[发明专利]消除燃煤污染物排放的两段分离式试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤粉、生物质燃烧试验研究方面，特别涉及消除燃煤污染物排放的两段分离式试验系统。

背景技术

煤炭在燃烧过程中排放的大量NOx、SOx和其它污染气体使环境问题变得日益突出，煤燃烧污染物排放研究热点主要集中在氮和硫元素的迁移机理上，实验研究能够给实际燃煤工业锅炉降低氮、硫的排放提供重要理论依据，因此，用于实验室研究燃煤的燃烧试验系统显得尤其重要。

在本发明作出之前，现有的马弗炉、一维水平管式炉、一维沉降炉等试验装置的开发，可为实验室研究煤粉的热解、燃烧提供良好的试验方法，此类试验系统已在煤粉热解和燃烧机理研究中得到大量应用，但其单独使用仅能进行一些热解或是简单的燃烧实验，很难对煤粉燃烧过程中挥发分/煤焦的交互机理进行研究。使用这些试验系统进行研究手段单一，难以深入研究煤中某些重要元素(如氮和硫)的转化机理，尤其是一些复杂的转化机理如煤中燃料氮的转化，包括它们以气体形式释放到烟气中发生的均相反应和留在煤焦表面发生的异相反应等，在传统实验系统中难以得到较为全面的转化机理研究，煤中的燃料氮和硫在燃烧进程中的反应情况也难以探索。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制研究燃煤污染物排放规律的两段分离式试验系统。

本发明的技术方案是：

消除燃煤污染物排放的两段分离式试验系统，其主要技术特征在于反应器的主管插入炉体中，主管上的支架在炉体上，热解反应器插入热解炉中，其支架在热解炉上，炉体支架连接热解炉，配气钢连通质量流量计，质量流量计连通混气罐，混气罐连通给粉机，给粉机连通热解炉，热解炉出口连通热解炉固体颗粒收集器，再连通燃烧试验装置，燃烧试验装置经检测口连接过滤器，过滤器连接烟气分析仪，烟气分析仪连接计算机。

所述燃烧试验装置连接燃烧炉固体颗粒收集器。

所述燃烧炉固体颗粒收集器连接烟气处理装置。

本发明的优点和效果在于能有效研究煤中污染物排放特性，促进燃煤节能减排的研究，通过结合两个反应子系统，能够研究煤粉燃烧过程中挥发分与煤粉/焦之间的交互机理，从而深入探索煤粉/焦燃烧过程中氮和硫元素的转化机理，为开发新的低NOx、SOx燃烧技术提供理论依据。其技术突破在于较好的组合了不同作用的试验炉，煤粉的热解、燃烧以及挥发分和煤焦的燃烧能够在本发明的系统上独立进行，又可以挥发分/煤焦分离后同时进行交互作用，再者反应器多支管携带流石英玻璃管，可以研究沿主管方向的燃烧进程中煤粉/焦等的沿程特性。本发明开展试验研究，以获得更为深入和全面的煤中重要元素转化机理，分析挥发分/N₂/O₂、挥发分/CO₂/O₂燃烧、挥发分/煤焦燃烧、挥发分/煤粉、挥发分/碳粉等实验过程中的影响因素(温度、煤种、粒径、气氛等)，探讨何种因素能够影响实验过程中NOx、SOx的排放，并分析其转化机理，探索出NOx、SOx排放最少的影响因素，和实际燃煤工业应用作对比，减少实际工业应用情况下的污染物排放。

本发明的其它具体效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——本发明燃烧试验装置示意图。

图2——本发明管式热解炉结构示意图。

图3——本发明结构原理示意图。

各标号表示对应的部件名称如下：

反应器1、炉体2、热解反应器3、管式热解炉4、炉体支架5、配气钢瓶6、质量流量器7、混气罐8、给粉机9、热解炉10、热解炉固体颗粒收集器11、微量给粉机12、燃烧试验装置13、过滤器14、烟气分析仪15、计算机16、燃烧炉固体颗粒收集器17、烟气处理装置18。

简要说明各主要部件：

(多支管携带流石英玻璃管)反应器1，由一根内径为30～100mm的主管和4～10根沿主管轴向分布并与其相通的内径～8mm支管组成。主管上端设有用于固定的支架。主管作为燃烧反应空间而支管作为检测口或进气口，各检测口间距一定的距离(100～350mm)，反应器恒温段总长＞1500mm。该反应器的设计使用石英玻璃材质，能耐1400K以上高温。反应器中内壁容易积灰，支管和主管相连接处使用内径为15mm连接管过渡，以防止煤/灰等堵塞支管，同时也便于清洗连接处。这一系列沿轴向排列的支管既能作为二次风配风口使用，又能检测燃烧中的沿程烟气特性。