一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，包括氮?dú)庀?、電加熱器及觀測(cè)室，觀測(cè)室由透明有機(jī)玻璃制成；在觀測(cè)室的一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)料管，觀測(cè)室的頂部設(shè)有出煙氣管，觀測(cè)室通過(guò)出煙氣管與外接的引風(fēng)機(jī)相連，底部設(shè)有配氣箱，配氣箱的頂部設(shè)有布風(fēng)板，布風(fēng)板上分布若干進(jìn)風(fēng)管；氮?dú)庀涞某隹诙送ㄟ^(guò)導(dǎo)氣管與電加熱器的進(jìn)口端相連，電加熱器的出口端通過(guò)進(jìn)氣總管與觀測(cè)室底部的配氣箱相連，在導(dǎo)氣管上設(shè)有第一截止閥，在進(jìn)氣總管上設(shè)有第二截止閥，在電加熱器與第二截止閥之間的管路上還設(shè)有流量計(jì)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安全可靠，便于觀測(cè)，適用范圍廣，能夠方便的檢測(cè)到低溫煤熱解的氣泡非線性動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于煤熱解觀察設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀 測(cè)裝置。 一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 煤熱解是指煤在惰性氣氛下持續(xù)加熱至較高溫度時(shí)發(fā)生的一系列物理和化學(xué)變 化的復(fù)雜過(guò)程，煤熱解可生產(chǎn)煤焦、煤氣和焦油，從而提高煤的利用效率，同時(shí)還需要有效 脫除煤中的污染物，才能實(shí)現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用。低溫煤熱解（0-700°C )多在內(nèi)熱 式直立炭化爐中進(jìn)行，具有投資少，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于陜北高 揮發(fā)分煤。內(nèi)熱式直立炭化爐由炭化室、布?xì)饪?、燃燒室、排焦口等組成，炭化室從上到下分 為預(yù)熱段、干餾段和冷卻段，在干餾段外設(shè)置燃燒室，煤氣與空氣在燃燒室內(nèi)燃燒生成高溫 廢氣，高溫氣體經(jīng)燃燒室和炭化室干餾段間隔墻的布?xì)饪走M(jìn)入炭化室，加入炭化室的塊煤 自上而下移落，與高溫氣體逆流接觸。因此，實(shí)際生產(chǎn)中低溫煤熱解是在高溫對(duì)流流動(dòng)氣氛 中完成的。
[0003] 由于高溫?zé)煔鈴南孪蛏蟼鬟^(guò)煤層，要求煤層有足夠的透氣性，并使氣流分布均勻， 便于低溫煤熱解化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。如果煤層透氣性變差，將出現(xiàn)生焦，甚至爐腔內(nèi)部憋 壓、煤氣外泄，產(chǎn)量下降等后果。因此，有必要研究對(duì)流流動(dòng)氣氛下低溫煤熱解的化學(xué)反應(yīng) 動(dòng)力學(xué)特性，為低溫煤熱解工藝提供有益參考。
[0004] 隨著對(duì)流流速的增加，氣泡的直徑、形狀和運(yùn)動(dòng)軌跡隨之變化，煤粒也會(huì)隨氣泡的 長(zhǎng)大、上升、破裂而劇烈運(yùn)動(dòng)，并與對(duì)流流動(dòng)氣氛強(qiáng)烈混合。如果氣泡太小、太少，煤粒與對(duì) 流流動(dòng)氣氛的充分混合將受到影響；如果氣泡太大，大量的氣泡來(lái)不及與煤粉粒子發(fā)生熱 質(zhì)傳遞，就從煤粉粒子中涌出，將不利于煤的熱解。因此，氣泡的非線性動(dòng)力學(xué)行為的演變 對(duì)煤粉粒子的熱解有著重要影響。因此，有必要設(shè)計(jì)一種觀測(cè)流化爐內(nèi)低溫煤熱解氣泡非 線性動(dòng)力學(xué)行為的裝置。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種觀測(cè)流化爐內(nèi)煤熱解行為的裝置，該裝置能夠有 效觀測(cè)流化爐內(nèi)煤熱解過(guò)程中的氣泡非線性動(dòng)力學(xué)行為，從而對(duì)流化爐的對(duì)流流速進(jìn)行有 效調(diào)控。
