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编辑：中冶有色技术网
来源：辽宁科技大学
权利要求
1.碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，包括： 反应装置，所述反应装置中放置待测定液体样品； 固定装置，所述固定装置与所述反应装置的第一端连接； 冷热环境及废液处理混合系统，所述冷热环境及废液处理混合系统放置在所述固定装置的下方并与之相连通，所述反应装置的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统； 支架，所述支架上固定连接有蒸馏冷凝测水系统，所述蒸馏冷凝测水系统与所述反应装置相连。2.如权利要求1所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述反应装置包括： 试管，所述试管的第一端与所述固定装置连接，所述试管的第二端穿过所述固定装置的底部并延伸至所述冷热环境及废液处理混合系统中； 漏斗，所述漏斗的第一端与所述试管的第二端连接，所述漏斗的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统； 其中，所述试管与所述漏斗密封连接。 3.如权利要求2所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述试管上设置有第一支管和第一阀门，所述第一支管与所述蒸馏冷凝测水系统相连，所述第一阀门设置于所述第一支管的上方，所述第一支管上设置有第二阀门。 4.如权利要求2所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述漏斗中放置所述待测定液体样品，所述漏斗上设置有第三阀门，所述第三阀门露于所述冷热环境及废液处理混合系统底部的外侧。 5.如权利要求2所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述固定装置包括： 若干试管夹，若干所述试管夹与所述试管的第一端固定连接，所述反应装置的第二端穿过孔洞与所述漏斗相连； 其中，所述孔洞的孔径与所述试管的第二端的管径相契合，所述孔洞的数量与所述试管夹、所述试管的数量相同。 6.如权利要求1所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，还包括： 重量变化测定系统，所述重量变化测定系统设置于冷热环境及废液处理混合系统外。 7.如权利要求1所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述冷热环境及废液处理混合系统包括： 发热管，所述发热管设置于所述冷热环境及废液处理混合系统内部的两侧壁上，所述发热管与加热控制开关连接； 其中，所述冷热环境及废液处理混合系统内放置油浴所用的油。 8.如权利要求7所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述冷热环境及废液处理混合系统还包括： 第四阀门，所述第四阀门穿过所述冷热环境及废液处理混合系统的底部并与之相连。 9.如权利要求3所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝测水系统包括： 冷凝管，所述冷凝管上设置有出水口和进水口； 第二支管，所述第二支管的第一端与所述冷凝管连接，所述第二支管的第二端与所述第一支管连接。 10.如权利要求9所述的碳基固废热解油中水产率测定装置，其特征在于，所述第一支管与所述第二支管的连接处设置有密封硅脂。
说明书
技术领域
本申请涉及煤化工清洁转化实验装置，尤其涉及一种碳基固废热解油中水产率测定装置。
背景技术
近年来，通过热解碳基固废定向催化制备高附加值的化学品的趋势越来越重。
现有热解设备主要有流化床、固定床和下落床三类，例如由LurgiGmbH公司和RuhrgasAG开发研究的鲁奇鲁尔煤气公司法和大连理工大学开发的固体热载体干馏新技术，但上述设备均结构复杂，不易移动，成本高昂等，无法满足大部分高校对于碳基固废热解实验的需求并且无法精准地测定热解油及半焦产率。
上述问题急需解决。
实用新型内容
本申请实施例的目的是提供一种碳基固废热解油中水产率测定装置，以解决现有技术中热解设备结构复杂，不易移动，成本高昂等问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
本申请提供一种碳基固废热解油中水产率测定装置，包括：
反应装置，所述反应装置中放置待测定液体样品；
固定装置，所述固定装置与所述反应装置的第一端连接；
