本實(shí)用新型涉及煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種熱解裝置。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，熱解反應(yīng)器都是冷態(tài)進(jìn)料冷態(tài)出料，試驗(yàn)周期長(zhǎng)：物料在反應(yīng)器中要經(jīng)過從室溫緩慢升溫到反應(yīng)溫度的預(yù)熱段、熱解溫度恒溫段、熱解器降溫段3個(gè)過程，物料在爐內(nèi)高溫段(500℃以上)的存放時(shí)間高達(dá)3-6h，這不利于考察熱解時(shí)間對(duì)熱解反應(yīng)的影響規(guī)律。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型提出一種熱解裝置，所述熱解裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置，包括：反應(yīng)管；料槽，所述料槽沿所述反應(yīng)管的長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地設(shè)在所述反應(yīng)管內(nèi)部；加熱爐，所述加熱爐外套在所述反應(yīng)管上；上密封組件，所述上密封組件設(shè)在所述反應(yīng)管的上端且密封所述上端；熱解氣出氣管，所述熱解氣出氣管穿設(shè)在所述上密封組件上且與所述反應(yīng)管連通；下密封組件，所述下密封組件設(shè)在所述反應(yīng)管的下端且密封所述下端；和惰性氣體連通管，所述惰性氣體連通管穿設(shè)在所述下密封組件上且與所述反應(yīng)管連通。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置，通過將料槽可移動(dòng)地設(shè)置在反應(yīng)管內(nèi)，由此不但可以根據(jù)加熱爐的位置或根據(jù)反應(yīng)管內(nèi)的溫度分布靈活調(diào)整料槽的位置，還方便從反應(yīng)管內(nèi)取出料槽或向反應(yīng)管內(nèi)放置料槽，從而簡(jiǎn)化了熱解裝置的結(jié)構(gòu)，提高了操作熱解裝置的便利性。

另外，還實(shí)現(xiàn)了熱解物料熱態(tài)進(jìn)料，熱態(tài)出料的目的，省去了物料從常溫到熱解溫度的預(yù)熱階段和從熱解溫度到常溫的降溫階段；精確控制物料的熱解時(shí)間，有利于考察時(shí)間單因素對(duì)熱解反應(yīng)的影響。

在一些實(shí)施例中，熱解裝置還包括：用于調(diào)節(jié)所述料槽位置的位置調(diào)節(jié)組件，所述位置調(diào)節(jié)組件包括驅(qū)動(dòng)組件和執(zhí)行組件，所述驅(qū)動(dòng)組件與所述執(zhí)行組件的一端連接以驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行組件運(yùn)動(dòng)，所述執(zhí)行組件的另一端伸入至所述反應(yīng)管內(nèi)且與所述料槽固定連接，所述執(zhí)行組件帶動(dòng)所述料槽沿所述反應(yīng)管的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，所述執(zhí)行組件為螺旋桿。

在一些實(shí)施例中，所述執(zhí)行組件為內(nèi)部中空的螺旋桿，所述螺旋桿被構(gòu)造成所述惰性氣體連通管。

在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)管為鋼管。

在一些實(shí)施例中，所述加熱爐位于所述反應(yīng)管的中部。

在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)管的端部設(shè)有向外彎折的翻邊，所述上密封組件和所述下密封組件分別套設(shè)在相應(yīng)的翻邊上。

在一些實(shí)施例中，所述上密封組件包括：卡套，所述卡套套設(shè)在所述反應(yīng)管的上部，所述卡套的上端邊緣向外彎折形成環(huán)狀連接部；上封頭，所述上封頭蓋設(shè)在所述反應(yīng)管的上端，且所述上封頭的部分下端面與所述環(huán)狀連接部的上端面貼合，所述熱解氣出氣管穿設(shè)在所述上封頭上；和緊固件，所述緊固件外套在所述環(huán)狀連接部和所述上封頭的外周緣處用以密封所述環(huán)狀連接部和所述上封頭的裝配縫隙。

在一些實(shí)施例中，所述環(huán)狀連接部和所述上封頭之間夾設(shè)有橡膠密封圈。

在一些實(shí)施例中，所述下密封組件的構(gòu)造與所述上密封組件的構(gòu)造相同。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

