点阵式多线程高温实验系统

1.本发明属于高温腐蚀实验系统技术领域，具体涉及一种点阵式多线程高温实验系统。


背景技术：

2.对于电站锅炉等大型工业设备，由于燃料成分中含有s、n、c等元素，因此燃烧产物包含一定量的so2、so3、no、no2、co和co2等酸性气体，这些酸性气体和水蒸气进一步结合会在金属管道壁面上凝结，长久后造成金属腐蚀，不利于大型工业设备的安全运行。因此，需要对金属的高温腐蚀机理进行研究。一般的普通高温腐蚀实验系统只能单工况进行实验，而腐蚀实验一般需要花费几十小时以上，如果需要重复性验证实验则实验耗时成倍增加，从而一般的普通实验系统工作效率低且会增加其他附加的实验成本，经济性降低。
3.因此，现有的高温腐蚀实验系统有待改进。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种点阵式多线程高温实验系统，该系统可以同时进行多种工况的实验，多线程同时运行可以完成大量重复性实验，串联在同一组气路中的多个样品反应器内能够严格保持同样的气氛变化，并且可以控制不同的反应时间，节省实验耗时，降低实验成本，适合各类高温实验。
5.在本发明的一个方面，本发明提出了一种点阵式多线程高温实验系统。根据本发明的实施例，所述点阵式多线程高温实验系统包括：
6.点阵式电加热炉，所述点阵式电加热炉上端设有多个加热孔；
7.多组样品反应器，每组所述样品反应器包括多个串联的样品反应器，所述样品反应器包括顶盖和筒体，所述筒体内放置有金属样品，所述顶盖上设有进气管和出气管，并且每个所述样品反应器的所述进气管和所述出气管上均设有阀门，所述样品反应器分别独立地设在所述加热孔内；
8.多个气路，所述多个气路与所述多组样品反应器一一对应，并且单个所述气路的一端与所述每组样品反应器中位于上游的所述样品反应器上的所述进气管相连；
9.多个气体供给装置，所述多个气体供给装置与所述多个气路一一对应，并且每个所述气体供给装置供给不同气源，每个所述气体供给装置与单个所述气路的另一端相连。
10.根据本发明实施例的点阵式多线程高温实验系统，点阵式加热炉上端设有多个加热孔，可以同时放置多个样品反应器并对其进行加热，多个气体供给装置通过多个气路与多组样品反应器一一对应相连，每组样品反应器包括多个串联的样品反应器，从而使得气体可以从气体供给装置中通过气路到达每个串联的样品反应器，同时与多个样品反应器中的金属样品在高温下进行反应，节省实验耗时，串联在同一组气路中的多个样品反应器在实验中能够保持同样的气氛变化，确保气氛条件的统一。并且，由于每个气体供给装置可以
供给不同气体，因此可以一次性进行多个工况的实验。此外，每个样品反应器的进气管和出气管上均设有阀门，从而可以在不影响同组其他反应器的前提下随时拆卸其中任何一个样品反应器，控制不同的反应时间。综上，本技术的点阵式多线程高温实验系统可以同时进行多种工况的实验，多线程同时运行可以完成大量重复性实验，并且可以控制不同的反应时间，节省实验耗时，降低实验成本，适合各类高温实验。
11.另外，根据本发明上述实施例的点阵式多线程高温实验系统还可以具有如下附加的技术特征：
12.在本发明的一些实施例中，所述加热孔直径为30～50mm，所述加热孔间距不小于35mm，所述点阵式电加热炉的加热区高度为10～15cm。
13.在本发明的一些实施例中，所述多个加热孔按照矩形点阵的方式均匀分布。由此，使得每个样品反应器中的样品受热均匀。
14.在本发明的一些实施例中，所述点阵式电加热炉为双炉膛加热模式的电加热炉。由此，减小炉膛内的温差，使得每个样品反应器中的样品受热均匀。
15.在本发明的一些实施例中，所述加热孔上匹配有双气孔炉塞。由此，可以减少热量散耗。
16.在本发明的一些实施例中，所述样品反应器的筒体位于所述点阵式电加热炉内的加热区，所述进气管穿出所述双气孔炉塞中的一个气孔，所述出气管穿出所述双气孔炉塞中的另一个气孔。由此，点阵式加热炉工作时，样品反应器的进出气管可以通过炉塞的双气孔与气路相连，气路中的气体可以流动进样品反应器，与样品反应器中的样品反应。
17.在本发明的一些实施例中，所述进气管和所述出气管的长度分别独立地不小于150mm，所述筒体的长度为120～150mm。
18.在本发明的一些实施例中，所述样品反应器内设有样品架，所述样品架包括相连的样品架支柱和样品平台，所述样品平台沿所述样品架支柱的高度间隔布置，并且所述样品平台上设有凹槽，所述金属样品放置在所述凹槽内。由此，可以保证充足的实验数据量，进一步节省实验耗时，降低实验成本。
