應(yīng)區(qū)的溫度。
[0057]另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述溫度控制設(shè)備包括第一溫度控制箱41和第二溫度 控制箱42,所述第一溫度控制箱41內(nèi)安裝有電阻絲溫度測(cè)控系統(tǒng)，與所述電阻絲加熱體、第 一鉑銠熱電偶和第二鉑銠熱電偶連接，進(jìn)而控制反應(yīng)管13在電阻絲加熱爐11段反應(yīng)區(qū)的溫 度。所述第二溫度控制箱42內(nèi)安裝有硅鉬棒溫度測(cè)控系統(tǒng)和變壓器，外界電源通過變壓器 為硅鉬棒加熱體供電，硅鉬棒溫度測(cè)控系統(tǒng)與硅鉬棒加熱體和第三鉑銠熱電偶連接，進(jìn)而 控制反應(yīng)管13在硅鉬棒加熱爐12中反應(yīng)區(qū)和硅鉬棒加熱體124的溫度。
[0058]此外，所述第一鉑銠熱電偶和第二鉑銠熱電偶在反應(yīng)管內(nèi)的位置可以按需調(diào)節(jié)， 一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以將兩個(gè)鉑銠熱電偶設(shè)置于反應(yīng)管中間三分之一段的任一處， 以便更準(zhǔn)確地檢測(cè)恒溫區(qū)的溫度。
[0059] 本實(shí)施例所述高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置的操作過程如下：
[0060] 在進(jìn)行氣化反應(yīng)前，先檢查裝置氣密性;然后對(duì)兩段式加熱爐1進(jìn)行預(yù)先升溫，根 據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康呐c工況要求，通過調(diào)節(jié)溫度控制設(shè)備控制反應(yīng)管13在電阻絲加熱爐11段 的反應(yīng)區(qū)的溫度為800-1000°C之間，控制反應(yīng)管13在硅鉬棒加熱爐12段的反應(yīng)區(qū)的溫度達(dá) 到1200-1550°C之間。通過螺旋進(jìn)料器2輸入的燃料和從進(jìn)氣管道7輸入的載氣共同作用下 使煤粉從上部進(jìn)料，通過變頻器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)改變進(jìn)料速率，保證連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)料，反應(yīng)后的 灰渣在剛玉反應(yīng)罐的下段灰罐32內(nèi)收集，氣體則通過灰罐內(nèi)的過濾器去除飛灰后離開灰 罐。
[0061] 此外，需要說明的是，本實(shí)用新型中，所述反應(yīng)管13在硅鉬棒加熱爐12中的長(zhǎng)度與 在電阻絲加熱爐11中的長(zhǎng)度之比范圍可以按需調(diào)節(jié)，優(yōu)選為(4-6): 1。
[0062] 實(shí)施例二
[0063] 本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，包括高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置和氣路單元，所述高溫氣流 床氣化/熱解裝置與實(shí)施例一相同，所述氣路單元包括并聯(lián)設(shè)置的第一氣體管路、第二氣體 管路、第三氣體管路和去離子水管路。
[0064] 第一氣體管路S1:依次連接有二氧化碳?xì)馄?、流量?jì)和閥門；
[0065] 第二氣體管路S2:依次連接有氧氣氣瓶、流量計(jì)和閥門；
[0066] 第三氣體管路S3:依次連接有氮?dú)鈿馄?、流量?jì)和閥門；
[0067]去離子水管路S4:依次連接有儲(chǔ)水器81和高壓栗82。
[0068] 所述第一氣體管路、第二氣體管路、第三氣體管路和去離子水管路出口匯合后，通 過進(jìn)氣管道7與進(jìn)料管道6連通，所述進(jìn)氣管道7上設(shè)置有電加熱汽化器5。
[0069] 此外，根據(jù)實(shí)際需要，氣路單元的管路數(shù)量可以調(diào)整:例如，可以只保留一個(gè)氣體 管路，或者只保留兩個(gè)氣體管路。