熱解裝置100，

反應(yīng)管110，料槽111，翻邊112，墊塊114，連通通道115，

加熱爐120，

上密封組件130，卡套131，環(huán)狀連接部1311，上封頭132，緊固件133，橡膠密封圈134，

下密封組件130’，卡套131’，環(huán)狀連接部1311’，上封頭132’，緊固件133’，橡膠密封圈134’，

熱解氣出氣管140，

惰性氣體連通管160，

焦油冷卻器170，外殼體171，冷卻介質(zhì)進(jìn)口172，冷卻介質(zhì)出口173，

內(nèi)殼體174，熱解氣出口175，冷卻焦油出口176；

執(zhí)行組件181。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置100，包括：反應(yīng)管110、加熱爐120、上密封組件130、熱解氣出氣管140、下密封組件130’、焦油冷卻器170和惰性氣體連通管160。

具體而言，如圖1所示，反應(yīng)管110內(nèi)部設(shè)有料槽111，料槽111可以盛放反應(yīng)物，例如料槽111可以盛放用于參加熱解反應(yīng)的煤炭。為方便取放料槽111，料槽111沿反應(yīng)管110長(zhǎng)度方向(如圖1所示的上下方向)可移動(dòng)地設(shè)在反應(yīng)管110內(nèi)。加熱爐120外套在反應(yīng)管110上，加熱爐120可以對(duì)反應(yīng)管110進(jìn)行加熱。例如，當(dāng)需要將料槽111從反應(yīng)管110內(nèi)取出時(shí)，可以使料槽111向上移動(dòng)指反應(yīng)管110的上端開口處，從而可從反應(yīng)管110的上端將料槽111取出；當(dāng)需要將料槽111放入至反應(yīng)管110內(nèi)時(shí)，將料槽111放入到反應(yīng)管110的上端開口處，然后使料槽111向下移動(dòng)到反應(yīng)管110內(nèi)的適當(dāng)位置，進(jìn)而可以進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)；另外，料槽111的位置還可以根據(jù)反應(yīng)管110內(nèi)溫度分布進(jìn)行調(diào)整，從而可以使熱解裝置100適用于不同的熱解反應(yīng)。

為方便控制加熱溫度，加熱爐120可以為電加熱裝置，便于實(shí)現(xiàn)煤炭的全溫段熱解。上密封組件130設(shè)在反應(yīng)管110的上端且密封反應(yīng)管110的上端，下密封組件130’設(shè)在反應(yīng)管110的下端且密封反應(yīng)管110的下端，由此便于對(duì)反應(yīng)管110進(jìn)行密封。熱解氣出氣管140穿設(shè)在上密封組件130上且與反應(yīng)管110連通，由此便于收集煤炭熱解過程中的熱解氣和焦油。惰性氣體連通管160穿設(shè)在下密封組件130’上且與反應(yīng)管110連通。當(dāng)需要切換煤炭的熱解過程(熱解過程可以為包括低溫?zé)峤?，中溫?zé)峤?，高溫?zé)峤?或者向料槽111內(nèi)添加反應(yīng)物時(shí)，可以先向反應(yīng)管110內(nèi)填充惰性氣體。

