[发明专利]微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统

说明书

一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统。现阶段无法准确预判煤粉燃烧时NOx的原始排放量。一种煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性的可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置（1），精密微量给料装置（2），可控高温反应装置（3），智能步进取样装置（4），玻璃纤维滤筒（5），抽气装置（6）在线分析装置（7），分布式控制系统（8），配气系统（9），可控高温预热装置分别与配气系统和可控高温反应装置连接，配气系统和可控高温反应装置分别与精密微量给料装置连接。本发明应用于煤粉燃烧时NOx排放量的预测。

技术领域：

本发明涉及一种煤微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统。

背景技术：

煤粉燃烧时NO_X的生成受多种因素共同影响，因此NOx排放量的预判极难，最重要的原因之一是煤氮在挥发分和焦炭中的分布难以确定。目前煤中挥发分含量通常采用工业分析仪测量，但该方法存在两点不足：1）煤粉处于固定堆积状态，煤粉颗粒互相遮挡，处于内部的煤粉无法充分反应；2）升温速率低，仪器的升温速率一般小于50K/min，然而实际煤粉燃烧时升温速率为110⁴K/S，二者相差甚远。更为重要的是，目前针对氮在挥发分和焦炭中的分布仍没有准确的测量手段和装置，只能利用元素分析仪对煤中整体氮元素含量进行测量。基于上述原因，现阶段无法准确预判煤粉燃烧时NOx的排放量。

发明内容：

本发明的目的是提供一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，可获得煤粉燃烧最大挥发分释放量、氮在挥发分和焦炭中的分布，结合仿真技术准确预判煤粉燃烧NOx的排放量，该发明结果可指导低NOx燃烧技术的开发以及相关设备的研制工作。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置，精密微量给料装置，可控高温反应装置，智能步进取样装置，玻璃纤维滤筒，抽气装置，在线分析装置，分布式控制系统，配气系统，所述的可控高温预热装置分别与所述的配气系统和所述的可控高温反应装置连接，所述的配气系统和所述的可控高温反应装置分别与所述的精密微量给料装置连接，所述的可控高温预热装置和所述的可控高温反应装置之间连接有所述的分布式控制系统，所述的可控高温反应装置通过智能步进取样装置与所述的玻璃纤维滤筒和抽气装置连接，所述的抽气装置与所述的在线分析装置连接。

所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的可控高温预热装置选用耐高温材料，其最高加热温度可达1873K，所述的可控高温预热装置内布置蓄热组件。

所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的精密微量给料装置采用电磁振动机构精密控制给料量，极限值达到0.03g/min。

一种所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，该方法包括如下步骤：

首先，保护气经可控高温预热装置与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入可控高温反应装置，物料载气体通入精密微量给料装置，携带煤粉进入可控高温反应装置，与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置的作用下，固、气态产物经由智能步进取样装置分别进入玻璃纤维滤筒和在线分析装置，针对反应产物进行总包分析，获得挥发分释放量、氮在挥发分及焦炭中的分布，结合仿真计算技术准确预判煤粉燃烧NO_X的原始排放量。

所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，可控高温预热装置内的保护气与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入所述的可控高温反应装置；当物料载气体通入所述的精密微量给料装置内时，携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合。