[0006] 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，包括氮?dú)庀洹㈦娂訜崞骷坝^測(cè)室，觀測(cè)室由透 明有機(jī)玻璃制成；在觀測(cè)室的一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)料管，觀測(cè)室的頂部設(shè)有出煙氣管，觀測(cè)室 通過(guò)出煙氣管與外接的引風(fēng)機(jī)相連；觀測(cè)室的底部設(shè)有配氣箱，配氣箱的頂部設(shè)有布風(fēng)板， 布風(fēng)板上分布若干進(jìn)風(fēng)管；
[0008] 氮?dú)庀涞某隹诙送ㄟ^(guò)導(dǎo)氣管與電加熱器的進(jìn)口端相連，電加熱器的出口端通過(guò)進(jìn) 氣總管與觀測(cè)室底部的配氣箱相連，在導(dǎo)氣管上設(shè)有第一截止閥，在進(jìn)氣總管上設(shè)有第二 截止閥，在電加熱器與第二截止閥之間的管路上還設(shè)有流量計(jì)。
[0009] 配氣箱的底部設(shè)有若干配氣管，若干配氣管均和進(jìn)氣總管相連通，配氣管上還設(shè) 有配氣閥。
[0010] 在與進(jìn)料管相對(duì)的觀測(cè)室側(cè)壁上設(shè)有若干溢流管，溢流管上設(shè)有溢流閥。
[0011] 若干溢流管在觀測(cè)室側(cè)壁上的分布高度不同。
[0012] 出煙氣管上還設(shè)有氣流截止閥。
[0013] 在進(jìn)料管下方的觀測(cè)室側(cè)壁上還安裝有溫度計(jì)和壓力表。
[0014] 所述若干進(jìn)風(fēng)管上安裝有風(fēng)帽。
[0015] 觀測(cè)室的底部還設(shè)有出料管，出料管上設(shè)有出料閥。
[0016] 進(jìn)料管上設(shè)有進(jìn)料閥。
[0017] 氮?dú)庀渖显O(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：
[0019] 本實(shí)用新型的觀測(cè)裝置，包括氮?dú)庀?、電加熱器及觀測(cè)室，在觀測(cè)室底部設(shè)置帶有 布風(fēng)板的配氣箱，觀測(cè)室側(cè)壁上設(shè)有待觀測(cè)煤的進(jìn)料管，煤由進(jìn)料管進(jìn)入觀測(cè)室中落在布 風(fēng)板上，觀測(cè)室頂部還設(shè)有出煙氣管，觀測(cè)室通過(guò)出煙氣管與外接的引風(fēng)機(jī)相連，被加熱的 氮?dú)饬髟谂錃庀渲薪?jīng)設(shè)置在布風(fēng)板上的進(jìn)風(fēng)管流入觀測(cè)室中，通過(guò)引風(fēng)機(jī)的抽動(dòng)，使得觀 測(cè)室中氮?dú)庥上孪蛏狭鲃?dòng)，氮?dú)饬鲗⒉硷L(fēng)板上的煤粒吹得上下翻滾，形成流態(tài)化。氮?dú)饬飨?觀配氣箱的管路上還設(shè)有截止閥和流量計(jì)，當(dāng)調(diào)節(jié)截止閥開(kāi)度，通過(guò)觀察流量計(jì)的示數(shù)，便 能夠觀測(cè)到不同流速時(shí)的氣泡非線性動(dòng)力學(xué)行為。由于觀測(cè)室有機(jī)玻璃板材質(zhì)，氣泡的大 小、成長(zhǎng)、合并和破裂可采用高速攝像機(jī)拍攝獲得。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安全可靠，便 于觀測(cè)，適用范圍廣，能夠方便的檢測(cè)到低溫煤熱解的氣泡非線性動(dòng)力學(xué)規(guī)律，從而為煤熱 解流化床設(shè)計(jì)運(yùn)行中氣流流速的設(shè)定提供參考。
[0020] 進(jìn)一步地，在配氣箱的底部設(shè)置若干配氣管，這些配氣管均與進(jìn)氣總管相連通，能 夠?qū)⒌獨(dú)饩鶆虻乃腿肱錃庀渲?，使氮?dú)饬骶鶆?、穩(wěn)定、平緩的送入觀測(cè)室。