當(dāng)利用熱解裝置100熱解煤炭時(shí)，可以將參加熱解反應(yīng)的煤炭等反應(yīng)物放入到料槽111內(nèi)，同時(shí)利用上密封組件130和下密封組件130’分別密封反應(yīng)管110的上端和下端，利用加熱爐120對(duì)反應(yīng)管110進(jìn)行加熱，在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體可以利用熱解氣出氣管140導(dǎo)出至反應(yīng)管110外部，從而便于收集反應(yīng)產(chǎn)物。通過控制加熱爐120的溫度可以使熱解裝置100進(jìn)行低溫?zé)峤?、中溫?zé)峤饣蚋邷責(zé)峤狻．?dāng)需要向料槽111內(nèi)添加反應(yīng)物或需要取出料渣時(shí)，可以先通過惰性氣體連通管160向反應(yīng)管110內(nèi)通入惰性氣體(例如氮?dú)?，當(dāng)惰性氣體充滿整個(gè)反應(yīng)管110、且滿足其他適合打開上密封組件130的條件時(shí)，可以取下上密封組件130，從而可以從反應(yīng)管110的上端取出料槽111等部件。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置100，通過將料槽111可移動(dòng)地設(shè)置在反應(yīng)管110內(nèi)，由此不但可以根據(jù)加熱爐的位置120或根據(jù)反應(yīng)管110內(nèi)的溫度分布靈活調(diào)整料槽111的位置，還方便從反應(yīng)管110內(nèi)取出料槽111或向反應(yīng)管110內(nèi)放置料槽111，從而簡(jiǎn)化了熱解裝置100的結(jié)構(gòu)，提高了操作熱解裝置100的便利性。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱解裝置還可以包括焦油冷卻器170。如圖1所示，焦油冷卻器170包括：外殼體171和內(nèi)殼體174。其中，外殼體171具有冷卻介質(zhì)進(jìn)口172和冷卻介質(zhì)出口173，冷卻介質(zhì)可以從冷卻介質(zhì)進(jìn)口172進(jìn)入到外殼體171內(nèi)部，從冷卻介質(zhì)出口173從外殼體171流出。內(nèi)殼體174設(shè)在外殼體171內(nèi)，內(nèi)殼體174與熱解氣出氣管140連通，且內(nèi)殼體174具有與外界(這里的“外界”可以指外殼體171的外部)連通的熱解氣出口175和冷卻焦油出口176，經(jīng)過冷卻的熱解氣可以從熱解氣出口175流出，內(nèi)殼體174內(nèi)的雜質(zhì)等物質(zhì)可以從冷卻焦油出口176流出。

需要說明的是，熱解氣通過熱解氣出氣管140進(jìn)入到內(nèi)殼體174內(nèi)，而冷卻介質(zhì)填充在外殼體171和內(nèi)殼體174之間的空間區(qū)域內(nèi)，以對(duì)內(nèi)殼體174以及內(nèi)殼體174內(nèi)的熱解氣等物質(zhì)進(jìn)行冷卻，也就是說，焦油冷卻器170采用間接冷卻的方式對(duì)熱解氣等物質(zhì)進(jìn)行冷卻。另外，冷卻介質(zhì)可以是水，也可以是氮?dú)?，冷卻負(fù)荷可通過調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的流率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，冷卻介質(zhì)出口173可以與惰性氣體連通管160連通。也就是說，焦油冷卻器170可以采用惰性氣體(例如氮?dú)?對(duì)內(nèi)殼體174進(jìn)行冷卻，惰性氣體在焦油冷卻器170內(nèi)經(jīng)過換熱后具有較高的溫度，具有較高的溫度的惰性氣體通過惰性氣體連通管160進(jìn)入到反應(yīng)管110內(nèi)，由此不但可以減小反應(yīng)管110內(nèi)溫度下降的幅度，實(shí)現(xiàn)了熱解產(chǎn)物的廢熱循環(huán)利用，而且還縮小了反應(yīng)管110上與惰性氣體連通管160的進(jìn)口處與反應(yīng)管110內(nèi)的溫差，避免了惰性氣體過大的急劇膨脹，導(dǎo)致反應(yīng)管110內(nèi)壓力的波動(dòng)。

需要說明的是，煤炭在高壓條件下進(jìn)行熱解反應(yīng)時(shí)，壓力因素對(duì)熱解過程具有一定的影響，了解壓力因素對(duì)熱解反應(yīng)的影響規(guī)律，有助于了解熱解反應(yīng)過程、提升熱解反應(yīng)的反應(yīng)效率。通常熱解反應(yīng)器都是常壓操作，保持裝置的密閉性相對(duì)簡(jiǎn)單；由于熱解過程中有熱解氣釋放出來，會(huì)對(duì)裝置的壓力帶來很大波動(dòng)，如何保持實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)裝置的壓力穩(wěn)定性是該實(shí)用新型的關(guān)注的重點(diǎn)，這對(duì)考察壓力因素對(duì)熱解過程的影響至關(guān)重要。在本實(shí)用新型實(shí)施例中的熱解裝置同時(shí)配備了焦油冷卻搜集系統(tǒng)和煤氣搜集系統(tǒng)，可精確得到熱解原料的焦油產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)率以及固體產(chǎn)物產(chǎn)率。由此，通過改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，解決了高壓熱解反應(yīng)器密封性和壓力的穩(wěn)定性，并且可以迅速的將高溫煤氣冷卻下來搜集焦油產(chǎn)品；并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的耦合，起到了一加一大于二的效果。

