[实用新型]一种多功能高压气化实验系统

说明书

一种多功能高压气化实验系统，包括水平设置的基座，基座上设有支架，支架上设有气化炉，气化炉呈顶部敞口的长方体箱体结构，气化炉的长度方向沿左右水平方向设置，基座上在气化炉的前侧和后侧分别设有若干根前立柱和后立柱，前立柱和后立柱的数量相等且前后一一对应，前后对应的前立柱和后立柱上端之间设有位于气化炉正上方的法向加压装置，气化炉的左侧和右侧分别设有进气管和出气管，气化炉内部设有煤层模拟保温结构。本实用新型能够根据目标煤层的地质资料对煤体实现相应的静水压力模拟过程，可以根据目标煤层的深度预设法相压力，亦可以根据煤层深度的变化实现法向加压的变化，能够更好的模拟地下实际气化过程。

技术领域

本实用新型属于煤炭气化技术领域，具体涉及一种多功能高压气化实验系统。

背景技术

煤炭地下气化技术从根本上改变了煤炭的开采与利用方式，它是将地下赋存的煤在原位进行有控制地燃烧、通过热作用及化学作用产生可燃气体（CO、CH₄、H₂等）、综合开发清洁能源的工艺过程。产生的可燃气体可以联合循环发电、提取纯氢以及用作化工原料气、工业燃料气、城市民用煤气等。该工艺过程集合了建井完井、地下采煤和煤气化工艺技术，具有安全性好、投资小、效益高、污染少等优点。

在煤炭地下气化工业化生产前，煤炭地下气化往往进行中试试验，可以改进、完善实验室成果和理论成果，消除各种不确定性因素，取得可靠的数据，使之与其他相关技术匹配，与生产实际相符合，从而使新技术顺利应用到工业生产中。现有技术中存在以下缺陷：现有的实验室煤炭地下气化装置无法模拟目标煤层所受的地应力，即静水压力。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种提供不同法向压力以及模拟不同状态下静水压力的多功能高压气化实验系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种多功能高压气化实验系统，包括水平设置的基座，基座上设有支架，支架上设有气化炉，气化炉呈顶部敞口的长方体箱体结构，气化炉的长度方向沿左右水平方向设置，基座上在气化炉的前侧和后侧分别设有若干根前立柱和后立柱，前立柱和后立柱的数量相等且前后一一对应，前后对应的前立柱和后立柱上端之间设有位于气化炉正上方的法向加压装置，气化炉的左侧和右侧分别设有进气管和出气管，气化炉内部设有煤层模拟保温结构。

煤层模拟保温结构包括自外向内依次设置的耐压层、密封层、保温层和耐火层，耐压层、密封层、保温层和耐火层沿横向和纵向的截面均呈多层“回”字结构，耐火层的内部空间为炉膛，炉膛内部自下到上依次铺设有下部岩层模拟材料层、中部填充煤层、上部顶板模拟材料岩层，耐压层、密封层、保温层和耐火层的左侧部、右侧部以及中部填充煤层沿左右水平方向预留有一条贯通的气化通道，气化通道的左端与进气管对接连通，气化通道的右端与出气管对接连通。

耐火层是由耐火砖铺接而成，耐火砖使用耐热水泥作为粘结剂；保温层是在耐火层外侧表面设置一层纳米气凝胶绝热材料；密闭层是在保温层外部使用钢板拼接的箱体结构，该箱体结构顶部的一块钢板为活动板，该活动板的大小与箱体结构顶部敞口的大小一致；耐压层在密闭层外部由混凝土浇筑形成的混凝土层。

由进气管沿气化通道伸入到中部填充煤层左侧边设有点火装置。

法向加压装置包括固定架、液压缸、承压柱、支撑座和加压板，固定架的前后两端分别固定连接在前立柱和后立柱上端，液压缸上端水固定设置在固定架底部，加压板水平设置在耐压层上表面，支撑座固定设置在加压板上表面，承压柱固定设在支撑座上，液压缸和与承压柱的中心线重合且该中心线沿垂直方向设置。

承压柱上安装有橡胶缓冲垫；法向加压装置沿左右方向间隔设有三个。

采用上述技术方案，一种多功能高压气化实验系统的实验方法，包括以下步骤：