[实用新型]一种流化炉内煤热解行为观测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤热解观察设备技术领域，具体涉及一种流化炉内煤热解行为观测装置。

背景技术

煤热解是指煤在惰性气氛下持续加热至较高温度时发生的一系列物理和化学变化的复杂过程，煤热解可生产煤焦、煤气和焦油，从而提高煤的利用效率，同时还需要有效脱除煤中的污染物，才能实现煤炭资源的清洁高效利用。低温煤热解(0-700℃)多在内热式直立炭化炉中进行，具有投资少，生产成本低，经济竞争力强等优点，尤其适用于陕北高挥发分煤。内热式直立炭化炉由炭化室、布气孔、燃烧室、排焦口等组成，炭化室从上到下分为预热段、干馏段和冷却段，在干馏段外设置燃烧室，煤气与空气在燃烧室内燃烧生成高温废气，高温气体经燃烧室和炭化室干馏段间隔墙的布气孔进入炭化室，加入炭化室的块煤自上而下移落，与高温气体逆流接触。因此，实际生产中低温煤热解是在高温对流流动气氛中完成的。

由于高温烟气从下向上传过煤层，要求煤层有足够的透气性，并使气流分布均匀，便于低温煤热解化学反应的顺利进行。如果煤层透气性变差，将出现生焦，甚至炉腔内部憋压、煤气外泄，产量下降等后果。因此，有必要研究对流流动气氛下低温煤热解的化学反应动力学特性，为低温煤热解工艺提供有益参考。

随着对流流速的增加，气泡的直径、形状和运动轨迹随之变化，煤粒也会随气泡的长大、上升、破裂而剧烈运动，并与对流流动气氛强烈混合。如果气泡太小、太少，煤粒与对流流动气氛的充分混合将受到影响；如果气泡太大，大量的气泡来不及与煤粉粒子发生热质传递，就从煤粉粒子中涌出，将不利于煤的热解。因此，气泡的非线性动力学行为的演变对煤粉粒子的热解有着重要影响。因此，有必要设计一种观测流化炉内低温煤热解气泡非线性动力学行为的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种观测流化炉内煤热解行为的装置，该装置能够有效观测流化炉内煤热解过程中的气泡非线性动力学行为，从而对流化炉的对流流速进行有效调控。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种流化炉内煤热解行为观测装置，包括氮气箱、电加热器及观测室，观测室由透明有机玻璃制成；在观测室的一个侧壁上设有进料管，观测室的顶部设有出烟气管，观测室通过出烟气管与外接的引风机相连；观测室的底部设有配气箱，配气箱的顶部设有布风板，布风板上分布若干进风管；

氮气箱的出口端通过导气管与电加热器的进口端相连，电加热器的出口端通过进气总管与观测室底部的配气箱相连，在导气管上设有第一截止阀，在进气总管上设有第二截止阀，在电加热器与第二截止阀之间的管路上还设有流量计。

配气箱的底部设有若干配气管，若干配气管均和进气总管相连通，配气管上还设有配气阀。

在与进料管相对的观测室侧壁上设有若干溢流管，溢流管上设有溢流阀。

若干溢流管在观测室侧壁上的分布高度不同。

出烟气管上还设有气流截止阀。

在进料管下方的观测室侧壁上还安装有温度计和压力表。

所述若干进风管上安装有风帽。

观测室的底部还设有出料管，出料管上设有出料阀。

进料管上设有进料阀。

氮气箱上设有进气管，进气管上设有进气阀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型的观测装置，包括氮气箱、电加热器及观测室，在观测室底部设置带有布风板的配气箱，观测室侧壁上设有待观测煤的进料管，煤由进料管进入观测室中落在布风板上，观测室顶部还设有出烟气管，观测室通过出烟气管与外接的引风机相连，被加热的氮气流在配气箱中经设置在布风板上的进风管流入观测室中，通过引风机的抽动，使得观测室中氮气由下向上流动，氮气流将布风板上的煤粒吹得上下翻滚，形成流态化。氮气流向观配气箱的管路上还设有截止阀和流量计，当调节截止阀开度，通过观察流量计的示数，便能够观测到不同流速时的气泡非线性动力学行为。由于观测室有机玻璃板材质，气泡的大小、成长、合并和破裂可采用高速摄像机拍摄获得。本实用新型结构简单紧凑，安全可靠，便于观测，适用范围广，能够方便的检测到低温煤热解的气泡非线性动力学规律，从而为煤热解流化床设计运行中气流流速的设定提供参考。

进一步地，在配气箱的底部设置若干配气管，这些配气管均与进气总管相连通，能够将氮气均匀的送入配气箱中，使氮气流均匀、稳定、平缓的送入观测室。