一种流化炉内煤热解行为观测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了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，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。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。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 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。 一种流化炉内煤热解行为观测装置
【背景技术】
[0002] 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°C )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。
[0003] 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。
[0004] 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
[0005] 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。
[0006] 本实用新型是通过以下技术方案来实现：
[0007] -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；
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 若干溢流管在观测室侧壁上的分布高度不同。
[0012] 出烟气管上还设有气流截止阀。
[0013] 在进料管下方的观测室侧壁上还安装有温度计和压力表。
[0014] 所述若干进风管上安装有风帽。
[0015] 观测室的底部还设有出料管，出料管上设有出料阀。
[0016] 进料管上设有进料阀。
[0017] 氮气箱上设有进气管，进气管上设有进气阀。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 进一步地，在观测室与进料管所在侧壁相对的侧壁上还设有若干溢流管，溢流管 在观测室侧壁上的分布高度不同，可以选择打开不同高度的溢流阀，收集从不同高度溢流 管中流出的煤粒，并测量重量，来获得不同重量煤粒在观测室内的流化高度，通过控制溢流 管的高度来控制煤粒在流化炉内的停留时间，能够有效指导实际生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0023] 其中：1为氮气箱；2为导气管；3为第一截止阀；4为电加热器；5为进气总管；6为 流量计；7为配气阀；8为配气管；9为配气箱；10为布风板；11为溢流管；12为溢流阀；13 为观测室；14为出烟气管；15为气流截止阀；16为引风机；17进料管；18为进料阀；19为 温度计；20为压力表；21为出料管；22为出料阀；23为进风管；24为风帽；25为进气管；26 为进气阀；27为第二截止阀。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0025] 参见图1，本实用新型包括氮气箱1、电加热器1及观测室13,观测室13由透明有 机玻璃制成；在观测室13的一个侧壁上设有进料管17、温度计19和压力表20,进料管17 上设有进料阀18 ;在观测室13的另一个侧壁上设有若干溢流管11，溢流管11上安装有溢 流阀12,且这些溢流管11在观测室13侧壁上的分布高度不同，观测室13的顶部设有出烟 气管14,出烟气管14上设有气流截止阀15,观测室13通过出烟气管14与外接的引风机16 相连，观测室13的底部设有配气箱9,配气箱9的顶部设有布风板10,布风板10上分布若 干进风管23,进风管23上还设有风帽24 ;氮气箱1的出口端通过导气管2与电加热器4的 进口端相连，电加热器4的出口端通过进气总管5与观测室13底部的配气箱9相连，在导 气管2上设有第一截止阀3,在进气总管5上设有第二截止阀27,在电加热器4与第二截止 阀27之间的管路上还设有流量计6。配气箱9的底部设有若干配气管8,若干配气管8均 和进气总管5相连通，配气管9上还设有配气阀7。
[0026] 观测室13的底部还设有出料管21，出料管21上设有出料阀22,氮气箱1上设有 进气管25,进气管25上设有进气阀26。
[0027] 本实用新型的一种流化炉内煤热解行为观测装置，在使用时：
[0028] 关闭第二截止阀27,打开第一截止阀3,氮气箱1中的氮气流入电加热器4,加热 到200°C左右。打开进料阀18,将一定粒径的煤从进料管17中倒入到观测室13中，落在布 风板10上，关闭进料阀18。打开引风机16,气流截止阀11、第二截止阀27和配气阀7,氮 气从氮气箱中流入到电加热器4中，被加热到200°C左右，加热的氮气从电加热器4经进气 总管5流入配气管8,进入到配气箱9中。加热的氮气流在配气箱9中均匀混合后从布风 板10上的进风管23流入到观测室13中。从布风板10的进风管23中吹出来的氮气将布 风板10上的煤粒吹的上下翻滚，形成流态化。通过调节第一截止阀3的开度，并观察流量 计6的示数，可观测到不同流速时的气泡非线性动力学行为。由于观测室是有机玻璃板材 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。同时，也可选择打开不同高 度的溢流阀12,收集从不同高度溢流管11流出的煤粒，并测量重量，来获得不同重量煤粒 在炉内的流化高度，从而通过控制溢流口高度来控制煤粒在炉内的停留时间。观测室13内 的温度和压力用其上的温度计19和压力表20测量，内部加装的煤粒可打开出料阀22,从出 料管21中取出。氮气用完后可打开其上的进气阀26,从进气管25进行添加。
【权利要求】
1. 一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征在于，包括氮气箱（1)、电加热器（4)及 观测室（13)，观测室（13)由透明有机玻璃制成；在观测室（13)的一个侧壁上设有进料管 (17)，观测室（13)的顶部设有出烟气管（14)，观测室（13)通过出烟气管（14)与外接的引 风机（16)相连；观测室（13)的底部设有配气箱（9)，配气箱（9)的顶部设有布风板（10)， 布风板（10)上分布若干进风管（23); 氮气箱⑴的出口端通过导气管⑵与电加热器⑷的进口端相连，电加热器⑷的 出口端通过进气总管（5)与观测室（13)底部的配气箱（9)相连，在导气管（2)上设有第一 截止阀（3)，在进气总管（5)上设有第二截止阀（27)，在电加热器（4)与第二截止阀（27) 之间的管路上还设有流量计（6)。
2. 根据权利要求1所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征在于，配气箱（9) 的底部设有若干配气管（8)，若干配气管（8)均和进气总管（5)相连通，配气管（8)上还设 有配气阀（7)。
3. 根据权利要求1所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征在于，在与进料 管（17)相对的观测室（13)侧壁上设有若干溢流管（11)，溢流管（11)上设有溢流阀（12)。
4. 根据权利要求3所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征在于，若干溢流 管（11)在观测室（13)侧壁上的分布高度不同。
5. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，出烟气管（14)上还设有气流截止阀（15)。
6. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，在进料管（17)下方的观测室（13)侧壁上还安装有温度计（19)和压力表（20)。
7. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，所述若干进风管（23)上安装有风帽（24)。
8. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，观测室（13)的底部还设有出料管（21)，出料管（21)上设有出料阀（22)。
9. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，进料管（17)上设有进料阀（18)。
10. 根据权利要求1?4中任意一项所述的一种流化炉内煤热解行为观测装置，其特征 在于，氮气箱（1)上设有进气管（25)，进气管（25)上设有进气阀（26)。
【文档编号】C10B49/10GK203881674SQ201420279023
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】张俊霞, 闫志健, 王亚斌 申请人:榆林学院