可以理解的是，通過使惰性氣體連通管160與焦油冷卻器170的冷卻介質(zhì)出口173連通，可以將用于冷卻熱解氣體的焦油冷卻器170和用于穩(wěn)定反應(yīng)管110內(nèi)部壓強(qiáng)的穩(wěn)壓裝置集成到焦油冷卻器170，二者實(shí)現(xiàn)了有機(jī)地耦合。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱解裝置還可以包括：用于調(diào)節(jié)所述料槽位置的位置調(diào)節(jié)組件。其中，位置調(diào)節(jié)組件包括驅(qū)動(dòng)組件和執(zhí)行組件181，驅(qū)動(dòng)組件與執(zhí)行組件181的一端連接以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組件運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行組件181的另一端伸入至反應(yīng)管110內(nèi)且與料槽111固定連接，執(zhí)行組件181帶動(dòng)料槽111沿反應(yīng)管110的長(zhǎng)度方向(如圖1所示的上下方向)移動(dòng)。如圖1所示，執(zhí)行組件181穿設(shè)在下密封組件130’上，執(zhí)行組件181的上端與料槽111連接，且驅(qū)動(dòng)組件可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組件181運(yùn)動(dòng)使其沿如圖1所示的上下方向移動(dòng)，當(dāng)執(zhí)行組件181移動(dòng)時(shí)，料槽111隨著執(zhí)行組件181同步移動(dòng)。由此，便于調(diào)整料槽111的位置，同時(shí)也方便從反應(yīng)管110內(nèi)取出料槽111或向反應(yīng)管110內(nèi)放置料槽111。

進(jìn)一步地，為簡(jiǎn)化位置調(diào)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行組件181可以為螺旋桿。更進(jìn)一步地，執(zhí)行組件181為內(nèi)部中空的螺旋桿，螺旋桿被構(gòu)造成惰性氣體連通管160。由此可以將惰性氣體連通管160集成到執(zhí)行組件181上，從而可以簡(jiǎn)化熱解裝置100的結(jié)構(gòu)，減少其部件個(gè)數(shù)，進(jìn)而可以節(jié)約生產(chǎn)成本。

在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，反應(yīng)管110可以為鋼管，優(yōu)選地，反應(yīng)管110材質(zhì)可以采用2520鋼材，該材質(zhì)可以長(zhǎng)時(shí)間在1200℃高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作而不發(fā)生變形，直徑可根據(jù)加熱爐120爐腔直徑確定。進(jìn)一步地，反應(yīng)管110的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L滿足：1m≤L≤1.2m。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)1m≤L≤1.2m時(shí)，上下密封裝置溫度可維持在300℃左右(密封圈耐受溫度以下)，杜絕熱解氣中的焦油和水分在反應(yīng)管中冷凝，以便后續(xù)的油水冷凝收集裝置準(zhǔn)確獲取油水產(chǎn)率，同時(shí)避免密封圈高溫環(huán)境下失效。

在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，加熱爐120位于反應(yīng)管110的中部。當(dāng)加熱爐120位于反應(yīng)管110的中部時(shí)，加熱爐120的加熱效果較佳。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)加熱爐120位于反應(yīng)管110的40-60cm的位置處，加熱爐120的加熱效果較佳。也就是說，加熱爐120與反應(yīng)管110下端之間的垂直距離為40-60cm。

為方便安裝上密封組件130和下密封組件130’，在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，如圖1所示，反應(yīng)管110的端部設(shè)有向外彎折的翻邊112，上密封組件130和下密封組件130’分別套設(shè)在相應(yīng)的翻邊112上。翻邊112可以沿反應(yīng)管110的周向方向延伸且呈環(huán)狀，由此不但便于實(shí)現(xiàn)反應(yīng)管110的密封，還可以增強(qiáng)翻邊112與上密封組件130和下密封組件130’之間的連接強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，如圖1所示，上密封組件130包括：卡套131、上封頭132和緊固件133。其中，卡套131套設(shè)在反應(yīng)管110的上部，卡套131的上端邊緣向外彎折形成環(huán)狀連接部1311。上封頭132蓋設(shè)在反應(yīng)管110的上端，且上封頭132的部分下端面與環(huán)狀連接部1311的上端面貼合，熱解氣出氣管140穿設(shè)在上封頭132上。緊固件133外套在環(huán)狀連接部1311和上封頭132的外周緣處用以密封環(huán)狀連接部1311和上封頭132的裝配縫隙。由此可以將反應(yīng)管110的上端密封連接。

