[发明专利]一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备

权利要求书

1.一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备，其特征在于，包括分级反应发生装置、耦连装置(12)、气路装置、炉温控制装置和分析检测装置，其中：

该分级反应发生装置包括独立设置的热解反应器和焦炭气固反应器，所述热解反应器包括第一高温炉本体(14)和设置于该第一高温炉本体(14)内的微型气流床(11)；所述焦炭气固反应器包括第二高温炉本体(21)和设置于该第二高温炉本体(21)内的微型流化床(20)；此外，所述微型气流床(11)与所述微型流化床(20)由带斜度的通管(15)相连；

该耦连装置(12)由所述热解反应器下端的侧面横向插入所述微型气流床(11)的内部，其包括旋转截止阀门和设于该旋转截止阀门通孔内的筛板(13)，所述筛板(13)仅用于使气流通过而无法让固体燃料通过，以此确保反应时气流的稳定以及固体燃料的停留时间；其中，所述旋转截止阀门包括阀杆(34)、阀体(32)和带通孔(29)的阀芯(30)，该阀芯(30)设于所述阀杆(34)的端部，该阀体(32)套装在所述阀芯(30)的外部并与其相互紧密配合，所述筛板(13)则设置于所述通孔(29)内；此外，该阀杆(34)上设置有与所述阀体(32)的外圆螺纹连接的螺帽(28)以防止此耦连装置(12)的漏气，该阀体(32)面向所述螺帽(28)的一侧的端面还设置有盘根(33)，由此进一步防止此耦连装置(12)的漏气；

该气路装置包括第一气源(1)、第二气源(2)、第三气源(3)、初始进料气路、脉冲进料气路和气固反应进气气路，其中，所述初始进料气路用于连接所述第一气源(1)与所述微型气流床(11)；所述初始进料气路上设置有第一电磁阀(8)和固体燃料给料器(10)，该固体燃料给料器(10)与所述微型气流床(11)的入口相连；所述脉冲进料气路用于连接所述第二气源(2)与所述微型气流床(11)，并在其气路中设置有压力表(6)和第二电磁阀(9)；所述气固反应进气气路用于连接所述第三气源(3)和所述微型流化床(20)；其中所述脉冲进料气路采用微量脉冲也即1ml～2ml的脉冲气流流量执行给料，并用于将落入所述微型气流床(11)底部的残焦送入所述微型流化床(20)的气固反应区；

该炉温控制装置包括第一温度显示控制装置(16)、第二温度显示控制装置(17)和反应器温度监视装置，其中所述第一温度显示控制装置(16)与所述第一高温炉本体(14)相连，并用于控制所述第一高温炉本体(14)的炉膛温度；所述第二温度显示控制装置(17)与所述第二高温炉本体(21)相连，并用于控制所述第二高温炉本体(21)的炉膛温度；此外，所述反应器温度监视装置包括彼此相连的热电偶(24)和温度显示装置，其中该热电偶(24)插入所述微型流化床(20)的内部，并用于实时监测所述微型流化床(20)的气固反应区的温度；

该分析检测装置用于获得所述焦炭气固反应的动力学参数，其包括彼此相连的气相快速过程质谱仪(18)和数据采集分析仪(19)，所述气相快速过程质谱仪(18)与所述微型流化床(20)相连。

2.如权利要求1所述的一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备，其特征在于，所述初始进料气路和气固反应进气气路上均设置有气体流量计，以实现气流流量的精确控制。

3.如权利要求2所述的一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备，其特征在于，所述第一电磁阀(8)和第二电磁阀(9)的开关由控制器(5)控制。