[发明专利]测定煤热失重性能和热导性能以及测定煤或焦炭反应性的装置和方法

权利要求书

1.一种测定煤热失重性能和热导性能以及测定煤或焦炭反应性的装置，包括：加热热解系统、气源系统、煤热解产物收集系统，以及数据记录和处理系统；

所述加热热解系统包括：电加热炉(22)、反应器、电子天平(10)、天平支架单元、反应器升降单元；通过所述天平支架单元将电子天平(10)放置于电加热炉(22)的上方；通过天平拉杆(12)将所述反应器悬挂在电子天平(10)的下方；通过所述反应器升降单元将所述反应器从电加热炉(22)的炉膛中放入或取出；其中，在所述反应器中设置插入煤中心部位的试样测温热电偶(24)，在电加热炉(22)的炉膛的侧壁设置炉温热电偶(23)；

所述气源系统通过进气金属管(8)与所述反应器相连通，用于向所述反应器中提供测定所需的气体或水蒸汽；

所述煤热解产物收集系统与所述反应器的出气口(14)相连通，用于冷凝并收集所述反应器排出的热解气中的焦油和水分；

所述数据记录和处理系统分别与所述加热热解系统、气源系统、煤热解产物收集系统相连接，实现所述装置的控制，并采集电子天平(10)、试样测温热电偶(24)、炉温热电偶(23)的数据；

其中，当煤样在所述反应器中在所述气源系统提供惰性气体的条件下经受电加热炉(22)的加热进行热解时，电子天平(10)称量所述热解过程中煤样的质量，与热解时间、热解得到的半焦质量、所述煤热解产物收集系统收集的焦油质量和水分质量相关联，反映煤热失重性能；以及，

炉温热电偶(23)和试样测温热电偶(24)测量所述热解过程中煤样的温度和电加热炉(22)的炉膛的侧壁的温度，确定热解过程中煤样的传导热量，反映煤热导性能；或者，

当煤或焦炭在反应器中在所述气源系统提供反应气体的条件下经受电加热炉(22)的加热进行热反应时，电子天平(10)称量所述热反应过程中煤或焦炭的质量减少量，反映煤或焦炭反应性。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述反应器包括：反应器筒体(17)、反应器上盖(16)和反应器挂环(9)；在反应器筒体(17)的底面设置与进气金属管(8)相连通的进气口(21)，在反应器筒体(17)内的底部设置瓷球(20)和筛板(19)；反应器上盖(16)通过法兰结构密封与反应器筒体(17)连接，在反应器上盖(16)的中心设置插入煤样中心的热电偶套管，用于放置试样测温热电偶(24)，出气口(14)设置在反应器上盖(16)上，反应器挂环(9)设置在反应器上盖(16)上用于与天平拉杆(12)连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，瓷球(20)的直径为15～25mm；筛板(19)上设置筛孔(19-1)，筛孔(19-1)的直径为2～3mm；反应器筒体(17)的内直径为70～90mm，反应器筒体(17)的长度与内直径的比为(5～7)：1。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述天平支架单元包括：垂直支架(15)、天平旋转臂(13)和水平支撑板(11)；垂直支架(15)的底端固定于所述装置的基座上，天平旋转臂(13)的两端各自连接垂直支架(15)的顶端和水平支撑板(11)；电子天平(10)放置在水平支撑板(11)上，天平旋转臂(13)用于实现将水平支撑板(11)水平旋转，保证电子天平(10)在电加热炉(22)的上方。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述反应器升降单元包括：电机(6)、升降丝杆(5)和反应器托架(7)，反应器托架(7)放置于反应器上盖(16)的下方并连接升降丝杆(5)；电机(6)驱动升降丝杆(5)带动反应器托架(7)升降，使所述反应器从电加热炉(22)的炉膛中放入或取出。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气源系统包括：气体钢瓶(2)、混合器(3)和蒸汽系统(4)；气体钢瓶(2)经混合器(3)与进气金属管(8)相连通，用于向所述反应器提供测定煤热失重性能和热导性能所需的惰性气体或测定煤或焦炭反应性所需的反应性气体；蒸汽系统(4)与进气金属管(8)相连通，用于向所述反应器提供测定煤或焦炭反应性所需的水蒸汽。