[0070] 本實(shí)用新型所述高溫氣流床氣化/熱解系統(tǒng)的操作過程如下：
[0071] 先連接系統(tǒng)內(nèi)各管路，檢查氣密性;再對(duì)兩段式加熱爐預(yù)先升溫;然后通過螺旋進(jìn) 料器與載氣的共同作用使煤粉從上進(jìn)料，通過流量計(jì)對(duì)N 2、02、C02的流量進(jìn)行控制，通過高 壓栗對(duì)去離子水的盡量進(jìn)行控制，通過電加熱汽化器對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)熱并對(duì)去離子水進(jìn)行加 熱以產(chǎn)生水蒸氣，并在其中混合均勻?？刂苾啥问郊訜釥t中反應(yīng)管內(nèi)的溫度，待原料反應(yīng) 后，灰渣在感應(yīng)管下端的灰罐收集。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)N 2、02、C02的閥門與 流量計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)載氣和氣化劑的靈活調(diào)控，可以通過控制高壓栗開關(guān)和流量大小實(shí)現(xiàn)對(duì)水蒸 氣加入量的靈活調(diào)節(jié)，可以通過調(diào)節(jié)溫度自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)區(qū)達(dá)到從室溫到1550°C的不 同氣化反應(yīng)溫度，可以通過對(duì)螺旋進(jìn)料器變頻器的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)改變進(jìn)料速率，且保證連 續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)料。
[0072] 實(shí)施例三
[0073] 本實(shí)用新型所述高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置及系統(tǒng)在煤氣化領(lǐng)域的應(yīng) 用。
[0074] 現(xiàn)代煤氣化技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣、規(guī)模日益增大，為提高氣化效率、降低 能耗與污染，加大針對(duì)氣化過程、反應(yīng)機(jī)理與工藝參數(shù)的研究已成為學(xué)界的共識(shí)，但如若在 工業(yè)化裝置上進(jìn)行相應(yīng)的探索與試驗(yàn)，稍有不當(dāng)將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與重大的安全事 故，因而是不切實(shí)際的。
[0075] 在高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置中，反應(yīng)管外邊的電阻絲加熱爐11與硅鉬 棒加熱爐12連有熱電偶，熱電偶將溫度信號(hào)傳到溫度自控系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可以通知反應(yīng)管 內(nèi)部的溫度。氣化反應(yīng)所需的N 2、02通過質(zhì)量流量計(jì)控制流量，在進(jìn)入反應(yīng)管前實(shí)現(xiàn)預(yù)熱和 混勻。去離子水通過高壓液體栗控制流量并且送入電加熱汽化器，再轉(zhuǎn)化成水蒸氣后與氣 體混合均勻并進(jìn)入試驗(yàn)裝置。
[0076] 在本試驗(yàn)裝置中，按照試驗(yàn)要求與設(shè)計(jì)，通過調(diào)節(jié)溫度測(cè)控系統(tǒng)，可以達(dá)到最高 1550°C的氣化反應(yīng)溫度:通過調(diào)節(jié)氣體管路與高壓栗，可靈活實(shí)現(xiàn)氣化劑(0 2/H20(g)或者混 合氣）與載氣(N2)等工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié);通過螺旋進(jìn)料器頻率的改變，可以調(diào)節(jié)進(jìn)料量， 以綜合調(diào)配原料與氣化劑的比例，綜合以上功能，裝置可以廣泛開展實(shí)現(xiàn)探索氣化過程與 反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化工藝參數(shù)等科學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的研究工作。
