、料層厚度等)對干餾產(chǎn)物及干餾過程的影響較大，需要大量的基礎(chǔ)實驗來考察驗證，以為煤干餾技術(shù)的工業(yè)化提供充分的數(shù)據(jù)支持。
但是，目前實驗室采用的干餾裝置多為管式干餾爐和箱式干餾爐。管式干餾爐的加熱方式為四周加熱，且可考察的物料量較少，與目前工業(yè)化裝置的差別較大，無法考察加熱方式及料層厚度的影響；而箱式干餾爐多為間歇式操作，即物料在冷態(tài)下加入密閉干餾裝置隨爐升溫，反應(yīng)結(jié)束后，因為煤在高溫下接觸氧氣易燃燒，只能繼續(xù)放置在密閉干餾爐內(nèi)隨爐冷卻后出料。因為在升溫及降溫的過程中，煤均可發(fā)生干餾，因此無法考察溫度和時間對干餾結(jié)果的影響。更重要的是，目前的箱式干餾爐一般只設(shè)定爐溫，考查的是爐溫對物料干餾的影響，但若箱式爐的干餾區(qū)空間較大，則爐溫與料溫的差距較大，現(xiàn)有的干餾實驗裝置無法隨時監(jiān)測爐溫和不同料溫層溫度。
由于目前實驗室采用的干餾裝置存在諸多不足，因此如何改進(jìn)實驗室采用的干餾裝置，使之能夠?qū)崿F(xiàn)物料在設(shè)定爐溫下進(jìn)出料、避免半焦等高溫下接觸氧氣燃燒，并且能夠隨時監(jiān)測爐溫和不同料溫層溫度等，成為人們亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠詳細(xì)考查干餾條件對物料干餾狀態(tài)的影響，盡可能的模擬工業(yè)化裝置的干餾條件，需要設(shè)計能夠滿足要求的干餾裝置。本實用新型提出一種實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐及其干餾方法，能夠模擬蓄熱式旋轉(zhuǎn)床工業(yè)裝置干餾條件，可以考察溫度和時間等干餾條件對干餾結(jié)果的影響。
本實用新型提出一種實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐，包括第一爐體、第二爐體、裝料系統(tǒng)、隔熱裝置、移動裝置；
所述第一爐體包括爐體外殼、隔熱保溫爐膛、加熱裝置、料溫監(jiān)測裝置、第一氣體出入口；
所述第二爐體包括爐體外殼、第二爐膛、爐門、第二氣體出入口；
所述第一爐體與所述第二爐體相鄰設(shè)置，所述第一爐體隔熱保溫爐膛一側(cè)設(shè)置開口，所述隔熱保溫爐膛通過所述開口與所述第二爐膛連通；
所述裝料系統(tǒng)與所述移動裝置相連，所述移動裝置帶動所述裝料系統(tǒng)在第一爐體的所述隔熱保溫爐膛與所述第二爐體的爐膛之間移動；
所述料溫監(jiān)測裝置用于測量干餾時所述料倉中不同位置物料的溫度；
所述隔熱裝置設(shè)置于第一爐體與第二爐體之間，所述隔熱裝置用于阻止所述隔熱保溫爐膛中的高溫輻射到所述第二爐體。
進(jìn)一步地，所述裝料系統(tǒng)包括料倉、料倉支架、保溫隔熱料倉托板；
所述料倉用于置放干餾物料；
所述料倉支架設(shè)置在所述保溫隔熱料倉托板上，所述料倉支架支撐所述料倉；
所述保溫隔熱料倉托板是板狀物；
所述保溫隔熱料倉托板與所述隔熱保溫爐膛開口平行設(shè)置且比隔熱保溫爐膛的開口寬；當(dāng)所述裝料系統(tǒng)移入所述隔熱保溫爐膛時，所述保溫隔熱料倉托板卡在所述隔熱保溫爐膛的開口位置外面。
進(jìn)一步地，所述第一爐體位于所述第二爐體的正上方，所述移動裝置是渦輪螺桿升降機(jī)。
進(jìn)一步地，所述加熱裝置包括加熱棒、熱電偶接線柱、爐膛熱電偶入口、外置溫控系統(tǒng)；
所述加熱棒采用硅碳棒或硅鉬棒；
所述加熱棒設(shè)置在所述隔熱保溫爐膛爐頂上，垂直于所述爐頂排列；
所述熱電偶接線柱設(shè)置在所述第一爐體的爐頂；
所述外置溫控系統(tǒng)與所述熱電偶接線柱之間電性連接；
所述加熱棒與所述外置溫控系統(tǒng)電性連接。
