[发明专利]一种测试煤热解成焦过程的试验装置和方法

权利要求书

1.一种测试煤热解成焦过程的试验装置,包括炉底为长方形、侧壁竖直、炉顶为拱形的炉体,其特征在于：

所述炉体的前侧和左侧侧壁为炉墙，右侧和后侧侧壁为石英玻璃侧壁，其中右侧的石英玻璃侧壁为设置在滑轨上、可前后移动的活动石英玻璃侧壁(11)；

所述炉顶顶部形成有窥视孔(5)；

所述一种测试煤热解成焦过程的试验装置还包括，

设置于一侧炉墙内的电炉丝(9)，设置于所述炉体外侧的保温层，设置于所述活动石英玻璃侧壁(11)外侧的压力膨胀仪(16)，设置于所述活动石英玻璃侧壁(11)下方的标尺(18)，设置于所述窥视孔(5)上方的顶部石英玻璃(4)，设置于所述顶部石英玻璃(4)上方的工业摄像机(17),

升温过程中通过标尺( 18) 测量煤热解膨胀值，通过压力膨胀仪(16)测量煤热解膨胀压力，通过计算机处理就可以得到煤的最大膨胀率和最大膨胀压力，

所述煤为配合煤，粒度小于1mm。

2.根据权利要求1所述的一种测试煤热解成焦过程的试验装置，其特征在于：

所述保温层包括：设置于所述炉底下侧和所述炉墙外侧的下部保温层(14)，炉顶周侧的上部保温层(2)，设置于所述石英玻璃侧壁外部的可拆卸保温层(13)。

3.根据权利要求1所述的一种测试煤热解成焦过程的试验装置，其特征在于：

所述炉顶的斜面上设置有卤素灯(8)，所述炉体外部设置有控制所述卤素灯的灯光强度控制器。

4.根据权利要求1所述的一种测试煤热解成焦过程的试验装置，其特征在于：

所述顶部石英玻璃和所述窥视孔之间形成有高度4-6mm的吹扫狭缝(6)，所述吹扫狭缝(6)与通向所述炉体外部、直径为4-6mm的进气管(1)连接。

5.根据权利要求1所述的一种测试煤热解成焦过程的试验装置，其特征在于：

所述左侧炉墙上方设置有通向炉体外部、直径为2-4mm的出气缝(7)，所述出气缝(7)的外部出口设置有抽气冷凝器(15)。

6.一种测试煤热解成焦过程的试验方法，使用一种权利要求1-5任一项所述测试煤热解成焦过程的试验装置，具体步骤如下：

步骤一，制备煤样，将粒度<6mm的煤在常温常压下加入粉碎机中粉碎到粒度<1mm，然后将粉碎后的煤样配入水分充分混合均匀使配煤水分为4-6％后从试验装置的顶部装入炉中，并用平板将装入的煤样压实形成方体煤样；

步骤二，热解成焦，装好煤样后安装好密封机构，打开卤素灯光源，通过调节安装于炉外的光源强度控制器，使得工业摄像机能够采集到清晰的过程图像，从进气管通入3-6L/min的惰性气体，打开抽气冷凝器抽出气体，打开电炉丝控制开关程序控制升温至1100℃，在200-450℃阶段升温速率大于450-650℃升温速率，小于650℃以上阶段升温速率；

步骤三，采集数据，当煤样品在加热炉中按给定的温度升温加热时将发生膨胀，从而推动活动石英玻璃侧壁发生移动，通过标尺直接测量膨胀值，并可以利用压力膨胀仪测量煤热解成焦过程膨胀压力，在加热过程中利用工业摄像机对煤成焦过程样品进行实时在线图像采集，处理过程图像得到该温度下煤样线性膨胀值，然后通过计算得到煤样的膨胀率。

7.根据权利要求6所述的一种测试煤热解成焦过程的试验方法，其特征在于：

在200-450℃阶段升温速率设定为3℃/min，450-650℃升温速率设定为2.5℃/min，其余阶段为4℃/min。

8.根据权利要求6所述的一种测试煤热解成焦过程的试验方法，其特征在于：

取得煤样为190－220mm见方。