[发明专利]一种燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种燃烧装置。

背景技术

煤粉的燃烧过程通常分为两个阶段，即煤粉的热解和煤焦的燃烧。在通常的燃烧过程中，煤粉先经过热解得到焦炭(即煤焦)，对于焦炭来说，着火以及燃尽比煤粉来说更为困难，所以，煤粉的燃烧速率和燃尽时间基本由焦炭的含量确定。在实际生产中，传统锅炉中焦炭的燃烧时间通常占整体燃烧时间的90％。因为煤粉热解和焦炭燃烧这两个过程有很大的差异，所以在研究过程中我们通常将煤粉的热解和焦炭的燃烧这两个过程分开进行研究。

目前对于焦炭的研究过程，通常采用沉降炉或者固定床在惰性气体中进行制焦，然后将得到的焦炭放在热天平上对其动力学参数进行求解。在这种传统的研究过程中，无可避免地会存在热解后冷却的过程，这在一定程度上会导致：1、碳结构在纳米级重排序，丧失一些活性位；2、利于气相反应的微孔结构会发生改变；3、无机组份中催化元素的损失，从而降低剩余焦炭的反应活性。由于热解过后的物理和化学结构对于焦炭的后续燃烧过程有很大的影响，为了确保最终得到的研究数据更加符合真实的燃烧情况，因此需要保证热解后的焦炭物理和化学结构不变，即保证焦炭的原位测试条件。

目前用于热解煤粉和研究焦炭的燃烧过程的方法通常有两种，热天平法和沉降炉法。对于热天平法来说，可以自动记录煤样的重量随时间的变化，自动化程度高，通过简单的计算就可以得到煤的动力学参数，但是其加热速率过低，最高升温速率仅可以达到每秒钟几百度，但是工业上煤粉燃烧时，通常采用向高温的锅炉内加入煤粉，加入高温锅炉内的煤粉能在极短的时间内升温并被点燃发热，实际升温速率通常在每秒钟成千甚至上万度，因而采用热天平法的升温速率与实际情况有较大差距。对于沉降炉法来说，直接将煤粉喷入高温的沉降炉的炉膛内，沉降炉可以很好地模拟炉内的实际温度，但是较难精确测定煤粉的停留时间和其在炉内的实际加热速率，并且仪器较大，使用起来有一定程度的困难。

发明内容

本发明实施例提供一种燃烧装置，用于解决现有技术在研究煤焦燃烧的过程中煤焦的物理和化学结构发生变化而导致的测量不准确的技术问题，达到原位测量以使得研究数据更加符合真实燃烧情况的目的。

本发明实施例中的燃烧装置，包括：

第一容器，包括第一容器主体、第一开口和第二开口；其中，通过所述第一开口将待燃烧的煤粉置于所述第一容器主体内，通过所述第一容器主体对所述待燃烧的煤粉进行热解处理以获得煤焦，以及通过所述第二开口将所述煤焦从所述第一容器主体内导出；

第二容器，包括第二容器主体、第三开口、第四开口和第五开口；其中，通过所述第三开口将所述煤焦置于所述第二容器主体内，通过所述第四开口通入氧气，通过在所述第二容器主体内将所述煤焦与氧气进行燃烧以获得至少一种燃烧产物，所述第五开口用于导出所述至少一种燃烧产物中的气体燃烧产物；

连接管，用于连接所述第二开口和所述第三开口，以将所述煤焦从所述第一容器导入所述第二容器。

可选的，所述第二容器内靠近第四开口和第五开口的位置分别设有隔离垫片。

可选的，所述燃烧装置还包括：

第一进气装置，与所述第一开口连接，用于通过所述第一开口向所述第一容器主体内通入第一气体，所述第一气体为在常温常压下性质稳定的气体；

第二进气装置，与所述第四开口连接，用于通过所述第四开口向所述第二容器主体内通入氧气。

可选的，所述第一进气装置包括控制阀和气体流量计，所述控制阀与所述第一进气装置的气体出口连接，所述气体流量计设置于与所述控制阀和所述第一开口之间；其中，

所述控制阀用于控制所述第一进气装置向所述第一开口注入所述第一气体的开关状态和气体流速；

所述流量计用于检测气体流速。

可选的，所述第一进气装置还包括控制器，所述控制器能够控制所述第一进气装置产生第一脉冲气流与第二脉冲气流，所述第一脉冲气流的流速与所述第二脉冲气流的流速不同；其中，

所述第一脉冲气流用于将所述待燃烧的煤粉通过所述第一开口压入所述第一容器主体；

所述第二脉冲气流用于将所述煤焦从所述第一容器主体压入所述第二容器主体。

可选的，所述燃烧装置还包括与所述第四开口连接的第三进气装置，所述第三进气装置用于通过所述第四开口向所述第二容器主体内通入惰性气体。