CN102936505A - 实验室用生物炭炭化炉 - Google Patents
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Abstract
一种实验室用生物炭炭化炉,包括加料罐,加热钢管,电阻丝,温度传感器,外壳和盖子,其特征是加料罐为上端开口而底部密闭的空心钢桶结构,加热钢管为上端开口下端封闭的圆柱形结构,加料罐插入加热钢管中,在加热钢管外设置加热层,加热层为缠绕的带绝缘瓷珠的加热电阻丝;加热层外包覆隔热保温层;在加热层与隔热保温层之间设置温度传感器;盖子上设有出气通道,盖子与外壳之间设置固定开关。本发明的优点是制取过程可靠、安全,制取效率高,成本低,节省能源,能满足实验室对生物炭研究的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验室用炭化炉,特别是一种应用于在实验室将农林废弃物制成生物炭的炭化炉。
背景技术
生物炭制取过程中大约1/3原料变为生物炭,1/3变为可用于发电的物质,另1/3则形成原油。因此生物炭也使得我们能够一次性解决三个重大危机:气候变化危机,能源危机,以及食品和水资源危机。生物炭的研究成为了众多学者的目标,但是实验室里制取生物炭还没有一个性价比高的装置,有些实验室是去购买一些生产商的炭化设备,但是购买价格比较高,一套小型实验室炭化装置在6000元以上,由于其生产的规格限制,一些设计不能够满足实验室对炭化过程的研究需要,例如,市场上的炭化装置大多最高温度是500℃,这个温度对于制造生物炭是足够的,但是对于研究工作则形成了束缚,同时不能实施一些数据采集点,从而影响了研究工作的进一步开展,如果花昂贵的钱去买更高端的设备,显然大大提高费用支出。
发明内容
本发明的目的是提供一种实验室用生物炭炭化炉,制取过程可靠、安全,制取效率高,成本低,节省能源,能满足实验室对生物炭研究的要求。
本发明提供的技术方案如下:包括加料罐,加热钢管,电阻丝,温度传感器,外壳和盖子,其特征是:加料罐为上端开口而底部密闭的空心钢桶结构,加热钢管为上端开口下端封闭的圆桶形结构,加料罐插入加热钢管中,在加热钢管外设置加热层,加热层为缠绕的带绝缘瓷珠的加热电阻丝;加热层外包覆隔热保温层;在加热层与隔热保温层之间设置温度传感器;盖子上设有出气通道,盖子与外壳之间设置固定开关。
上述的盖子上设有温度传感器插入口,温度传感器插入口为螺丝口。
上述外壳侧面沿轴向切割成两半,两半的切割处一侧通过合叶将其铰接在一起,另一侧安装外壳锁。
上述的固定开关设置固定筒体,筒体内设置固定杆套管和弹簧,在筒体上活动穿装固定杆,固定杆的外端焊接固定顶片和固定圈,固定顶片的两侧铰接连杆,施力手柄内端通过旋转点铰接在筒体上,同时,施力手柄的中部与连杆铰接;在固定杆上固定连接压缩弹簧和防止固定杆脱出筒体的卡片;另外设置穿装在固定圈上的固定棒。
本发明的优点是:1、在实验室里能快速高效率制取适量生物炭,加料罐是一个独立的可以自由取出和放入的空心圆柱钢桶结构,通过与其相对应的盖子将其盖上。当农林废弃物经过高温、高压加工后,可以与加料罐一起脱离制造炉,能减少生物炭冷却的时间,同时避免刚加工好的生物炭与空气直接接触而产生反应。2、在加热层与隔热保温层之间设置温度传感器,可以外接温度控制器来控制加热温度。3、设有温度传感器插入口,并设计为螺丝口,在不需要测量的情况下可以装上密封螺丝,保证了加料罐内的密闭性。方便实时测量加料层内的温度变化,同时,温度传感器插入口可以适用为其它测量元件的插入口。4、降低成本,适应需求。5、最高温度可以达到800℃,能很好满足在高温炭化条件下的研究需求。
附图说明
图1是本发明结构的剖视图(加盖)。
图2是本发明结构的剖视图(去盖)。
图3是加料罐和加热钢管外端伸出外壳示意图(侧视图)。
图4是本发明结构的正视图。
图5是图4的左侧视图。
图6是图4的右侧视图。
图7是加料罐盖子的内侧正视图。
图8是固定开关的结构示意图。
附图中零部件序号:传感器接线柱1,导线接线柱2,左接线盒3,电阻丝4,温度传感器5,外壳6,右接线盒7,盖子8,传感器插入口9,固定棒10,出气通道11,固定圈12,固定开关13,外壳切割处14,外壳锁15,固定螺丝16,支架17,隔热保温层18,加热钢管19,加料罐20,固定杆21,施力手柄22,外凹槽23,内凹槽24,旋转点25,弹簧26,筒体27,顶片28,连杆29,卡片30,固定杆套管31。