19.在本发明的一些实施例中，每组所述样品反应器包括至少4个串联的样品反应器。由此，可以保证充足的实验数据量，进一步节省实验耗时，降低实验成本。
20.在本发明的一些实施例中，进一步包括：气体吸收装置，所述气体吸收装置与每组所述样品反应器中位于下游的所述样品反应器的出气管相连。由此，可以避免系统排出的酸性气体污染环境。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是根据本发明的一个实施例的点阵式多线程高温实验系统的结构示意图；
24.图2是根据本发明的再一个实施例的点阵式多线程高温实验系统的结构示意图；
25.图3是根据本发明的又一个实施例的点阵式多线程高温实验系统的结构示意图；
26.图4是根据本发明的一个实施例的样品反应器的结构示意图；
27.图5是根据本发明的一个实施例的样品架的结构示意图；
28.图6是根据本发明的又一个实施例的点阵式多线程高温实验系统的结构示意图。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明的一个方面，本发明提出了一种点阵式多线程高温实验系统。根据本发明的实施例，结合图1-2理解，该点阵式多线程高温实验系统包括：点阵式加热炉100、多组样品反应器200、多个气路300和多个气体供给装置400。
33.根据本发明的具体实施例，结合图1-2理解，点阵式加热炉100上端设有多个加热孔11，且适于对多个样品同时进行加热。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对点阵式加热炉100的具体类型进行选择，只要能够实现上述功能即可。优选地，多个加热孔11按照矩形点阵的方式均匀分布，且适于使每个加热孔中的样品受热均匀。优选地，点阵式电加热炉100为双炉膛加热模式的电加热炉，且适于减少炉膛内的温差。更优选地，加热孔11直径为30～50mm，加热孔11间距不小于35mm，点阵式电加热炉100的加热区高度为10～15cm。进一步地，参考图2，加热孔11上匹配有双气孔炉塞12，且适于减少热量散耗。
34.根据本发明的具体实施例，结合图1-2理解，在多组样品反应器200中，每组样品反应器200包括多个串联的样品反应器200，且适于使串联在同一组气路300中的多个样品反应器200在实验中能够保持同样的气氛变化，确保气氛条件的统一，节省实验耗时。如图4所示，样品反应器包括顶盖21和筒体22，筒体22内放置有金属样品，顶盖21上设有进气管23和出气管24，样品反应器200分别独立地设在加热孔11内，样品反应器200的筒体22位于点阵式电加热炉100内的加热区，进气管23穿出双气孔炉塞12中的一个气孔，出气管24穿出双气孔炉塞12中的另一个气孔。由此，点阵式加热炉工作时，样品反应器的进气管和出气管可以通过双气孔炉塞的双气孔与气路相连，气路中的气体可以从进气管流动进样品反应器，与样品反应器中的样品反应并从出气管排出进入气路后，继续以相同的方式流动进与其串联的下一个样品反应器，从而可以使每组样品反应器的每个样品反应器中同时进行高温腐蚀实验。并且，每个样品反应器200的进气管23和出气管24上均设有阀门25，且适于在不影响
同组其它样品反应器的前提下随时拆卸其中任何一个样品反应器，从而可以控制不同的反应时间。具体的，当需要拆卸某一个样品反应器时，预先将待拆卸样品反应器的进出气管的阀门、待拆卸样品反应器前端的样品反应器的出气管的阀门以及待拆卸样品反应器后端的样品反应器的进气管的阀门关闭，方可拆卸目标样品反应器。优选拆卸顺序为从每组样品反应器中位于下游的样品反应从后往前依次拆卸。所有的阀门根据实际使用情况进行开关。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对上述金属样品、样品反应器材质和阀门的具体类型进行选择，只要能够实现上述功能即可，例如，样品反应器的材质为不锈钢；阀门为针阀。优选地，进气管23和出气管24的长度分别独立地不小于150mm，筒体22的长度为120～150mm。