[0021] 進(jìn)一步地，在觀測(cè)室與進(jìn)料管所在側(cè)壁相對(duì)的側(cè)壁上還設(shè)有若干溢流管，溢流管 在觀測(cè)室側(cè)壁上的分布高度不同，可以選擇打開(kāi)不同高度的溢流閥，收集從不同高度溢流 管中流出的煤粒，并測(cè)量重量，來(lái)獲得不同重量煤粒在觀測(cè)室內(nèi)的流化高度，通過(guò)控制溢流 管的高度來(lái)控制煤粒在流化爐內(nèi)的停留時(shí)間，能夠有效指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 其中：1為氮?dú)庀洌?為導(dǎo)氣管；3為第一截止閥；4為電加熱器；5為進(jìn)氣總管；6為 流量計(jì)；7為配氣閥；8為配氣管；9為配氣箱；10為布風(fēng)板；11為溢流管；12為溢流閥；13 為觀測(cè)室；14為出煙氣管；15為氣流截止閥；16為引風(fēng)機(jī)；17進(jìn)料管；18為進(jìn)料閥；19為 溫度計(jì)；20為壓力表；21為出料管；22為出料閥；23為進(jìn)風(fēng)管；24為風(fēng)帽；25為進(jìn)氣管；26 為進(jìn)氣閥；27為第二截止閥。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0025] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括氮?dú)庀?、電加熱器1及觀測(cè)室13,觀測(cè)室13由透明有 機(jī)玻璃制成；在觀測(cè)室13的一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)料管17、溫度計(jì)19和壓力表20,進(jìn)料管17 上設(shè)有進(jìn)料閥18 ;在觀測(cè)室13的另一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有若干溢流管11，溢流管11上安裝有溢 流閥12,且這些溢流管11在觀測(cè)室13側(cè)壁上的分布高度不同，觀測(cè)室13的頂部設(shè)有出煙 氣管14,出煙氣管14上設(shè)有氣流截止閥15,觀測(cè)室13通過(guò)出煙氣管14與外接的引風(fēng)機(jī)16 相連，觀測(cè)室13的底部設(shè)有配氣箱9,配氣箱9的頂部設(shè)有布風(fēng)板10,布風(fēng)板10上分布若 干進(jìn)風(fēng)管23,進(jìn)風(fēng)管23上還設(shè)有風(fēng)帽24 ;氮?dú)庀?的出口端通過(guò)導(dǎo)氣管2與電加熱器4的 進(jìn)口端相連，電加熱器4的出口端通過(guò)進(jìn)氣總管5與觀測(cè)室13底部的配氣箱9相連，在導(dǎo) 氣管2上設(shè)有第一截止閥3,在進(jìn)氣總管5上設(shè)有第二截止閥27,在電加熱器4與第二截止 閥27之間的管路上還設(shè)有流量計(jì)6。配氣箱9的底部設(shè)有若干配氣管8,若干配氣管8均 和進(jìn)氣總管5相連通，配氣管9上還設(shè)有配氣閥7。
[0026] 觀測(cè)室13的底部還設(shè)有出料管21，出料管21上設(shè)有出料閥22,氮?dú)庀?上設(shè)有 進(jìn)氣管25,進(jìn)氣管25上設(shè)有進(jìn)氣閥26。
[0027] 本實(shí)用新型的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，在使用時(shí)：
[0028] 關(guān)閉第二截止閥27,打開(kāi)第一截止閥3,氮?dú)庀?中的氮?dú)饬魅腚娂訜崞?,加熱 到200°C左右。打開(kāi)進(jìn)料閥18,將一定粒徑的煤從進(jìn)料管17中倒入到觀測(cè)室13中，落在布 風(fēng)板10上，關(guān)閉進(jìn)料閥18。打開(kāi)引風(fēng)機(jī)16,氣流截止閥11、第二截止閥27和配氣閥7,氮 氣從氮?dú)庀渲辛魅氲诫娂訜崞?中，被加熱到200°C左右，加熱的氮?dú)鈴碾娂訜崞?經(jīng)進(jìn)氣 總管5流入配氣管8,進(jìn)入到配氣箱9中。加熱的氮?dú)饬髟谂錃庀?中均勻混合后從布風(fēng) 板10上的進(jìn)風(fēng)管23流入到觀測(cè)室13中。從布風(fēng)板10的進(jìn)風(fēng)管23中吹出來(lái)的氮?dú)鈱⒉?風(fēng)板10上的煤粒吹的上下翻滾，形成流態(tài)化。通過(guò)調(diào)節(jié)第一截止閥3的開(kāi)度，并觀察流量 計(jì)6的示數(shù)，可觀測(cè)到不同流速時(shí)的氣泡非線性動(dòng)力學(xué)行為。由于觀測(cè)室是有機(jī)玻璃板材 質(zhì)，氣泡的大小、成長(zhǎng)、合并和破裂可采用高速攝像機(jī)拍攝獲得。