冷热环境及废液处理混合系统，所述冷热环境及废液处理混合系统放置在所述固定装置的下方并与之相连通，所述反应装置的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统；
支架，所述支架上固定连接有蒸馏冷凝测水系统，所述蒸馏冷凝测水系统与所述反应装置相连。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述反应装置包括：
试管，所述试管的第一端与所述固定装置连接，所述试管的第二端穿过所述固定装置的底部并延伸至所述冷热环境及废液处理混合系统中；
漏斗，所述漏斗的第一端与所述试管的第二端连接，所述漏斗的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统；
其中，所述试管与所述漏斗密封连接。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述试管上设置有第一支管和第一阀门，所述第一支管与所述蒸馏冷凝测水系统相连，所述第一阀门设置于所述第一支管的上方，所述第一支管上设置有第二阀门。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述漏斗中放置所述待测定液体样品，所述漏斗上设置有第三阀门，所述第三阀门露于所述冷热环境及废液处理混合系统底部的外侧。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述固定装置包括：
若干试管夹，若干所述试管夹与所述试管的第一端固定连接，所述反应管的第二端穿过孔洞与所述漏斗相连；
其中，所述孔洞的孔径与所述试管的第二端的管径相契合，所述孔洞的数量与所述试管夹、所述试管的数量相同。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其还包括：
重量变化测定系统，所述重量变化测定系统设置于冷热环境及废液处理混合系统外。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述冷热环境及废液处理混合系统包括：
发热管，所述发热管设置于所述冷热环境及废液处理混合系统内部的两侧壁上，所述发热管与加热控制开关连接；
其中，所述冷热环境及废液处理混合系统内放置油浴所用的油。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述冷热环境及废液处理混合系统还包括：
第四阀门，所述第四阀门穿过所述冷热环境及废液处理混合系统的底部并与之相连。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述蒸馏冷凝测水系统包括：
冷凝管，所述冷凝管上设置有出水口和进水口；
第二支管，所述第二支管的第一端与所述冷凝管连接，所述第二支管的第二端与所述第一支管连接。
优选地，前述的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，其中所述第一支管与所述第二支管的连接处设置有密封硅脂。
相较于现有技术，本申请提供的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，设置冷热环境及废液处理混合系统，既可以提供冷环境，又可以提供热环境，避免实验过程中由于不同温度的需求而进行反应装置的拆卸问题，是将整个加热系统和冷却系统一体化，同时降低了由于反应装置温度过高在拆卸反应装置过程中容易造成烫伤的风险，提高了实验的安全系数；
蒸馏冷凝测水系统与反应装置直接连接，可使实验更加方便快捷，不需进行仪器的拆卸即可完成测水过程；
设置反应装置、固定装置、冷热环境及废液处理混合系统、蒸馏冷凝测水系统和支架，整套装置一体化，大大减少了人为操作的次数，有效的节约人力，可以提高实验的准确性和安全性，本装置结构简单，可随意移动，实验步骤简便，制作成本较低，实验效率较高且实验误差较小，适用于碳基固废热解实验的研究。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1示意性地示出了一种碳基固废热解油中水产率测定装置的结构示意图；
图2示意性地示出了反应装置的结构示意图；
图3示意性地示出了固定装置的结构示意图；
图4示意性地示出了冷热环境及废液处理混合系统的结构示意图；
图5示意性地示出了蒸馏冷凝测水系统的结构示意图；
图6示意性地示出了支架与蒸馏冷凝测水系统连接的结构示意图。
附图标号说明：
反应装置1，试管11，第一支管111，第二阀门1111，第一阀门112，漏斗12，第三阀门121；固定装置2，试管夹21，孔洞22；冷热环境及废液处理混合系统3，发热管31，加热控制开关32，第四阀门33；支架4；蒸馏冷凝测水系统5，冷凝管51，出水口511，进水口512，第二支管52；密封硅脂6。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例一