進(jìn)一步地，所述料溫監(jiān)測裝置包括料溫監(jiān)測接線柱、測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點、測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點、測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點、測料溫接線柱外接口、外置溫控系統(tǒng)；
所述測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點設(shè)置在所述的料倉上部，所述測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點設(shè)置在所述料倉的中部，所述測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點設(shè)置在所述料倉的下部；
所述料溫監(jiān)測接線柱設(shè)置在所述保溫隔熱料倉托板上；
所述測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點、測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點、測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點與所述料溫監(jiān)測接線柱電性連接；
所述料溫監(jiān)測接線柱與所述測料溫接線柱外接口電性連接；
所述測料溫接線柱外接口與所述外置溫控系統(tǒng)電性相連；
所述測料溫接線柱外接口為密封接口。
進(jìn)一步地，所述隔熱裝置是隔熱隔氣插板閥。
進(jìn)一步地，所述第一氣體出入口包括至少一個第一氣體入口、至少一個第一氣體出口、至少一個干餾油氣出口；所述干餾油氣出口連接油氣分離系統(tǒng)；
所述第二氣體出入口包括至少一個第二氣體入口、至少一個第二氣體出口。
本實用新型還提出一種應(yīng)用所述的實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐進(jìn)行干餾的方法，包括以下步驟：
將所述裝料系統(tǒng)置于所述第二爐膛內(nèi)；
將所述干餾物料置入所述裝料系統(tǒng)；同時將所述測料溫?zé)犭娕挤謩e裝在所述料倉的相應(yīng)接觸點上；
將所述隔熱保溫爐膛與所述第二爐膛內(nèi)中的空氣用惰性氣體置換；
關(guān)閉所述隔熱裝置，啟動所述隔熱保溫爐膛升溫程序；
待所述隔熱保溫爐膛的溫度升到指定溫度后，打開所述隔熱裝置，將裝料系統(tǒng)送入所述隔熱保溫爐膛干餾，并由所述油氣分離系統(tǒng)收集干餾油氣；
干餾過程中，通過測量設(shè)置在相應(yīng)接觸點上的測料溫?zé)犭娕驾敵龅碾娦盘?，隨時監(jiān)測不同料層高度的所述干餾物料的溫度；
干餾結(jié)束后，將所述第二爐膛設(shè)定為惰性氣體氣氛；將所述裝料系統(tǒng)由所述隔熱保溫爐膛輸送至所述第二爐膛，關(guān)閉所述隔熱裝置；
待所述干餾物料在所述第二爐膛中將溫度降到所需值后，取出所述干餾料進(jìn)行分析。
進(jìn)一步地，所述惰性氣體為氮氣。
進(jìn)一步地，所述加熱棒干餾時的加熱溫度為400℃-1600℃。
應(yīng)用本實用新型，可實現(xiàn)如下有益效果：
(1)采用上輻射加熱的方式，成功模擬工業(yè)預(yù)熱爐的加熱方式，可以盡最大可能的模擬工業(yè)條件，為工業(yè)化裝置獲取試驗參數(shù)。
(2)能夠?qū)崿F(xiàn)物料在設(shè)定爐溫下進(jìn)料、設(shè)定爐溫下出料，可以嚴(yán)格的考察干餾時間對干餾的影響。
(3)能夠隨時監(jiān)測不同料層高度的物料的溫度，可以嚴(yán)格考察干餾溫度對干餾產(chǎn)物及干餾過程的影響。
(4)進(jìn)出料過程中保持惰性氣體保護(hù)或系統(tǒng)密閉，避免干餾產(chǎn)物在高溫下接觸氧氣燃燒。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例的一種實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中的附圖標(biāo)記如下：