同時(shí)，也可選擇打開(kāi)不同高 度的溢流閥12,收集從不同高度溢流管11流出的煤粒，并測(cè)量重量，來(lái)獲得不同重量煤粒 在爐內(nèi)的流化高度，從而通過(guò)控制溢流口高度來(lái)控制煤粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間。觀測(cè)室13內(nèi) 的溫度和壓力用其上的溫度計(jì)19和壓力表20測(cè)量，內(nèi)部加裝的煤粒可打開(kāi)出料閥22,從出 料管21中取出。氮?dú)庥猛旰罂纱蜷_(kāi)其上的進(jìn)氣閥26,從進(jìn)氣管25進(jìn)行添加。
【權(quán)利要求】
1. 一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征在于，包括氮?dú)庀洌?)、電加熱器（4)及 觀測(cè)室（13)，觀測(cè)室（13)由透明有機(jī)玻璃制成；在觀測(cè)室（13)的一個(gè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)料管 (17)，觀測(cè)室（13)的頂部設(shè)有出煙氣管（14)，觀測(cè)室（13)通過(guò)出煙氣管（14)與外接的引 風(fēng)機(jī)（16)相連；觀測(cè)室（13)的底部設(shè)有配氣箱（9)，配氣箱（9)的頂部設(shè)有布風(fēng)板（10)， 布風(fēng)板（10)上分布若干進(jìn)風(fēng)管（23); 氮?dú)庀洧诺某隹诙送ㄟ^(guò)導(dǎo)氣管⑵與電加熱器⑷的進(jìn)口端相連，電加熱器⑷的 出口端通過(guò)進(jìn)氣總管（5)與觀測(cè)室（13)底部的配氣箱（9)相連，在導(dǎo)氣管（2)上設(shè)有第一 截止閥（3)，在進(jìn)氣總管（5)上設(shè)有第二截止閥（27)，在電加熱器（4)與第二截止閥（27) 之間的管路上還設(shè)有流量計(jì)（6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征在于，配氣箱（9) 的底部設(shè)有若干配氣管（8)，若干配氣管（8)均和進(jìn)氣總管（5)相連通，配氣管（8)上還設(shè) 有配氣閥（7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征在于，在與進(jìn)料 管（17)相對(duì)的觀測(cè)室（13)側(cè)壁上設(shè)有若干溢流管（11)，溢流管（11)上設(shè)有溢流閥（12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征在于，若干溢流 管（11)在觀測(cè)室（13)側(cè)壁上的分布高度不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，出煙氣管（14)上還設(shè)有氣流截止閥（15)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，在進(jìn)料管（17)下方的觀測(cè)室（13)側(cè)壁上還安裝有溫度計(jì)（19)和壓力表（20)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，所述若干進(jìn)風(fēng)管（23)上安裝有風(fēng)帽（24)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，觀測(cè)室（13)的底部還設(shè)有出料管（21)，出料管（21)上設(shè)有出料閥（22)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，進(jìn)料管（17)上設(shè)有進(jìn)料閥（18)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的一種流化爐內(nèi)煤熱解行為觀測(cè)裝置，其特征 在于，氮?dú)庀洌?)上設(shè)有進(jìn)氣管（25)，進(jìn)氣管（25)上設(shè)有進(jìn)氣閥（26)。
【文檔編號(hào)】C10B49/10GK203881674SQ201420279023
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張俊霞, 閆志健, 王亞斌 申請(qǐng)人:榆林學(xué)院