如图1、图6所示，本发明的实施例一提出的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，包括：
反应装置1，所述反应装置1中放置待测定液体样品；
固定装置2，所述固定装置2与所述反应装置1的第一端连接，
冷热环境及废液处理混合系统3，所述冷热环境及废液处理混合系统3与所述固定装置2相连通，所述反应装置1的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统3；
支架4，所述支架4上固定连接有蒸馏冷凝测水系统5，所述蒸馏冷凝测水系统5与所述反应装置1相连。
具体的，反应装置1中放置待检测的液体样品，反应装置1为自制反应装置，如图1所示，既可以实现样品的热解反应，又可以实现热解产物的收集，可避免因滞留在反应装置1连接处的产物而产生的微小误差，反应装置1竖直放置，便于产物的收集及装置的清洗；固定装置2内部设置有可以固定反应装置1的固定部件，可以为夹子，试管夹21等，固定装置2与反应装置1可拆卸连接；
冷热环境及废液处理混合系统3用于热解产物的收集以及实验结束后的废液流出，既可以在反应过程中提供冰水混合物进行产物收集，又可以在测水时加热溶液进行蒸馏，同时可以在实验结束后进行废液的流出，实现了装置的多功能性，避免实验过程中由于不同温度的需求而进行反应装置1拆卸问题，是将整个加热系统和冷却系统一体化，同时降低了由于反应装置1温度过高在拆卸反应管过程中容易造成烫伤的风险，提高了实验的安全系数，冷热环境及废液处理混合系统3设置于固定装置2的下方并与之连通，二者连接处可以设置防滑垫等，防止在工作过程中，发生偏移，影响实验数据，反应装置1的上部通过固定装置2中的固定部件固定在固定装置2中，反应装置1的下部穿过固定装置2并置于冷热环境及废液处理混合系统3中，反应装置1下端部穿过冷热环境及废液处理混合系统3的底部，以便实验结束废液的流出；
支架4将冷热环境及废液处理混合系统3固定，支架4可以为铁架台等，支架4上设置有延伸出去的铁夹，铁夹可以进行长度的伸缩，用于固定冷热环境及废液处理混合系统3；蒸馏冷凝测水系统5用于测定热解产物中水的产率，蒸馏冷凝测水系统5与反应装置1直接连接，现有技术中，对于热解产物测水实验应用较为广泛的仍为单独蒸馏冷凝系统测水，即需将反应装置1从热解发生装置中取出，再连接到蒸馏冷凝装置完成测水过程，而本装置则采用蒸馏冷凝测水系统5与反应装置1直接连接的方法，可使实验更加方便快捷，不需进行仪器的拆卸即可完成测水过程。
如图1、图2所示，在具体实施中，其中所述反应装置1包括：
试管11，所述试管11的第一端与所述固定装置2连接，所述试管11的第二端穿过所述固定装置2的底部并延伸至所述冷热环境及废液处理混合系统3中；
漏斗12，所述漏斗12的第一端与所述试管11的第二端连接，所述漏斗12的第二端穿过所述冷热环境及废液处理混合系统3；
其中，所述试管11与所述漏斗12密封连接。
具体的，反应装置1包括试管11和漏斗12两部分，试管11的上部固定在固定装置2中，试管11的下部穿过冷热环境及废液处理混合系统3并与漏斗12相连，二者连接处均为摩擦材质，可增加摩擦，使二者固定更加牢固，也可以在二者连接处涂抹密封材料，增加其密闭性，漏斗12的下部穿过冷热环境及废液处理混合系统3的底部，使得排出反应装置1中的废液，为实验后续整理提供方便。
如图1、图2所示，在具体实施中，其中所述试管11上设置有第一支管111和第一阀门112，所述第一支管111与所述蒸馏冷凝测水系统5相连，所述第一阀门112设置于所述第一支管111的上方，所述第一支管111上设置有第二阀门1111。
具体的，试管11上设置有斜向上倾斜的第一支管111，第一支管111与蒸馏冷凝测水系统5连接，第一支管111倾斜的目的在于防止液体积存，试管11上设置第一阀门112，第一阀门112设置在第一支管111的上方，第一阀门112为甲苯流入阀门，控制甲苯的流入，第一支管111上设置第二阀门1111，第二阀门1111为气态水和甲苯流出阀门。
如图1、图2所示，在具体实施中，其中所述漏斗12中放置所述待测定液体样品，所述漏斗12上设置有第三阀门121，所述第三阀门121设置于所述冷热环境及废液处理混合系统3外部。
具体的，漏斗12上设置第三阀门121，第三阀门121设置在所述冷热环境及废液处理混合系统3底部的外部，第三阀门121为废液流出阀门，冷热环境及废液处理混合系统3的底部设置有孔，孔的数量优选为四个，孔的大小与漏斗12下部的管径相契合，漏斗12穿过孔，孔的边缘用橡胶圈包裹，保证连接处的密封性；当其余的孔没有放置漏斗12时，用橡胶塞堵住孔，保证其余孔的密封。
