[实用新型]一种用于煤炭热解的实验装置

说明书

本实用新型提供了一种用于煤炭热解的实验装置，包括吹扫气瓶、温控终端、热电偶、陶瓷管炉、干馏管、石英棉、样品收集系统，所述样品收集系统包括冷凝管、产物收集瓶、杜瓦瓶、气体收集袋，所述干馏管设置在陶瓷管炉之间，吹扫气瓶通过管线连接并与干馏管贯通，石英棉、与温控终端连接的热电偶设置在干馏管内，干馏管一端通过管路连接冷凝管的进口端，冷凝管设置在产物收集瓶上方，且冷凝管和产物收集瓶均设置在杜瓦瓶内，冷凝管的出口端通过管路连接气体收集袋。本实用新型具有结构简单，施工搭设方便，使用效果好的优点。

技术领域

本实用新型属于煤炭实验试验设备技术领域，尤其涉及煤的热解实验中使用的一种用于煤炭热解的实验装置。

背景技术

煤的热解实验是通过将煤在一定实验条件下，加以一定的压力或仅在常压条件，对煤进行加热，使煤受热分解产生煤焦油、煤气、水以及半焦的过程，现有技术相应的实验方法一般通过固定床热解实现，较为成熟的实验方法是格金低温干馏法和铝甄低温干馏法，以格金低温干馏法为例，格金干馏装置主要包括程序控温仪、热电偶、可摇提升器摇柄、保温炉胆、干馏管、导气管、锥形瓶、水槽、溢水槽等结构，实验过程为：将清洁干燥的干馏管向上倾斜插入带孔木架中通过漏斗将称好的样品小心倒入干馏管内，将装好样品的干馏管支管向下横放，用石棉垫放入管中加入少量石棉绒缓慢推至管中，用耐热橡皮塞赛紧干馏管口，在干馏管支管上装上带有玻璃导气管的耐热橡皮塞并称重。在格金干馏炉的水槽中放入适量15℃的水，使锥形瓶高度的2/3浸入水中保持水温及水位恒定；装样完成后，对干馏炉进行程序升温开始热解实验，实验过程中产生的焦油和水在进入锥形瓶中后冷却并收集，气体组成随导管排出；热解结束以后将水槽向下移动使锥形瓶露出水面，立即取下干馏管和锥形瓶，稍稍倾斜使干馏管及支管上的冷凝物尽量流入瓶内。取下锥形瓶，盖紧下皮塞，擦干锥形瓶外壁水分后称重，减去空瓶质量为干馏冷凝物的质量；将干馏管冷却至室温后取下橡皮塞称重，用蘸有丙酮的棉花将干馏管支管内外的焦油擦洗，放置3-5分钟待丙酮挥发完全，再装上橡皮塞再次称重，前后两次所得质量之差，即为干馏管及支管内附着焦油质量，去油后干馏管质量与实验前干馏管质量之差即为半焦总质量。在锥形瓶中加入一定量二甲苯，接上水分测定管并于冷凝器相连，装配好的锥形瓶放在砂浴上，冷凝器通入冷却水，将砂浴通电加热并控制蒸馏速度，使从冷凝器末端滴下的液滴数为2-4滴/s，当水分测定管中水量在10min内不增加时停止蒸馏并读取水分测定管内水的体积，根据水的体积换算为水的质量然后用锥形瓶与冷凝物总质量减去水的质量和空锥形瓶的质量即为焦油产率。该方法存在主要问题如下：样品称取和装样的中间过程较多，使得实验误差增大；作为防止样品粉末被气体吹出的石棉绒，其矿物组成较为复杂，对于所得半焦的进一步分析研究会造成污染，实验样品管密封采用耐热橡皮塞，实际上橡皮塞的耐热性随着使用时间的增加，会逐渐降低，也会对实验造成一定的误差；煤焦油收集时所用的冷凝水为15℃，这对部分低沸点的产物收集不利；实验所得气体直接排出一方面失去了一部分重要的产物信息，另一方面还污染了环境；实验温度控制通过热电偶对炉温控制实现，温度误差要求为10℃，这一温度误差过高，对于一些有精确计算要求的分析严重不利；热解实验所得焦油收集采用锥形瓶实现，同时由于热解实验管的温度不均一，还会有大量焦油冷凝在实验管路和样品管口以及耐热橡皮塞上，需要后期使用有机溶剂对其进行清洗和收集，中间过程较多，容易造成误差；实验结束后所有实验装置使用洗涤剂清洗，难以保证完全清洗，给下一次实验带来误差隐患。

实用新型内容

针对上述背景技术的阐述，为克服上述问题，本实用新型提供一种用于煤炭热解的实验装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于煤炭热解的实验装置，包括吹扫气瓶、温控终端、热电偶、陶瓷管炉、干馏管、石英棉、样品收集系统，所述样品收集系统包括冷凝管、产物收集瓶、杜瓦瓶、气体收集袋，所述干馏管设置在陶瓷管炉之间，吹扫气瓶通过管线连接并与干馏管贯通，石英棉、与温控终端连接的热电偶设置在干馏管内，干馏管一端通过管路连接冷凝管的进口端，冷凝管设置在产物收集瓶上方，且冷凝管和产物收集瓶均设置在杜瓦瓶内，冷凝管的出口端通过管路连接气体收集袋。