進(jìn)一步地，如圖1所示，環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間夾設(shè)有橡膠密封圈134。由此可以進(jìn)一步提升環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間密封性。

為了簡(jiǎn)化熱解裝置100的結(jié)構(gòu)，減少零部件的個(gè)數(shù)，下密封組件130’的構(gòu)造與上密封組件130的構(gòu)造相同。由此可以降低熱解裝置100的生產(chǎn)成本。例如，如圖1所示，下密封組件130’包括：卡套131’、上封頭132’和緊固件133’。其中，卡套131’套設(shè)在反應(yīng)管110’的下部，卡套131’的下端邊緣向外彎折形成環(huán)狀連接部1311’。上封頭132’蓋設(shè)在反應(yīng)管110’的下端，且上封頭132’的部分上端面與環(huán)狀連接部1311’的下端面貼合，惰性氣體連通管160穿設(shè)在上封頭132’上。緊固件133’外套在環(huán)狀連接部1311’和上封頭132’的外周緣處用以密封環(huán)狀連接部1311’和上封頭132’的裝配縫隙。由此可以將反應(yīng)管110’的上端密封連接。如圖1所示，環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間夾設(shè)有橡膠密封圈134。由此可以進(jìn)一步提升環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間密封性。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖1所示，反應(yīng)管110內(nèi)部可以設(shè)有墊塊114，料槽111可以設(shè)在墊塊114上。由此，便于將料槽111從反應(yīng)管110內(nèi)取出，同時(shí)可以使料槽111位于反應(yīng)管110中部，從而可以提升加熱爐120的加熱效果。進(jìn)一步地，墊塊114上設(shè)有沿上下方向貫通的連通通道115，惰性氣體連通管160與連通通道115連通。

下面參照?qǐng)D1以一個(gè)具體的實(shí)施例詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱解裝置100。值得理解的是，下述描述僅是示例性說明書，而不是對(duì)本實(shí)用新型的具體限制。

如圖1所示，熱解裝置100包括：反應(yīng)管110、加熱爐120、上密封組件130、熱解氣出氣管140、下密封組件130’、焦油冷卻器170、惰性氣體連通管160和用于調(diào)節(jié)所述料槽111位置的位置調(diào)節(jié)組件。

反應(yīng)管110材質(zhì)采用2520鋼材，該材質(zhì)可以長(zhǎng)時(shí)間在1200℃高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作而不發(fā)生變形，直徑可根據(jù)加熱爐120爐腔直徑確定。反應(yīng)管110的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L＝1.1m。

位置調(diào)節(jié)組件包括驅(qū)動(dòng)組件和執(zhí)行組件181，驅(qū)動(dòng)組件與執(zhí)行組件181的一端連接以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組件運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行組件181的另一端伸入至反應(yīng)管110內(nèi)且與料槽111固定連接，執(zhí)行組件181帶動(dòng)料槽111沿反應(yīng)管110的長(zhǎng)度方向(如圖1所示的上下方向)移動(dòng)。如圖1所示，執(zhí)行組件181穿設(shè)在下密封組件130’上，執(zhí)行組件181的上端與料槽111連接，且驅(qū)動(dòng)組件可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組件181運(yùn)動(dòng)使其沿如圖1所示的上下方向移動(dòng)。執(zhí)行組件181形成為內(nèi)部中空的螺旋桿，螺旋桿被構(gòu)造成惰性氣體連通管160伸入到反應(yīng)管110內(nèi)。

當(dāng)執(zhí)行組件181移動(dòng)時(shí)，料槽111隨著執(zhí)行組件181同步移動(dòng)。由此，便于調(diào)整料槽111的位置，同時(shí)也方便從反應(yīng)管110內(nèi)取出料槽111或向反應(yīng)管110內(nèi)放置料槽111。