如图3所示，在具体实施中，其中所述固定装置2包括：
若干试管夹21，若干所述试管夹21与所述试管11的第一端固定连接，所述试管11的第二端穿过孔洞22与所述漏斗12相接；
其中，所述孔洞22的孔径与所述试管11的第二端的管径相契合，所述孔洞22的数量与所述试管夹21、所述试管11的数量相同。
具体的，固定装置2的内侧壁上设置有若干试管夹21，固定装置2的底部设置有若干孔洞22，试管夹21用于固定试管11，孔洞22为冷热环境及废液处理混合系统3进行联系；其中，试管夹21和孔洞22的数量优先为四个，在此装置中可放置四个反应装置1同时进行实验，加快研究进程，试管11与孔洞22的孔径与试管11的第二端的管径相契合。
如图1、图4所示，在具体实施中，其中所述冷热环境及废液处理混合系统3包括：
发热管31，所述发热管31设置于所述冷热环境及废液处理混合系统3的两侧壁上，所述发热管31与加热控制开关32连接；
其中，所述冷热环境及废液处理混合系统3内放置油浴所用的油。
具体的，冷热环境及废液处理混合系统3包括发热管31，发热管31设置与冷热环境及废液处理混合系统3的内部的两侧壁上，发热管31的数量优选为两个，可以将整个环境中的油受热均匀，当只在冷热环境及废液处理混合系统3一侧进行工作时，可以只开启相应侧壁上的发热管31，发热管31与加热控制开关32进行连接，加热控制开关32用于控制发热管31的开启，冷热环境及废液处理混合系统3采用油浴加热，冷热环境及废液处理混合系统3内部放置油浴所用的油。
如图1、图4所示，在具体实施中，其中所述冷热环境及废液处理混合系统3还包括：
第四阀门33，所述第四阀门33穿过所述冷热环境及废液处理混合系统3的底部并与之相连。
具体的，冷热环境及废液处理混合系统3中增设第四阀门33，第四阀门33设置在冷热环境及废液处理混合系统3的底部，可以设置一个或者多个，第四阀门33为油流出阀门，方便完成试验后将冷热环境及废液处理混合系统3中的油浴所用的油排除，方便后续的工作，第四阀门33与冷热环境及废液处理混合系统3连接处设置有密封结构，防止油渗出。
如图1、图2、图5所示，在具体实施中，其中所述蒸馏冷凝测水系统5包括：
冷凝管51，所述冷凝管51上设置有出水口511和进水口512；
第二支管52，所述第二支管52的第一端与所述冷凝管51连接，所述第二支管52的第二端与所述第一支管111连接。
具体的，蒸馏冷凝测水系统5包括冷凝管51和第二支管52，冷凝管51上设置有出水口511和进水口512，第二支管52为斜向下倾斜的支管，方便与第一支管111连接。
如图1、图6所示，在具体实施中，其中所述第一支管111与所述第二支管52的连接处设置有密封硅脂6。
具体的，为了保证第一支管111与第二支管52连接处的密封，在连接处设置密封硅脂6，保证连接处的密封性，避免液体流出。
实施例二
如图1所示，本发明的实施例一提出的一种碳基固废热解油中水产率测定装置，包括：前述实施例一中所有内容，此处不在赘述，在具体实施中，其还包括：
重量变化测定系统（图中未示出），所述重量变化测定系统设置于冷热环境及废液处理混合系统3外。
具体的，增设重量变化测定系统，增设重量变化测定系统为独立的装置，未与整个装置组合到一起，重量变化测定系统采用灵敏压力传感器，重量变化测定系统将通过压力传感器测定反应前后装置的重量变化，从而通过差重进行热解油及半焦的产率测定，有效避免了因多次测量而造成的人为误差及因天平精度忽略的微小误差积累而导致的偶然误差，通过差重进行热解油中水的重量，也可用于热解实验中其他热解产物的产率测定。
工作原理：固定装置2放置在冷热环境及废液处理混合系统3上，支架4将蒸馏冷凝测水系统5固定，反应装置1固定在固定装置2和冷热环境及废液处理混合系统3中，将反应装置1与蒸馏冷凝测水系统5连接起来，整个装置连接完成；开启第一阀门112，倾倒甲苯将热解油中的水洗到反应装置1的底部，开启加热控制开关32，将冷热环境及废液处理混合系统3加热到80℃的热环境中，析出气态水和甲苯，开启第二阀门1111，将气态水和甲苯送入到蒸馏冷凝测水系统5中，开启冷凝管51的进水口512，向冷凝管51中输送水，配合蒸馏冷凝测水系统5加热甲苯与热解水的混合溶液从而达到测水的目的；重量变化测定系统将通过压力传感器测定反应前后装置的重量变化，通过差重进行热解油及半焦的产率测定，试验结束后，开启第三阀门121和第四阀门33，将实验废液和油流出，可以进行收集，进行二次利用。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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2024年07月05日 ~ 07日 
