一种煤炭中氟元素检测装置的制作方法

本发明涉及一种煤炭中氟元素检测装置，属于煤炭检测。

背景技术：

1、氟是有害元素之一。煤燃烧时几乎全部转化为挥发性化合物排放到大气中，然后固定在土壤或流入水中。生长在高氟土壤中的植物则会通过根部吸收氟化物，人或牲畜则会因食用高氟食物或引用高氟水中毒。我国煤含氟量一般都在50～300μg/g之间，少量矿区则高达3000μg/g。因此有必要建立一种快速、准确的煤中测氟含量的方法，找出影响结果的主要因素，以利于环境保护。

2、高温燃烧——水解是一个与石英砂混合的煤样在氧气和水蒸气气流中经过有机物燃烧和无机物热解2个阶段，而从煤中分离出各种形态的氟化物的全过程。煤样进入高温区之前，可燃物以基本上燃烧完全，进入高温区之后，煤灰全部暴露于氧气和水蒸气气流中，此时，含氟矿物迅速产生水解反应，氟化物全部释放出来，并定量地转入水蒸气中，水蒸气经冷凝后收集，再进行后续检测。因此，对水蒸气的冷凝效果决定着后续检测数据的可靠性。

3、现有技术中，对吸收了氟化物的水蒸气进行冷凝时，通常采用换热器并用冷水作为冷却介质对水蒸气进行冷却，但长时间使用后，在换热器的换热管表面会产生水垢，继而影响传热，降低了对水蒸气的冷却效果，对后续检测结果造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种煤炭中氟元素检测装置，通过螺旋管增加换热面积并延长换热时间，使吸收了氟化物的水蒸气能够尽可能被冷凝；并通过随动清洗组件对螺旋管的外表面进行刷洗，防止螺旋管外表面结垢影响换热效果，能够保证检测结果的可靠性。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种煤炭中氟元素检测装置，包括用于对吸收了煤裂解氟化物的水蒸气进行冷凝的换热器，所述换热器包括：

4、壳体，两端均设置有管板，在两管板间设置有多个螺旋管，并在壳体两端侧壁上分别设置有冷却水入口、冷却水出口；

5、两管箱，分别与壳体对应端管板密封相连，在位于上、下方的两管箱上分别设置有气体入口、冷凝液出口；

6、丝杆式旋转升降模块，安装在位于上方的管箱上，且传动杆竖直穿插过管箱、管板并延伸至壳体内，传动杆与管箱、管板均密封并相对转动设置；

7、随动清洗组件，转动安装在丝杆式旋转升降模块的传动杆位于壳体内的端部，包括：

8、随动盘，盘体外沿上均匀且相对转动设置有若干个转动头；

9、多个卡箍式刷洗圈，固定在对应的转动头外端部，并套设在对应的螺旋管管体外，在圈体内设有与螺旋管管体贴合的刷洗毛；

10、在丝杆式旋转升降模块驱动随动盘旋转并升降的同时，卡箍式刷洗圈沿着螺旋管移动以对螺旋管进行清洗。

11、优选地，所述的检测装置还包括：

12、石英管反应器，用于容置煤样，并在进料端设置有氧气入口以及水蒸气入口；

13、热解管式炉，石英管反应器部分放置于热解管式炉炉膛内，通过热解管式炉对石英管反应器内的煤样进行热解，使氟转化为挥发性氟化物，并被水蒸气吸收；

14、石英管反应器出口与换热器的气体入口连通，冷却水入口、冷却水出口与外部冷却水循环系统相连，用于对进入螺旋管内的吸收了氟化物的水蒸气进行冷凝；

15、集液器，与换热器的冷凝液出口相连，用于收集冷凝水。

16、优选地，所述螺旋管的数量为2-4个。

17、优选地，所述随动盘由对称设置的两夹板通过螺栓连接而成，在两夹板相互靠近侧的外沿开设有对应的槽口；

18、转动头的一端为球体，另一端为杆体，且球体的直径大于杆体直径；球体位于由两夹板槽口组成的容置空间内并与容置空间相对转动连接，杆体穿插过随动盘并延伸至外侧，且杆体与随动盘之间也相对转动连接。

19、优选地，在丝杆式旋转升降模块的传动杆位于壳体内的端部固定安装有凸字形结构的固定套，随动盘套设在固定套外，并在固定套的顶部设有锁紧套。

20、优选地，在随动盘的两端面上还均匀设置有多个叶轮片。

21、优选地，在壳体内还设置有多个折流板。

22、优选地，冷却水入口设置在壳体靠近冷凝液出口的一端，冷却水出口设置在壳体靠近气体入口的一端。

23、本发明的有益效果在于：

24、通过将换热管设计成螺旋型，能够增加换热面积并延长换热时间，使得吸收了氟化物的水蒸气能够在螺旋管内尽可能被冷凝；并通过随动清洗组件对螺旋管的外表面进行刷洗，防止螺旋管外表面结垢影响换热效果，能够保证检测结果的可靠性；

25、通过在随动盘的两端面上设置叶轮片，在随动盘转动的同时，叶轮片跟随转动，能够促进螺旋管中心位置的冷却水与外侧的冷却水的对流速率，提高冷凝效果；在壳体内设置折流板，也能够促进冷却水在壳体内流动，以保证冷凝效果。

技术特征：

1.一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，包括用于对吸收了煤裂解氟化物的水蒸气进行冷凝的换热器，所述换热器包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，所述的检测装置还包括：

3.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，所述螺旋管的数量为2-4个。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，所述随动盘由对称设置的两夹板通过螺栓连接而成，在两夹板相互靠近侧的外沿开设有对应的槽口；

5.根据权利要求4所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，在丝杆式旋转升降模块的传动杆位于壳体内的端部固定安装有凸字形结构的固定套，随动盘套设在固定套外，并在固定套的顶部设有锁紧套。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，在随动盘的两端面上还均匀设置有多个叶轮片。

7.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，在壳体内还设置有多个折流板。

8.根据权利要求1所述的一种煤炭中氟元素检测装置，其特征在于，冷却水入口设置在壳体靠近冷凝液出口的一端，冷却水出口设置在壳体靠近气体入口的一端。

技术总结
本发明公开了一种煤炭中氟元素检测装置，包括换热器，换热器包括：壳体，两端均设置有管板，在两管板间设置有多个螺旋管，并在壳体两端侧壁上分别设置有冷却水入口、冷却水出口；两管箱，分别与壳体对应端管板密封相连，在位于上、下方的两管箱上分别设置有气体入口、冷凝液出口；丝杆式旋转升降模块，安装在位于上方的管箱上，且传动杆竖直穿插过管箱、管板并延伸至壳体内，传动杆与管箱、管板均密封并相对转动设置；随动清洗组件，安装在丝杆式旋转升降模块的传动杆位于壳体内的端部，在丝杆式旋转升降模块驱动随动盘旋转并升降的同时，随动清洗组件的清洗部能够沿着螺旋管移动以对螺旋管进行清洗，避免螺旋管表面结垢。

技术研发人员：顾培培
受保护的技术使用者：南通检验认证有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15