加熱爐120外套在反應(yīng)管110的中部，加熱爐120可以對(duì)反應(yīng)管110進(jìn)行加熱。上密封組件130和下密封組件130’分別用于密封反應(yīng)管110的兩端。惰性氣體連通管160穿設(shè)在下密封組件130’上且與反應(yīng)管110連通。

反應(yīng)管110的內(nèi)底部放置有墊塊114，墊塊114上放置有料槽111，料槽111內(nèi)可以盛放反應(yīng)物，例如料槽111可以盛放用于參加熱解反應(yīng)的煤炭。墊塊114可以為耐高溫墊塊，其作用是支撐料槽111，保證料槽111整體處在高溫區(qū)域，耐高溫墊塊114中間開有一直徑為2cm的連通通道115，惰性氣體連通管160與連通通道115連通，其作用是作為惰性氣體通道，以便惰性氣體進(jìn)入到反應(yīng)管110內(nèi)。

熱解氣出氣管140穿設(shè)在上密封組件130上，且熱解氣出氣管140的一端與反應(yīng)管110連通，另一端與焦油冷卻器170連通。熱解裝置100在反應(yīng)的過程中，熱解裝置100產(chǎn)生的熱解氣以及其他反應(yīng)產(chǎn)物可以通過熱解氣出氣管140進(jìn)入到焦油冷卻器170內(nèi)從而可以快速將高溫煤氣冷卻以收集熱解氣、焦油或其產(chǎn)品，進(jìn)而可以提高熱解反應(yīng)所得到熱解原料的焦油產(chǎn)率、煤氣產(chǎn)率以及固體產(chǎn)物產(chǎn)率的精度。

進(jìn)一步地，如圖1所示，焦油冷卻器170包括：外殼體171和內(nèi)殼體174。其中，外殼體171具有冷卻介質(zhì)進(jìn)口172和冷卻介質(zhì)出口173，冷卻介質(zhì)可以從冷卻介質(zhì)進(jìn)口172進(jìn)入到外殼體171內(nèi)部，從冷卻介質(zhì)出口173從外殼體171流出。內(nèi)殼體174設(shè)在外殼體171內(nèi)，內(nèi)殼體174與熱解氣出氣管140連通，且內(nèi)殼體174具有熱解氣出口175和冷卻焦油出口176，經(jīng)過冷卻的熱解氣可以從熱解氣出口175流出，內(nèi)殼體174內(nèi)的雜質(zhì)等物質(zhì)可以從冷卻焦油出口176流出。

需要說明的是，熱解氣通過熱解氣出氣管140進(jìn)入到內(nèi)殼體174內(nèi)，而冷卻介質(zhì)填充在外殼體171和內(nèi)殼體174之間的空間區(qū)域內(nèi)，以對(duì)內(nèi)殼體174以及內(nèi)殼體174內(nèi)的熱解氣冷卻，也就是說，焦油冷卻器170采用間接冷卻的方式對(duì)熱解氣進(jìn)行冷卻。另外，冷卻介質(zhì)可以是水，也可以是氮?dú)?，冷卻負(fù)荷可通過調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的流率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

如圖1所示，冷卻介質(zhì)出口173與惰性氣體連通管160連通。也就是說，焦油冷卻器170可以采用惰性氣體(例如氮?dú)?對(duì)內(nèi)殼體174進(jìn)行冷卻，惰性氣體在焦油冷卻器170內(nèi)經(jīng)過換熱后具有較高的溫度，具有較高的溫度的惰性氣體通過惰性氣體連通管160進(jìn)入到反應(yīng)管110內(nèi)，由此不但可以減小反應(yīng)管110內(nèi)溫度下降的幅度，實(shí)現(xiàn)了熱解產(chǎn)物的廢熱循環(huán)利用，可以節(jié)省熱解裝置100的10％-20％的熱量，而且還縮小了反應(yīng)管110上與惰性氣體連通管160的進(jìn)口處與反應(yīng)管110內(nèi)的溫差，避免了惰性氣體過大的急劇膨脹，導(dǎo)致反應(yīng)管110內(nèi)壓力的波動(dòng)。