1、上爐體
101、爐體外殼；102、隔熱保溫爐膛；103、料倉；104、料倉支架；
105、保溫隔熱料倉托板；106、加熱棒；107、爐膛熱電偶入口；
108、料溫監(jiān)測接線柱；109、測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點；
110、測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點；111、測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點；
112、氮氣充氣口；113、氮氣出氣口；114、干餾油氣出口；
115、隔熱隔氣插板閥；
2、下爐體
201、爐體外殼；202、下爐膛；203、爐門；204、氮氣充氣口；
205、氮氣出氣口；206、測料溫接線柱外接口；
207、爐體支撐腿；208、渦輪螺桿升降機(jī)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖具體說明本實用新型的實施方式。
如圖1所示，是本實用新型實施例的一種實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括上爐體1和下爐體2，上爐體1主要是高溫干餾區(qū)，下爐體2主要是隔絕氧氣冷卻區(qū)。
見圖1，上爐體1包括爐體外殼101，隔熱保溫爐膛102，裝料系統(tǒng)，加熱裝置以及上爐體氣體出入口。
見圖1，上爐體1與下爐體2上下設(shè)置，上爐體1位于下爐體2的正上方。上爐體1的隔熱保溫爐膛102下側(cè)設(shè)有開口，上爐體1的隔熱保溫爐膛102與下爐體2的爐膛通過開口連通。
如圖1所示，裝料系統(tǒng)與渦輪螺桿升降機(jī)208相連，渦輪螺桿升降機(jī)208帶動裝料系統(tǒng)在上爐體1的隔熱保溫爐膛102與下爐體2的爐膛之間上下移動。
從圖1可見，隔熱隔氣插板閥115設(shè)置于上爐體1與下爐體2之間，隔熱隔氣插板閥115用于阻止隔熱保溫爐膛102中的高溫輻射到下爐體2，同時避免下爐體2爐膛開爐門203時有氧氣進(jìn)入隔熱保溫爐膛102，對干餾氣成分造成影響。
從圖1可見，裝料系統(tǒng)包括料倉103，料倉支架104，保溫隔熱料倉托板105。料倉103用于置放干餾物料；料倉支架104設(shè)置在保溫隔熱料倉托板105上。料倉支架104從下部支撐料倉103。
如圖1所示，保溫隔熱料倉托板105是板狀物。保溫隔熱料倉托板105與上爐體1的隔熱保溫爐膛102開口平行設(shè)置，且比上爐膛開口寬。當(dāng)裝料系統(tǒng)移入隔熱保溫爐膛102時，保溫隔熱料倉托板105卡在述隔熱保溫爐膛102的開口位置外面，起到密封隔熱作用，從而有利于上爐體1的隔熱保溫爐膛102的保溫。可實現(xiàn)在設(shè)定爐溫下進(jìn)料，設(shè)定爐溫下出料，可以嚴(yán)格的考察干餾時間對干餾的影響。
見圖1，加熱裝置包括加熱棒106，熱電偶接線柱(圖中未示出)，爐膛熱電偶入口107及外置溫控系統(tǒng)(圖中未示出)。加熱棒106可采用硅碳棒或硅鉬棒。加熱棒106在隔熱保溫爐膛102爐頂可采用垂直排列的方式。采用上輻射加熱的方式，可成功模擬工業(yè)預(yù)熱爐的加熱方式，可以盡最大可能的模擬工業(yè)條件，為工業(yè)化裝置獲取試驗參數(shù)。測膛溫?zé)犭娕纪ㄟ^爐膛熱電偶入口107伸入到隔熱保溫爐膛爐102內(nèi)。熱電偶接線柱在上爐體1的爐頂；測膛溫?zé)犭娕寂c熱電偶接線柱之間電性連接，并為軟連接。
如圖1所示，料溫監(jiān)測裝置包括料溫監(jiān)測接線柱108，測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點109，測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點110，測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點111、測料溫接線柱外接口206。
