專利名稱：一種用于實驗室的冷凝器的制作方法
技術領域：
本實用新型設計了一種煤粉、生物質和固體廢棄熱工技術研究時的實驗裝置，可用于實驗室的冷凝器，涉及煤、生物質和固體廢棄物等可燃原料燃燒、熱解和氣化等熱工技術研究研究領域。
背景技術：
目前，出于環境污染、能源高效利用方面的考慮，基于煤、生物質、可燃固體廢棄物等可燃原料的熱解、氣化等熱處理方式已經得到了廣泛研究。生物質、生活垃圾熱解制取焦油，煤、生物質和生活垃圾氣化制取高值氣體是當前的研究熱點。在以上熱處理方式的研究中，焦油的冷凝和收集是一個關鍵的問題。傳統的焦油冷凝方式是用冷阱或將含有有機溶劑的吸收瓶進行冷凝，這主要有存在幾個問題(1)傳統的冷凝系統為了有效的冷凝吸收焦油，通常在冷阱或吸收瓶中添加一定量的有機溶劑， 在冷阱或吸收瓶外布置冰水混合物輔助冷卻。在進行實驗時將熱解氣或氣化氣通入冷阱或吸收瓶，利用有機溶劑吸收焦油，實驗結束后利用蒸餾等方式將有機溶劑與焦油分離開， 而蒸餾通常會耗費很長時間；(2)在使用流化床等需要連續給粉的反應器進行實驗時，由于焦油量較大而單個的冷阱或吸收瓶冷卻效果不佳，往往需要將幾個吸收瓶進行聯用，這樣通常會占用比較大的空間并且會使整個實驗系統的氣密性降低；(3)傳統的實驗室冷凝器重復利用效果差。因為在傳統冷凝系統中氣體通常要流經較細、較長的管路，氣體不斷冷凝，因此焦油會不可避免的附著在這些細長的管路中，而這些管路清洗困難，對實驗精確度有顯著影響，重復利用效果較差。另外，在煤、生物質和固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術研究領域，氣體蒸發收集冷凝后的液體是一種常見的實驗手段，提高冷凝效率對實驗精度等有重要的影響。因此，開發一種具有高效冷凝效率、便于清洗和密封良好的實驗室用冷凝器有重要的意義。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種用于實驗室的冷凝器，該冷凝器結構設計合理， 可提高冷凝器的冷凝效率，有利于焦油的冷卻、收集；同時，密封問題也得到改善；分離焦油、清洗冷凝器的過程也更簡單、易于操作。本實用新型提供的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于它包括內層套筒、冷卻介質注入管和外層套筒；內層套筒上開有一個進氣口、一個出氣口、至少一個溢流孔，內層套筒的外壁加工成螺旋形；外層套筒上開有傾倒槽和至少兩個泄水栓，泄水栓中至少有一個位于套筒外壁頂部，一個位于底部；外層套筒設有夾層，夾層內填充冷卻介質，冷卻介質注入管位于內層套筒內，并且接底部、且與外層套筒的夾層連通，外層套筒內壁加工成螺旋形。作為上述技術方案的改進，內層套筒和外層套筒之間的空隙處填充有聚四氟乙烯螺旋屑；內、外層套筒的連接處采用磨砂口進行裝配。具體而言，本實用新型具有以下技術特點1.由于冷凝效果突出，本冷凝器在冷凝過程中不需要加入有機溶劑輔助冷凝吸收焦油，只需在實驗結束后用少量有機溶劑將冷凝器中的焦油溶解、蒸餾分離，縮短了實驗時間；2.由于本冷凝器冷卻效率高，實驗中減少了冷凝器的使用數量，使實驗系統氣密性更好，同時節省了空間；3.由于本冷凝器采用套筒式結構，避免了難以簡便清洗的細長管路，重復利用效果好。本實用新型可用于煤、生物質、固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術研究。