需要說明的是，煤炭在高壓條件下進(jìn)行熱解反應(yīng)時(shí)，壓力因素對(duì)熱解過程具有一定的影響，了解壓力因素對(duì)熱解反應(yīng)的影響規(guī)律，有助于了解熱解反應(yīng)過程、提升熱解反應(yīng)的反應(yīng)效率。通常熱解反應(yīng)器都是常壓操作，保持裝置的密閉性相對(duì)簡(jiǎn)單；由于熱解過程中有熱解氣釋放出來，會(huì)對(duì)裝置的壓力帶來很大波動(dòng)，如何保持實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)裝置的壓力穩(wěn)定性是該實(shí)用新型的關(guān)注的重點(diǎn)，這對(duì)考察壓力因素對(duì)熱解過程的影響至關(guān)重要。在本實(shí)用新型實(shí)施例中的熱解裝置同時(shí)配備了焦油冷卻搜集系統(tǒng)和煤氣搜集系統(tǒng)，可精確得到熱解原料的焦油產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)率以及固體產(chǎn)物產(chǎn)率。由此，通過改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，解決了高壓熱解反應(yīng)器密封性和壓力的穩(wěn)定性，并且可以迅速的將高溫煤氣冷卻下來搜集焦油產(chǎn)品；并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的耦合，起到了一加一大于二的效果。

可以理解的是，通過使惰性氣體連通管160與焦油冷卻器170的冷卻介質(zhì)出口173連通，可以將用于冷卻熱解氣體的焦油冷卻器170和用于穩(wěn)定反應(yīng)管110內(nèi)部壓強(qiáng)的穩(wěn)壓裝置集成到焦油冷卻器170，二者實(shí)現(xiàn)了有機(jī)地耦合。

為方便控制，反應(yīng)管110內(nèi)部的壓強(qiáng)，可以在惰性氣體連通管160上設(shè)置第一閥體，檔需要向反應(yīng)管110內(nèi)通入惰性氣體時(shí)，可以打開第一閥體，使焦油冷卻器170內(nèi)的惰性氣體進(jìn)入到反應(yīng)管110內(nèi)。進(jìn)一步地，惰性氣體連通管160上設(shè)有穩(wěn)壓支路，穩(wěn)壓支路的一端連接在冷卻介質(zhì)出口173和第一閥體之間，且穩(wěn)壓支路上設(shè)有第二閥體，由此可以通過控制第一閥體和第二閥體的開關(guān)、控制惰性氣體連通管160和穩(wěn)壓支路的通斷，從而可以根據(jù)反應(yīng)管110內(nèi)的實(shí)際反應(yīng)情況控制反應(yīng)管110內(nèi)的壓強(qiáng)。

如圖1所示，上密封組件130包括：卡套131、上封頭132、橡膠密封圈134和緊固件133。其中，卡套131套設(shè)在反應(yīng)管110的上部，卡套131的上端邊緣向外彎折形成環(huán)狀連接部1311。上封頭132蓋設(shè)在反應(yīng)管110的上端，且上封頭132的部分下端面與環(huán)狀連接部1311的上端面貼合，熱解氣出氣管140穿設(shè)在上封頭132上。緊固件133外套在環(huán)狀連接部1311和上封頭132的外周緣處用以密封環(huán)狀連接部1311和上封頭132的裝配縫隙。由此可以將反應(yīng)管110的上端密封連接。下密封組件130’的構(gòu)造和上密封組件130的構(gòu)造相同，裝配位置相反，這里不再贅述。

進(jìn)一步地，橡膠密封圈134夾設(shè)在環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間，橡膠密封可以是O型密封圈。由此可以進(jìn)一步提升環(huán)狀連接部1311和上封頭132之間密封性。為了簡(jiǎn)化熱解裝置100的結(jié)構(gòu)，減少零部件的個(gè)數(shù)，下密封組件130’的構(gòu)造與上密封組件130的構(gòu)造相同。由此可以降低熱解裝置100的生產(chǎn)成本。

下面介紹熱解裝置100的試驗(yàn)方法與步驟：

第一，將反應(yīng)管110下端卡套131與上封頭132之間設(shè)置橡膠密封圈134，并且通過緊固件133將卡套131、橡膠密封圈134與上封頭132固定在反應(yīng)管110的下端，惰性氣體連通管160穿設(shè)在下密封組件130’上；

