[发明专利]一种可视化模拟介质多相流动与相变的实验系统

说明书

本发明公开了一种可视化模拟介质多相流动与相变的实验系统，包括：供气装置、温控装置、压力装置、分配罐、气化炉、合成气冷却装置、流量计、鼓风机；供气装置的出口端与压力装置一端相连，用于将压力装置内熔渣模拟介质压出；温控装置与压力装置一端相连，用于对压力装置内的固态熔渣模拟介质进行加热至液态；分配罐与压力装置相连，用于接收压力装置内压出的液态熔渣模拟介质；分配罐与气化炉连接，用于进行液态熔渣模拟介质的传递；气化炉的底部设置有合成气冷却装置；气化炉的一端与流量计的一端相连，流量计的另一端与鼓风机相连。应用本发明实施例，揭示合成气冷却器内熔渣发生的拉丝、迁移、相变等行为在无内热源环境下对灰渣沉积相变的影响。

技术领域

本发明涉及气流床煤气化技术领域，尤其涉及一种可视化模拟介质多相流动与相变的实验系统。

背景技术

目前关于气流床煤气化中熔渣沉积的研究，主要围绕气化炉内灰渣沉积及分层流动行为，以及熔渣在其渣口的迁移研究，针对辐射-激冷流程合成气冷却器内熔渣的多相流动与复杂传热过程的研究尚属于起步阶段。

其中，关于无内热源环境下熔渣流动、拉丝、迁移、相变等行为对结渣的形成机制，仍无相关明确解释。鉴于此，本实验装置拟以熔渣沉积相变行为为主，多相流动与复杂传热过程为辅，通过实验模拟与工业采样及数值模拟相结合，可全方位揭示熔渣特征行为与结渣的相互作用机制，主要包括：针对废热锅炉内水冷壁的结渣行为，甄别无内热源的冷却器中熔渣形态特征及理化特性，包括熔渣孔隙率、形貌状态、元素组成等参数的表征；深入阐明熔渣特征行为对结渣形成的影响机制；该实验装置模拟可与工业数据及数值模拟相结合，揭示工业规模气化炉内熔渣沉积相变特征行为的临界条件，结构优化辐射-激冷流程气流床合成气冷却器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化模拟介质多相流动与相变的实验系统，用以了解无内热源环境下熔渣沉积相变的行为规律及其形成机制，并将为新型辐射-激冷流程气流床气化工艺提供设计依据。

为了实现上述目的，本发明提供一种可视化模拟介质多相流动与相变的实验系统，包括：供气装置、温控装置、压力装置、分配罐、气化炉、合成气冷却装置、流量计、鼓风机；

所述供气装置的出口端与所述压力装置一端相连，用于将所述压力装置内熔渣模拟介质压出；

所述温控装置与所述压力装置一端相连，用于对压力装置内的固态熔渣模拟介质进行加热至液态；

所述分配罐与所述压力装置相连，用于接收所述压力装置内压出的液态熔渣模拟介质；

所述分配罐与所述气化炉连接，用于进行所述液态熔渣模拟介质的传递；

所述气化炉的底部设置有所述合成气冷却装置；

所述气化炉的一端与所述流量计的一端相连，所述流量计的另一端与所述鼓风机相连。

优选的，还包括：冷却水循环装置，

所述冷却水循环装置与所述合成气冷却装置相连，用于对所述合成气冷却装置内壁进行降温。

优选的，还包括：回收桶、电子秤；

所述回收桶设置于所述合成气冷却装置下部，且所述回收桶置于所述电子秤上。

优选的，还包括多个玻璃管、多个连接口，

所述分配罐通过所述多个玻璃管及所述多个连接口与所述气化炉连接；

所述多个玻璃管、所述多个连接口数量均至少为六个。

优选的，所述多个玻璃管、所述多个连接口均匀环形分布于所述气化炉外侧。

优选的，所述压力装置内熔渣模拟介质为蜡。

优选的，所述合成气冷却装置材质为有机玻璃。