如圖1，測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點109設(shè)置在料倉103上部，測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點110設(shè)置在料倉103的中部，測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點111設(shè)置在料倉103的下部。測料溫?zé)犭娕挤謩e安裝在上述接觸點上，并分別與料溫監(jiān)測接線柱108電性連接。料溫監(jiān)測接線柱108設(shè)置在保溫隔熱料倉托板105上；測料溫接線柱外接口206為密封接口，為了保證下爐膛202的氣密性；料溫監(jiān)測接線柱108與測料溫接線柱外接口206電性連接，并為軟連接。測料溫接線柱外接口306與外置溫控系統(tǒng)電性相連。
如圖1所示，上爐體氣體出入口包括氮氣充氣口112，氮氣出氣口113，干餾油氣出口114。干餾油氣的出口114連接油氣分離系統(tǒng)(圖中未示出)，包括一次冷凝水直接冷凝和兩次冷凝水間接冷凝后收集干餾油氣。上爐體1隔熱保溫爐膛102充氮氣的原因是在升溫前置換爐膛中的氣氛，避免物料在干餾過程中遇氧燃燒；進(jìn)出料過程中保持惰性氣體保護(hù)，避免干餾產(chǎn)物在高溫下接觸氧氣燃燒。
見圖1，下爐體2包括爐體外殼201、下爐膛202、爐門203、氮氣充氣口204、氮氣出氣口205以及爐體支撐腿207。下爐膛202充氮氣的目的是在加入物料后置換爐膛氣氛，去除原料中空氣，另一方面是在物料降溫過程中隔絕氧氣的同時可以快速降溫；也可以用其它惰性氣體替代氮氣。
從圖1可見，上爐體1和下爐體2靜止不動，料倉托板105，料倉支架104及料倉103隨物料干餾過程上下移動，采用渦輪螺桿升降機(jī)208上下輸送。
如圖1所示，本實施例中，應(yīng)用上述實現(xiàn)物料精確控溫的高溫干餾爐干餾的方法是：
將包括料倉103、料倉支架104、保溫隔熱料倉托板105的裝料系統(tǒng)置于下爐膛202內(nèi)。
將干餾物料置入上述裝料系統(tǒng)；同時將測料溫?zé)犭娕挤謩e裝在料倉的上、中、下接觸點。
關(guān)閉爐門，打開下爐體2氮氣充氣口閥門204和上爐體1的氮氣出氣口113閥門，同時關(guān)閉下爐體2氮氣出氣口閥門205和上爐體1氮氣充氣口112閥門，將整個爐膛中的空氣用氮氣置換。
關(guān)閉下爐體2氮氣充氣口閥門204和上爐體1的氮氣出氣口113閥門。關(guān)閉隔熱隔氣插板閥115，并同時打開加熱開關(guān)，設(shè)置隔熱保溫爐膛102升溫程序。
待上爐體1的隔熱保溫爐膛102溫度到指定溫度后，打開隔熱隔氣插板閥115，啟動渦輪螺桿升降機(jī)208，將料倉103，料倉支架104以及保溫隔熱料倉托板105送入上爐體1的加熱區(qū)，開始干餾，干餾溫度可為400℃-1600℃。從與干餾油氣出口110相連的油氣分離系統(tǒng)末端收集干餾油氣。干餾過程中，通過測量設(shè)置在測料溫?zé)犭娕忌辖佑|點109，測料溫?zé)犭娕贾薪佑|點110，測料溫?zé)犭娕枷陆佑|點111的熱電偶輸出的電信號，隨時監(jiān)測不同料層高度的物料的溫度，可以嚴(yán)格考察干餾溫度對干餾產(chǎn)物及干餾過程的影響。
干餾結(jié)束后，先打開下爐體2的氮氣充氣口204閥門和下爐體2氮氣出氣口205閥門，保證下爐膛202為氮氣氣氛，然后啟動渦輪螺桿升降機(jī)208，將料倉103，料倉支架104以及保溫隔熱料倉托板105由上爐體1的隔熱保溫爐膛102輸送到下爐膛202，關(guān)閉隔熱隔氣插板閥115，隔絕熱量。
待物料溫度降到所需值后，打開下爐體2爐門203，取出物料進(jìn)行分析。
需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下對本實用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的范圍之內(nèi)。