CN115322814A - 一种气化灰黏结性实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气化灰黏结性实验装置，包括配气系统、水蒸气发生系统、给煤系统、气化反应系统、灰黏结实验系统以及数据采集系统；所述配气系统、所述水蒸气发生系统、所述给煤系统、所述气化反应系统以及所述灰黏结实验系统依次连接，所述数据采集系统用于数据采集。达到的技术效果为：根据本发明的气化灰黏结性实验系统装置，可以控制气化过程中的气体组分、给粉速率、氧煤比、蒸汽煤比、燃烧温度等，从氧煤比、煤灰组分、粗煤气组分等各方面研究煤灰黏结的机理，本发明的气化灰黏结性实验系统装置的优点是实验系统装置简单，操作灵活，造价低。
Description
技术领域
本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种气化灰黏结性实验装置。
背景技术
近年来，我国煤化工行业已经进入现代煤化工阶段，煤气化技术是现代煤化工的关键技术，煤气化技术中废锅工艺较激冷工艺能够更充分利用合成气显热，气化炉热效率更高，是煤气化技术中先进的技术之一。我国引进及自主开发了多项废锅工艺气化技术，部分技术已成功工业应用，在已投产的装置长周期运行过程中，各项技术均出现了积灰的问题，主要是在合成气降温过程中，合成气携带的飞灰会在气化炉反应区炉墙水冷壁或换热器黏结，并随着运行时间不断积累，甚至堵塞合成气流通通道，造成设备停车。气化炉冷却段积灰的问题不同程度上影响了装置的“安稳长满优”运行，甚至给部分企业造成了巨大的经济损失。为方便生产企业和科研单位更好的研究积灰机理和提出相应积灰防控措施，特提出了气化灰黏结实验系统装置。
发明内容
本发明的目的在于在实验室内研究影响气化炉长周期运行的煤灰黏结问题，而提供了一种气化灰黏结实验装置。高温刚玉管中温度最高可达1600℃，接近气化炉实际运行的温度，利用配气系统调整不同的气体组分，针对不同的煤种从氧煤比、煤灰组分、粗煤气组分等各方面研究煤灰黏结的机理。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面，一种气化灰黏结性实验装置，包括配气系统、水蒸气发生系统、给煤系统、气化反应系统、灰黏结实验系统以及数据采集系统；所述配气系统、所述水蒸气发生系统、所述给煤系统、所述气化反应系统以及所述灰黏结实验系统依次连接，所述数据采集系统用于数据采集。
进一步地，所述配气系统包括多个配气组件，每个所述配气组件包括高压气瓶、减压阀以及气体流量计；所述高压气瓶、所述减压阀以及所述气体流量计依次连接；所述配气系统的所述高压气瓶的数量为至少一个。
进一步地，所述水蒸气发生系统包括恒温水浴和水罐，所述水罐设置在所述恒温水浴中；还包括气体混合器；排出所述配气系统的气体经所述气体混合器后进入所述水蒸气发生系统与水蒸气混合。
进一步地，所述给煤系统包括给煤器、变频电机以及喷射器，所述变频电机的物料处理段分别设置有所述给煤器和所述喷射器；排出所述水蒸气发生系统的气体经所述气体混合器进入所述给煤系统的所述喷射器中。
进一步地，所述气化反应系统包括温控系统、高温热电偶以及高温刚玉管，所述温控系统控制所述高温刚玉管内的温度；所述高温热电偶插入到所述高温刚玉管内部，所述温控系统与所述高温刚玉管连接；煤粉经所述给煤器在所述变频电机的驱动下进入所述喷射器，夹带煤粉的混合气体喷射到所述高温刚玉管内，排出所述气化反应系统的物料进入所述灰黏结实验系统。
进一步地，所述灰黏结实验系统包括压缩机、加热器、测温热电偶以及换热黏结实验段；所述换热黏结实验段采用套管结构，冷却介质经所述压缩机和所述加热器加压升温后进入所述换热黏结实验段夹套内，然后与排出所述气化反应系统的物料间接换热降温。
进一步地，冷却介质为空气。
进一步地，还包括除灰装置，排出所述灰黏结实验系统的物料经过所述除灰装置处理后排放。
进一步地，所述数据采集系统包括数据采集器和电脑，所述数据采集器和所述电脑电连接。
本发明具有如下优点：根据本发明的气化灰黏结性实验系统装置，可以控制气化过程中的气体组分、给粉速率、氧煤比、蒸汽煤比、燃烧温度等，从氧煤比、煤灰组分、粗煤气组分等各方面研究煤灰黏结的机理，本发明的气化灰黏结性实验系统装置的优点是实验系统装置简单，操作灵活，造价低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一些实施例提供的一种气化灰黏结性实验装置的结构图。
图中：
1、高压气瓶；2、减压阀；3、气体流量计；4、气体混合器；5、阀门；6、水罐；7、恒温水浴；8、给煤器；9、变频电机；10、喷射器；11、高温热电偶；12、温控系统；13、压缩机；14、加热器；15、换热黏结实验段；16、测温热电偶；17、高温刚玉管；18、数据采集器；19、电脑；20、除灰装置；
101、氮气；102、二氧化碳；103、氧气；104、煤粉；105、空气；106、合成气；
A、配气系统；B、水蒸气发生系统；C、给煤系统；D、气化反应系统；E、数据采集系统；F、灰黏结实验系统。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明第一方面实施例中的一种气化灰黏结性实验装置，包括配气系统A、水蒸气发生系统B、给煤系统C、气化反应系统D、灰黏结实验系统F以及数据采集系统E；配气系统A、水蒸气发生系统B、给煤系统C、气化反应系统D以及灰黏结实验系统F依次连接，数据采集系统E用于数据采集。
上述实施例达到的技术效果为：根据本实施例的气化灰黏结性实验系统装置，可以控制气化过程中的气体组分、给粉速率、氧煤比、蒸汽煤比、燃烧温度等，从氧煤比、煤灰组分、粗煤气组分等各方面研究煤灰黏结的机理，本实施例的气化灰黏结性实验系统装置的优点是实验系统装置简单，操作灵活，造价低。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，配气系统A包括多个配气组件，每个配气组件包括高压气瓶1、减压阀2以及气体流量计3；高压气瓶1、减压阀2以及气体流量计3依次连接；配气系统A的高压气瓶1的数量为至少一个。
