[发明专利]一种块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法及测试装置

权利要求书

1.一种块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）筛选粒径为25~30mm的干燥块煤2~3kg，将其封装于炼焦罐后快速置于温度为1000~1100℃的炼焦炉0.5~2h，取出后冷却至室温得到初始半焦试样；

2）对初始半焦试样进行整粒，筛选出粒径为23~25mm的块焦，取质量m=200±1g；

3）将质量为m的半焦试样放置于反应罐中的支架的透气片上，半焦试样中心埋放热电偶；

4）将反应罐密封放入电炉，开启电炉对半焦试样加热，升温速率为15~25℃/min，当半焦试样中心温度达到400±10℃时，对反应罐通入N₂保护，当炉温升至1000~1100℃时换通CO₂与还原性气体的混合气体，CO₂与还原性气体分别同时通入5~10L/min；当气流稳定后，开启与反应罐连通的烟气分析系统，记录烟气成分；

5）反应1~2h后，改通N₂保护，将反应罐从电炉中取出，冷却至室温；称量反应后半焦试样的质量为m₁，将m-m₁与m的百分比作为半焦气化反应失碳率；

6）对气化反应后的半焦试样进行I型转鼓测试，转速20r/min，总转数为600r；

7）对转鼓后半焦试样进行筛分，记录各粒级质量，计算各粒级质量占转鼓前半焦总质量的百分数；按＜1mm、1~4mm、4~7mm、7~10mm、10~13mm、13~16mm、16~19mm、＞19mm的粒级质量百分数的权重分别赋予0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1；

8）对步骤7）所得粒级质量百分数作累积分布图，并利用所述各粒级质量百分数x_i与权重f_i进行加权求和，得到反应后强度CSR=∑（f_i·x_i）；

9）对计算机系统记录的CO₂与CO浓度做归一处理，绘制反应时间—CO浓度曲线。

2.根据权利要求1所述的块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法，其特征在于：所述步骤1）中炼制半焦试样的炼焦罐壁的厚度为1~2mm，以保证块煤高温快速裂解。

3.根据权利要求1所述的块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法，其特征在于：所述步骤2）对初始半焦整粒，应当对大块焦进行破碎，手工将不规则焦块修整成颗粒状焦样，将23mm筛上物置于I型转鼓，以20r/min转50r，筛分出粒径为23~25mm焦块。

4.根据权利要求1所述的块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法，其特征在于：所述步骤4）中混合气体中的还原性气体为CO、H₂或CH₄。

5.根据权利要求1所述的块煤裂解后生成半焦的热性能测试方法，其特征在于：烟气分析仪至少能够分析CO、CO₂、H₂、CH₄气体，测量范围至少超过预算的尾气浓度范围。

6.一种块煤裂解后生成半焦的热性能测试装置，其特征在于，包括反应罐（12），所述反应罐（12）中底部设支架（18），支架（18）上设有用于放置半焦试样（10）的透气片（17），支架（18）下方铺设高铝球（9）；还包括与反应罐（12）相连的CO₂储气瓶（1）、还原性气体储气瓶（6）和N₂储气瓶（7），所述CO₂储气瓶（1）、还原性气体储气瓶（6）和N₂储气瓶（7）分别通过减压阀（3）、干燥器（4）、流量计（5）连通反应罐（12）；反应罐（12）还连接烟气分析仪（15）和计算机系统（16）；

还包括用于对反应罐（12）加热的电炉（8），电炉（8）的加热元件电阻丝（11）与温度控制柜（14）相连。

7.根据权利要求6所述块煤裂解后生成半焦的热性能测试装置，其特征在于，所述CO₂储气瓶（1）的出气口还连接有加热器（2）。

8.根据权利要求6所述块煤裂解后生成半焦的热性能测试装置，其特征在于，所述反应罐（12）与烟气分析仪（15）的气路中还设有水洗塔（20）和干燥塔（19）除尘，再经过干燥最终进入烟气分析仪。

9.根据权利要求6所述块煤裂解后生成半焦的热性能测试装置，其特征在于，所述高铝球（9）的高度不小于10cm。