[实用新型]固体燃料高温高压快速热解装置

说明书

技术领域

本实用新型属于热分析试验设备领域。 

背景技术

研究高温、高压、高加热速率下的化学反应机理，对于分析固体燃料的热解、燃烧机理，以及掌握它在接近真实条件下的物理化学过程变化规律具有非常重要的意义。为了研究固体燃料的反应动力学，国内外普遍采用的实验方法有热重法，沉降法，流化法、小型热模实验。但这四种实验方法均存在一定局限性，而在固体燃料的热解反应机理研究，尤其在热解产物的制备条件对孔隙微观结构、化学活性等方面的研究中，需要更高的样品称量精度、高度可控的温度过程，且样品在实验过程中尽可能少地受到其它条件干扰。因此，设计符合此研究需要的实验设备十分必要。 

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种实现模拟固体燃料真实条件下高温高压快速热解过程的试验装置。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种固体燃料高温高压快速热解装置，包括承载、加热固体燃料的加热台装置，以及为加热台装置提供高压环境的加压装置，所述加热台装置包括电热丝网、连接电热丝网的加热控制系统、冷却加热台的循环水冷装置，以及置于电热丝网下方对电热丝网吹扫气体的气体吹扫装置。

作为优选方式，所述气体吹扫装置包括置于电热丝网下方并与加压装置外的气源连通的吹气管，所述吹气管为一空心套管，套管内沿横断面设有多层隔板层，所述隔板层由两层或者多层的平行间隔的隔板组成，隔板上开有若干孔，隔板上还放置有比孔径大的金属球。

作为优选方式，所述电热丝网包括加热电极以及夹于加热电极间的双层金属丝网。作为优选方式，所述循环水冷却装置包括水箱，以及连通水箱至一边加热电极，再至另一边加热电极，最后回流至水箱的管路系统。作为优选方式，所述加热台装置还包括间隔置于金属丝网下方的样品台，所述加热电极间的循环水冷却装置管路系统通过该样品台内，所述气体吹扫装置贯穿该样品台。

作为优选方式，所述加压装置包括气源、密闭壳体，以及设于密闭壳体上的压力变送器、安全阀和卸压阀，所述密闭壳体内设有所述电热丝网和气体吹扫装置。

作为优选方式，还包括与加压装置连通的尾气散热箱，所述尾气散热箱为双层套管结构，其内套筒与加压装置连通并设有收集器，外套筒通有流向与内套筒中尾气流向相反的冷却介质。

工作流程：打开密闭壳体，将固体燃料均匀铺设在金属丝网正中，燃料铺设直径约为吹气管内径，密封密闭壳体，通过气源通入高压气体，并通过压力变送器和安全阀、卸压阀达到测量密闭壳体内压力、超压时紧急卸压和正常卸压的目的。在通电前并持续到热解结束后，气体吹扫装置的吹扫气体，经套管及样品台，吹走固体燃料的热解后的气体产物，减少气体产物与固体燃料二次反应的影响。套管中设置有若干隔板层，确保从气源出来的气体通过若干层隔板及钢珠后能够保证低速、稳流的穿过平铺在金属丝网的固体燃料；通电后，可利用加热电极加热金属丝网及其上面的固体燃料。尾气散热箱中排放尾气和冷却介质分别在内套筒和外套筒内逆流换热，且在内套筒中设置中放置收集器，收集冷却的焦油等粘性物质。在通电前并持续到热解结束后，通过水箱将冷却水循环冷却加热电极和样品台的目的。在升温加热过程中，通过加热控制系统控制固体燃料的加热速率，以达到快速热解的目的。

本实用新型的有益效果：加热台装置模拟工业炉内固体燃料颗粒的高温燃烧状态，并通过加热控制系统达到快速加热的控制，通过加压装置达到装置内高压控制，吹扫装置吹扫，从而实现模拟工业炉中固体燃料高温高压快速热解的实际情况，并避免气体产物与固体燃料二次反应的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例加热台装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例尾气散热箱的结构示意图。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。