在上述可选的实施例中，需要说明的是，每个高压气瓶1要单独配置减压阀2和流量计3，但是至少有一个高压气瓶1是提供氧气103气瓶；此外，图1示意了三组配气组件的情况，其中一个高压气瓶1是提供氧气103气瓶，多出的高压气瓶1还可分别提供二氧化碳102和氮气101。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，水蒸气发生系统B包括恒温水浴7和水罐6，水罐6设置在恒温水浴7中；还包括气体混合器4；排出配气系统A的气体经气体混合器4后进入水蒸气发生系统B与水蒸气混合，具体为排出配气系统A的气体经气体混合器4后进入水蒸气发生系统的水罐6中。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，给煤系统C包括给煤器8、变频电机9以及喷射器10，变频电机9的物料处理段分别设置有给煤器8和喷射器10；排出水蒸气发生系统B的气体经气体混合器4进入给煤系统C的喷射器10中。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，气化反应系统D包括温控系统12、高温热电偶11以及高温刚玉管17，温控系统12控制高温刚玉管17内的温度；高温热电偶11插入到高温刚玉管17内部，温控系统12与高温刚玉管17连接；煤粉104经给煤器8在变频电机9的驱动下进入喷射器10，夹带煤粉104的混合气体喷射到高温刚玉管17内，排出气化反应系统D的物料进入灰黏结实验系统F。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，灰黏结实验系统F包括压缩机13、加热器14、测温热电偶16以及换热黏结实验段15；换热黏结实验段15采用套管结构，冷却介质经压缩机13和加热器14加压升温后进入换热黏结实验段15夹套内，然后与排出气化反应系统D的物料间接换热降温。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，冷却介质为空气105，此外，冷却介质还可为空气105以外的其他可用的气体。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，还包括除灰装置20，排出灰黏结实验系统F的物料经过除灰装置20处理后排放合成气106。
可选的，如图1所示，在一些实施例中，数据采集系统E包括数据采集器18和电脑19，数据采集器18和电脑19电连接。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
Claims (9)
1.一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，包括配气系统(A)、水蒸气发生系统(B)、给煤系统(C)、气化反应系统(D)、灰黏结实验系统(F)以及数据采集系统(E)；所述配气系统(A)、所述水蒸气发生系统(B)、所述给煤系统(C)、所述气化反应系统(D)以及所述灰黏结实验系统(F)依次连接，所述数据采集系统(E)用于数据采集。
2.根据权利要求1所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述配气系统(A)包括多个配气组件，每个所述配气组件包括高压气瓶(1)、减压阀(2)以及气体流量计(3)；所述高压气瓶(1)、所述减压阀(2)以及所述气体流量计(3)依次连接；
所述配气系统(A)的所述高压气瓶(1)的数量为至少一个。
3.根据权利要求2所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述水蒸气发生系统(B)包括恒温水浴(7)和水罐(6)，所述水罐(6)设置在所述恒温水浴(7)中；
还包括气体混合器(4)；排出所述配气系统(A)的气体经所述气体混合器(4)后进入所述水蒸气发生系统(B)与水蒸气混合。
4.根据权利要求3所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述给煤系统(C)包括给煤器(8)、变频电机(9)以及喷射器(10)，所述变频电机(9)的物料处理段分别设置有所述给煤器(8)和所述喷射器(10)；
排出所述水蒸气发生系统(B)的气体经所述气体混合器(4)进入所述给煤系统(C)的所述喷射器(10)中。
5.根据权利要求4所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述气化反应系统(D)包括温控系统(12)、高温热电偶(11)以及高温刚玉管(17)，所述温控系统(12)控制所述高温刚玉管(17)内的温度；
所述高温热电偶(11)插入到所述高温刚玉管(17)内部，所述温控系统(12)与所述高温刚玉管(17)连接；
煤粉(104)经所述给煤器(8)在所述变频电机(9)的驱动下进入所述喷射器(10)，夹带煤粉(104)的混合气体喷射到所述高温刚玉管(17)内，排出所述气化反应系统(D)的物料进入所述灰黏结实验系统(F)。
6.根据权利要求5所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述灰黏结实验系统(F)包括压缩机(13)、加热器(14)、测温热电偶(16)以及换热黏结实验段(15)；
所述换热黏结实验段(15)采用套管结构，冷却介质经所述压缩机(13)和所述加热器(14)加压升温后进入所述换热黏结实验段(15)夹套内，然后与排出所述气化反应系统(D)的物料间接换热降温。
7.根据权利要求6所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，冷却介质为空气(105)。
8.根据权利要求1所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，还包括除灰装置(20)，排出所述灰黏结实验系统(F)的物料经过所述除灰装置(20)处理后排放。
9.根据权利要求1所述的一种气化灰黏结性实验装置，其特征在于，所述数据采集系统(E)包括数据采集器(18)和电脑(19)，所述数据采集器(18)和所述电脑(19)电连接。
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