具体实施方式
见图1—8,本发明结构主要由三层构成:里层是加料罐,中间层是加热层,外层是隔热保温层。具体结构如下:加料罐20为空心钢桶结构,其底部是密闭焊接,上端开口;加热层包括一个不锈钢加热钢管19,加热钢管19是一个上端开口下端封闭的圆桶形钢管,在加热钢管19外缠绕带绝缘瓷珠的加热电阻丝4;其中小瓷珠紧密排列套在镍铬合金电阻丝上,小瓷珠的作用是将电阻丝和加热层钢管进行绝缘,加热电阻丝4两端分别连接左、右接线盒3、4进行固定。将加料罐20插入在加热钢管19中,这样不仅能够使加料罐20内的温度更加稳定,同时还提高了提取制备好生物炭的效率;加热钢管19的正下方固定两根螺丝16,其作用是将加热钢管19与外壳6固定。
隔热保温层18由耐高温硅酸铝纤维毯制成,耐高温毯将加热层包覆3-5层,能减少加热层温度的散失。在最外部设置不锈钢外壳6,外壳6一端设有底面,另一端为开口。其下端有四根固定支架17对其进行固定。为方便取放和维修加热层,将外壳做成可以打开的“箱子”,即将外壳侧面按轴向切割处14切成两半,两半的切割处一侧通过合叶将其铰接在一起,另一侧安装外壳锁15。在外壳的一个底面上设置传感器接线柱1和导线接线柱2。传感器接线柱1内连接温度传感器5,温度传感器5安装在加热层与隔热保温层之间,温度传感器为K型热电偶;导线接线柱2内连接左、右接线盒3、7。
见图3, 加热钢管19与加料罐20高度一致,但长于外壳6,因此两者的开口端伸出外壳开口端;开口处配有与之相对应的盖子8,见图7。盖子是用310不锈钢制成的圆形部件,盖子8上开有传感器插入口9和出气通道11。传感器插入口设计成螺丝口,当传感器不需要插入炉体内时可以将其用螺丝拧上,这样可以加强炉体内的密闭性。出气通道11为半径1.5cm的金属软管,其作用是将农林废弃物炭化时所产生的气体和液体排出加料罐。盖子8内侧上设有外凹槽23、内凹槽24,内凹槽24与加料罐相吻合,外凹槽23与加热钢管相吻合,其作用是保证炉体内的密闭性。当盖子8盖到加料口上的时候可以通过安装在外壳上两侧的固定开关13和固定棒10将盖子加固。当然也可以采用现有的锁固件固定盖子。采用实施例中的固定开关13结构如下:见图8,在外壳6上焊接固定筒体27,筒体27两端封闭,筒体27内设置固定杆套管31和弹簧26,在筒体27上活动穿装固定杆21,固定杆21的外端焊接固定顶片28和固定圈12,固定顶片28的两侧铰接连杆29,施力手柄22内端通过旋转点25铰接在筒体27上,同时,施力手柄22的中部与连杆29铰接;在固定杆21上固定连接卡片30,卡片30起到压缩弹簧26和防止固定杆21脱出筒体27的作用。当要固定盖子8时,将固定棒10穿过两边的固定圈12,用手将两个施力手柄22向下压,固定杆21会伸入固定杆套管31,当两个施力手柄22与筒体27平行时,即完成了锁紧固定。当要放松的时候,将施力手柄22向上提起,克服死点,完成逆运动,抽出固定棒10,即可打开盖子8。
Claims (1)
1.一种实验室用生物炭炭化炉,包括加料罐,加热钢管,电阻丝,温度传感器,外壳和盖子,其特征是:加料罐为上端开口而底部密闭的空心钢桶结构,加热钢管为上端开口下端封闭的圆桶形结构,加料罐插入加热钢管中,在加热钢管外设置加热层,加热层为缠绕的带绝缘瓷珠的加热电阻丝;加热层外包覆隔热保温层;在加热层与隔热保温层之间设置温度传感器;盖子上设有出气通道,盖子与外壳之间设置固定开关。
2.根据权利要求1所述的实验室用生物炭炭化炉,其特征是:盖子上设有温度传感器插入口,温度传感器插入口为螺丝口。
3.根据权利要求1所述的实验室用生物炭炭化炉,其特征是:固定开关设置固定筒体,筒体内设置固定杆套管和弹簧,在筒体上活动穿装固定杆,固定杆的外端焊接固定顶片和固定圈,固定顶片的两侧铰接连杆,施力手柄内端通过旋转点铰接在筒体上,同时,施力手柄的中部与连杆铰接;在固定杆上固定连接压缩弹簧和防止固定杆脱出筒体的卡片。
4.根据权利要求1所述的实验室用生物炭炭化炉,其特征是:外壳侧面沿轴向切割成两半,两半的切割处一侧通过合叶将其铰接在一起,另一侧安装外壳锁。
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