[0077] 本實(shí)施例選取靈武煙煤(廠家:梅花井煤礦)為原料，用實(shí)施例二所述高溫氣流床 氣化/熱解系統(tǒng)，進(jìn)行氣化實(shí)驗(yàn)，具體試驗(yàn)過程如下：
[0078] (1)將靈武煙煤破碎、篩分，過200目篩(GB6003.1-1997標(biāo)準(zhǔn)方孔篩，泰勒制），以 1.38g/min的進(jìn)料速度進(jìn)入預(yù)先升溫至預(yù)定溫度的氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置中，其 中，電阻絲加熱爐11的預(yù)定溫度為800°C，硅鉬棒加熱爐12的預(yù)定溫度如表1所示。
[0079] (2)開通第一氣體管路、第二氣體管路、第三氣體管路和去離子管路，調(diào)節(jié)各管路 的流量計(jì)，使N 2流量為0.21L/min，O2流量為0.4L/min，H2O流量為0.1 lml/min，在載氣(N2) 作用下，將氣化劑(O2和H2O)和粉煤灰送入反應(yīng)管中，進(jìn)行反應(yīng)。
[0080] (3)改變硅鉬棒加熱爐12中反應(yīng)區(qū)的氣化溫度，收集不同氣化溫度條件下的氣體 產(chǎn)物送入氣相色譜儀中，分析氣體組成，結(jié)果如表1所示：
[0081] 表1靈武煙煤氣化反應(yīng)的出口氣組成。
[0083] 由表1可以看出，隨著氣化溫度的升高，氣體產(chǎn)物中氣體燃料的成分逐漸升高，說 明本實(shí)施例所述試驗(yàn)系統(tǒng)可成功實(shí)現(xiàn)不同高溫條件下煤的氣化反應(yīng)，為探索氣化過程和反 應(yīng)機(jī)理提供新的途徑。
[0084] 實(shí)施例四
[0085] 本實(shí)用新型所述高溫氣流床氣化/熱解綜合試驗(yàn)裝置及系統(tǒng)在煤氣化反應(yīng)性能評(píng) 價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0086] 準(zhǔn)確評(píng)價(jià)煤的氣化反應(yīng)性能，可以為定位煤炭應(yīng)用方向、篩選氣化生產(chǎn)原料等提 供有力的參考，節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。目前對(duì)煤炭氣化反應(yīng) 性的評(píng)價(jià)，多采用熱重法與管式爐法，在反應(yīng)溫度、反應(yīng)方式以及結(jié)果分析等方面均與實(shí)際 氣化生產(chǎn)過程迥異，獲得的性能指標(biāo)存疑。
[0087] 將需要評(píng)價(jià)的煤(或者焦)粉放在螺旋加料機(jī)的料斗中，連接裝置部件并檢查氣密 性。關(guān)閉C02、02與高壓液體栗，保持N 2流量，設(shè)定加熱爐的加熱終溫，開始預(yù)訂的升溫過程。 升到預(yù)定溫度并穩(wěn)定之后，開始通入CO2，并逐步關(guān)閉N2。待CO 2流速穩(wěn)定之后，開始通入煤 (或者焦），收集尾氣并檢測(cè)其中氣體濃度，根據(jù)CO與CO2的濃度比評(píng)價(jià)所選煤(或者焦)的氣 化反應(yīng)性能與潛力。
[0088] 本實(shí)施例選用勝利褐煤(廠家：內(nèi)蒙古錫林浩特勝利煤田）為原料，用實(shí)施例二所 述高溫氣流床氣化/熱解系統(tǒng)，進(jìn)行煤氣化反應(yīng)性能評(píng)價(jià)，具體試驗(yàn)過程如下：
[0089] (1)將勝利褐煤在N2保護(hù)氣氛下在900°C條件下制成熱解半焦，對(duì)其進(jìn)行破碎，篩 分，以1.26g/min的進(jìn)料速度進(jìn)入預(yù)先升至預(yù)定溫度的氣流床氣化/熱解綜合實(shí)驗(yàn)裝置中其 中，電阻絲加熱爐11的預(yù)定溫度為800°C，硅鉬棒加熱爐12的預(yù)