第二，將耐高溫墊塊114放入反應(yīng)管110內(nèi)，確保耐高溫墊塊114的連通通道115與惰性氣體連通管160連通；

第三，將裝有稱量好的物料的料槽111放入反應(yīng)管110，置于耐高溫墊塊114之上；

第四，將上述組裝好的反應(yīng)管110放入加熱爐120爐腔并固定好，保證反應(yīng)管110與爐腔內(nèi)襯不存在互相吃力的情況發(fā)生；

第五，將反應(yīng)管110上端的卡套131與上封頭132之間設(shè)置與橡膠密封圈134，并且通過緊固件133將卡套131、橡膠密封圈134與上封頭132固定在反應(yīng)管110的上端，通過熱解氣出氣管140連通焦油冷卻器170；

第六，設(shè)定好升溫程序，開始試驗(yàn)，同時(shí)為焦油冷卻器170接通冷卻介質(zhì)(例如氮?dú)?。

第七，溫度達(dá)到之后，擰開反應(yīng)管110上端的上密封組件130，然后將裝有一定質(zhì)量物料的料槽111放入到反應(yīng)管110中，并且與螺旋桿焊接在一起的托盤之上，然后將上封頭132與反應(yīng)管110上端的卡套131通過緊固件133緊固在一起，熱解實(shí)驗(yàn)正式開始，設(shè)定反應(yīng)時(shí)間達(dá)到以后，旋轉(zhuǎn)螺旋桿將料槽111升至反應(yīng)管110上端出口出，并打開反應(yīng)管110上端的上密封組件130，將料槽取出并冷卻，一次試驗(yàn)結(jié)束。

通過設(shè)置上述的熱解裝置還帶來了以下有益效果：

1、兼具低溫、中溫、高溫?zé)峤夤δ?，可根?jù)實(shí)驗(yàn)需要靈活調(diào)整；

2、通過改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，解決了高溫環(huán)境下熱解器的密封問題，反應(yīng)器可長(zhǎng)期穩(wěn)定在高溫環(huán)境下運(yùn)行而降低氣體泄漏的概率；

3、在該實(shí)施例中，熱解操作相對(duì)簡(jiǎn)單，反應(yīng)管與加熱爐一次組裝完成后，可連續(xù)重復(fù)試驗(yàn)，無需反復(fù)拆卸反應(yīng)管，只需將反應(yīng)管上端卡箍擰開即可經(jīng)物料取出，方便快捷；

4、可快速將高溫?zé)峤鈿庵袛y帶的焦油產(chǎn)品通過冷卻裝置冷卻下來并收集起來；

5、安全可靠，一旦發(fā)生煤氣泄漏或者燃燒，可通過反應(yīng)管下端連接的氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)為反應(yīng)管噴吹氮?dú)獾榷栊詺怏w，可避免物料發(fā)生燃燒現(xiàn)象，避免燃燒對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，化解危險(xiǎn)；

6、通過使惰性氣體連通管160與焦油冷卻器170的冷卻介質(zhì)出口173連通，可以將用于冷卻熱解氣體的焦油冷卻器170和用于穩(wěn)定反應(yīng)管110內(nèi)部壓強(qiáng)的穩(wěn)壓裝置集成到焦油冷卻器170，二者實(shí)現(xiàn)了有機(jī)地耦合，起到了一加一大于二的效果，可以節(jié)省系統(tǒng)10％-20％的熱量；

7、實(shí)現(xiàn)考擦壓力因素對(duì)熱解過程的影響，壓力范圍是常壓-2MPa；

8、可以減少反應(yīng)管110內(nèi)壓力的波動(dòng)范圍，更加精確的控制反應(yīng)管110內(nèi)的壓力，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確；

9、可以實(shí)現(xiàn)熱解物料熱態(tài)進(jìn)料，熱態(tài)出料的目的，省去了物料從常溫到熱解溫度的預(yù)熱階段和從熱解溫度到常溫的降溫階段；精確控制物料的熱解時(shí)間，有利于考察時(shí)間單因素對(duì)熱解反應(yīng)的影響。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。