[发明专利]一种用于产物收集的下出式污泥微波热解系统及方法

说明书

一种用于产物收集的下出式污泥微波热解系统及方法，系统：包括微波炉、锥形瓶和烧瓶、洗气瓶、石英烧杯和设于石英烧杯中热电偶；石英烧杯对应设置在微波炉腔内部；在石英管通道中固定插装有石英管，石英管上连接有吹扫气进入管路，并于上端装有石英盖，石英管的下端、锥形瓶、冷凝器、烧瓶、树脂管和洗气瓶依次串接；方法：混合制备样品；将装有样品的石英烧杯竖直地支设在石英管中；供入流速为3L/min的氮气，吹扫10分钟；之后供入流速为0.2L/min的氮气，保证热解过程中的惰性气氛；进行样品的热解，并实时获得温度数据；热解结束取出石英烧杯中的固体物。该系统和方法能保证固体、液体和气体产物的准确有效收集，能降低热电偶对微波热解过程中的干扰。

技术领域

本发明属于分析测试装置技术领域，具体是一种用于产物收集的下出式污泥微波热解系统及方法，属于污泥处理技术领域。

背景技术

污泥是水处理的附属产物，处理处置方法主要有填埋、农用、堆肥、焚烧和热解等。其中热解处理方法能够达到污泥的无害化和减容减量，并得到有益的副产品。产物气和油可以进一步加工作为燃料，产物残渣可以改进作为活性炭利用。微波热解污泥技术是近年来快速发展的污泥处理技术，因其和常规电加热相比，具有升温迅速、加热均匀、产物品质好的特点，受到广泛关注。污泥在微波热解过程中的固体、液体和气体产物的收集是微波热解污泥的基础，准确地获得产物的三相产率和产物成分特性对开发污泥处理处置设备具有重要意义。

但是微波热解污泥的产物收集有两个显著问题需要克服：一是微波是体积加热，反应器往往外壁温度较低，造成热解的挥发物在反应器的外壁冷凝，并流回反应器，同固体产物混合，影响固体产物和液体产物的分离和收集；二是微波热解过程中用来测量样品温度的热电偶可能对微波热解过程有干扰，影响反应温度的准确测量，而非接触式测温往往不能代表污泥热解的真实反应温度。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于产物收集的下出式污泥微波热解系统，该系统能保证固体产物、液体产物和气体产物的准确有效收集，能降低热电偶对微波热解过程中的干扰，保证温度的准确测量。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于产物收集的下出式污泥微波热解系统，包括微波炉、位于微波炉下部且由瓶塞密封的锥形瓶、位于锥形瓶一侧且由瓶塞密封的烧瓶、位于烧瓶一侧且由瓶塞密封的洗气瓶；

所述微波炉悬空固定设置，微波炉内部具有微波炉腔和两个微波磁控管；两个微波磁控管固定设置在微波炉腔外部的相对两侧；在微波炉内部设置有竖直的石英管通道，石英管通道纵向贯穿微波炉腔地设置，且石英管通道的上端、下端分别延伸到微波炉的上端面、下端面；在石英管通道中固定插装有石英管，石英管在微波炉上端以上的部分连接有与其内腔连通的吹扫气进入管路，并于上端装配有石英盖，石英管的下端与硅胶管的上端贯通连接；硅胶管的下端穿入锥形瓶并与锥形瓶的内腔上部连通，锥形瓶的内腔上部还通过第一连通管路与冷凝器的进口端贯通连接，冷凝器的出口端通过管路连通到烧瓶的内腔上部，烧瓶的内腔上部通过倒V字形的第二连通管路与装有树脂的树脂管的上端连接，树脂管的下端通过第三连通管路与洗气瓶内腔的下部连通，洗气瓶的内腔上部通过第四连通管路与外部连通；所述洗气瓶内装有洗气用的液体，且洗气瓶设置在冰浴锅中；

所述石英管内在对应微波炉腔的部分固定支设有石英烧杯，石英烧杯中设置有热电偶；与热电偶连接的信号线向上延伸并通过设置在石英盖上的通孔穿出，再通过转换器与电脑连接；热电偶还通过穿出石英盖的金属导线接地。