圖1為本實用新型裝置提供的結構示意圖。圖2為本實用新型裝置提供的外層套筒結構示意圖。圖3為本實用新型裝置提供的內層套筒結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實例和附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。如圖1所示，本實用新型提供的冷凝器采用便于清洗裝拆的套筒式結構，它包括內層套筒3、冷卻介質注入管5和外層套筒8。內層套筒3上開有一個進氣口 2、一個出氣口 6、至少一個溢流孔4，內層套筒3的外壁加工成螺旋形，螺旋形結構可以大大增大換熱面積，加強冷凝效果。外層套筒8上開有傾倒槽1和至少兩個泄水栓，至少有一個泄水栓7位于套筒外壁頂部，一個泄水栓9位于底部。外層套筒設有夾層，夾層內填充冷卻介質，冷卻介質注入管位于內層套筒3內，并且接底部與外層套筒8的夾層連通，外層套筒8內壁加工成螺旋形，以增大換熱面積。內、外層套筒的連接處采用磨砂口進行裝配，可以保證系統的氣密性。 內、外層套筒間的空隙填充聚四氟乙烯螺旋屑，目的是增加凝結核，提高冷凝效率。冷卻介質(如液氮、冰水等)通過冷卻介質注入管1注入外層套管8并填充滿外層套筒夾層及冷卻介質注入管1。實驗時，泄水栓7和9兩個孔的軸線垂直布置，實驗結束后，將泄水栓9旋轉90°，使兩個孔的軸線重合以排出冷卻介質。熱解氣或氣化氣從進氣口 2進入冷凝器，然后從內層套筒3與外層套筒8底部的間隙進入外層套筒8。氣體與內外層套筒間填充的聚四氟乙烯螺旋屑充分接觸，聚四氟乙烯螺旋屑提供更大的冷卻界面，同時內外層套筒上的螺紋表面大大增加了換熱面積，有效的增強了換熱效率。當焦油液面高過內外層套筒底端間隙時，氣體可以從溢流孔4進入外層套筒，從而進入到下一級冷凝器。實驗結束后，將少量有機溶劑倒入外層套筒，然后將內、外層套筒連接好，震蕩冷凝器使焦油充分溶于有機溶劑，最后將溶有焦油的有機溶劑倒出、蒸餾分離。外層套筒頂部設計有傾倒槽，方便有機溶劑轉移。 以上所述為本實用新型的實施例，但本實用新型不局限于該實施例和附圖所公開的內容。凡是不脫離本實用新型所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于它包括內層套筒、冷卻介質注入管和外層套筒；內層套筒上開有一個進氣口、一個出氣口、至少一個溢流孔，內層套筒的外壁加工成螺旋形；外層套筒上開有傾倒槽和至少兩個泄水栓，泄水栓中至少有一個位于套筒外壁頂部， 一個位于底部；外層套筒設有夾層，夾層內填充冷卻介質，冷卻介質注入管位于內層套筒內，并且接底部、且與外層套筒的夾層連通，外層套筒內壁加工成螺旋形。
2.根據權利要求1所述的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于內層套筒和外層套筒之間的空隙處填充有聚四氟乙烯螺旋屑。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于內、外層套筒的連接處采用磨砂口進行裝配。
專利摘要本實用新型涉及一種用于實驗室的冷凝器，可用于煤、生物質、固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術研究研究。冷凝器包括冷卻介質注入管、進氣口、內層套筒、溢流孔、出氣口、泄水栓、外層套筒、泄水栓，傾倒槽。冷凝器采用套筒式結構，便于設備的清洗和焦油的收集；內外層套筒均加工有螺紋，提高了冷凝器的換熱效果；外層套筒設有夾層，內填冷卻介質，加強了冷凝器的冷凝能力；內外層套筒間填充有聚四氟乙烯螺旋屑，其作用是增加凝結核，進一步促進焦油的冷凝；內、外層套筒采用磨砂接口相連，可以提高氣密性。整個冷凝器可以有效地提高焦油的冷凝效率。
文檔編號C10K1/04GK202322760SQ20112046157
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月20日 優先權日2011年11月20日
發明者萬旦, 喬瑜, 劉帥, 姚明志, 徐靜穎, 楊真樂, 桂本 申請人:華中科技大學