35.根据本发明的一些实施例，参考图5，样品反应器200内设有样品架26，样品架26包括相连的样品架支柱261和样品平台262，样品平台262沿样品架支柱261的高度间隔布置，并且样品平台262上设有凹槽263，所述金属样品放置在凹槽263内。发明人发现，通过在样品反应器中设置样品架，并沿样品架支柱的高度间隔布置多个样品平台以放置样品，从而可以保证充足的实验数据量，进一步节省实验耗时，降低实验成本。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对样品架上样品平台的个数进行选择，例如可以为3个。
36.需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对每组样品反应器200中串联的样品反应200个数进行选择，根据本发明的一些实施例，每组样品反应器200包括至少4个串联的样品反应器200。由此，可以保证充足的实验数据量，进一步节省实验耗时，降低实验成本。
37.根据本发明的具体实施例，结合图1-2理解，多个气路300与多组样品反应器200一一对应，并且单个气路300的一端与每组样品反应器200中位于上游的样品反应器200上的进气管23相连，且适于使气体供给装置中的气体通过气路300流动进多组样品反应器中。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对气路300材质的具体类型进行选择，只要能够实现上述功能即可，例如，气路300的材质为不锈钢。具体的，气路300上设有减压阀(未示出)，且适于对气体的流量进行调节。
38.根据本发明的具体实施例，参考图1，多个气体供给装置400与多个气路300一一对应，并且每个气体供给装置400供给不同气源，每个气体供给装置400与单个气路300的另一端相连。发明人发现，每个气体供给装置向每组样品反应器中供给不同的气源，从而可以一次性进行多个工况的实验。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对上述气体供给装置400的具体类型和个数进行选择，只要能够实现上述功能即可。此外，上述气源的具体类型并不受特备限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，气源为so2、so3、no、no2、co或co2。
39.根据本发明的具体实施例，参考图6，上述点阵式多线程高温实验系统进一步包括气体吸收装置500，气体吸收装置500与每组样品反应器200中位于下游的样品反应器200的出气管24相连。发明人发现，通过设置气体吸收装置，可以避免系统排出的酸性气体污染环境。
40.具体的，上述点阵式多线程高温实验系统的工作过程如下：首先保持每个样品反应器的进出管上的阀门处于开启状态，并开启多个气体供给装置对每组样品反应器进行吹扫，以排出每个样品反应器中的空气，并使每个样品反应器中充满气体供给装置提供的酸
性气体，随后关闭每组样品反应器位于下游的样品反应器的出气管上的阀门，并开启点阵式电加热炉，使得酸性气体与金属样品在样品反应器中进行高温反应，反应结束后，关闭气体供给装置，开启每组样品反应器位于下游的样品反应器的出气管上的阀门，将样品反应器中的气体排进气体吸收装置。
41.发明人发现，点阵式加热炉上端设有多个加热孔，可以同时放置多个样品反应器并对其进行加热，多个气体供给装置通过多个气路与多组样品反应器一一对应相连，每组样品反应器包括多个串联的样品反应器，从而使得气体可以从气体供给装置中通过气路到达每个串联的样品反应器，同时与多个样品反应器中的金属样品在高温下进行反应，节省实验耗时，串联在同一组气路中的多个样品反应器在实验中能够保持同样的气氛变化，确保气氛条件的统一。并且，由于每个气体供给装置可以供给不同气体，因此可以一次性进行多个工况的实验。此外，每个样品反应器的进气管和出气管上均设有阀门，从而可以在不影响同组其他反应器的前提下随时拆卸其中任何一个样品反应器，控制不同的反应时间。综上，本技术的点阵式多线程高温实验系统可以同时进行多种工况的实验，多线程同时运行可以完成大量重复性实验，并且可以控制不同的反应时间，节省实验耗时，降低实验成本，适合各类高温实验。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
43.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。