[发明专利]一种大颗粒煤焦燃烧特性测试系统

说明书

本发明公开了一种大颗粒煤焦燃烧特性测试系统，属于实验设备技术领域。该测试系统包括炉体和支撑炉体的支架；还包括工作台、升降装置、水冷装置和进气均风装置；通过将炉体分为三段加热区，上段加热区与下段加热区最高加热温度为1350℃，中间段加热区的最高加热温度为1600℃，可实际模拟层燃锅炉大颗粒燃烧高温需求。并通过采用双导轨升降平台控制燃料的升降速率与升降高度，以模拟层燃锅炉燃料入炉后升温、燃烧、燃尽的过程。本发明公开的测试系统能有效解决目前采用热重分析仪研究煤焦反应特性存在的技术问题，为优化层燃锅炉燃烧提供理论支撑，适于推广与应用。

技术领域

本发明属于实验设备技术领域，涉及一种研究煤焦燃烧反应特性的实验装置，具体涉及一种大颗粒煤焦燃烧特性测试系统。

背景技术

我国工业锅炉数量较多，截止到2018年我国共有工业锅炉数量约为39万台，工业锅炉中燃煤链条锅炉数量巨大，文献记载在2010年时燃煤链条锅炉数量近30万台，随着《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》与“煤改气”工程的实施，燃气锅炉数量的增多与部分小型链条锅炉拆除，但现有链条锅炉的数量仍在工业锅炉中占有重要比例。我国的层燃锅炉多以小容量的为主，具有煤种变化大、品质低、区域高强度、低空排放的特点，普遍存在燃烧效率较低等现象，但由于我国“缺油、少气、富煤”的能源结构，故较长一段时间内燃煤工业锅炉仍然存在，为我国工业生产与民用供暖发挥重要作用。

层燃燃煤锅炉燃用煤的粒度较大，最大可燃烧30-40mm粒径煤粒，但由于大颗粒燃烧过程中受灰层有效扩散系数、焦炭反应特性下降等影响导致层燃锅炉普遍存在灰渣中含碳量较高等问题。目前研究煤焦燃烧反应特性的多为热重仪器分析，但热重分析仪颗粒重量一般最大在2mg左右，且受加热速率(一般小于50℃/min)与最高温度(一般为1200℃)影响，不能直接反应大颗粒煤焦反应特性。

因此，开发一种可测量大颗粒煤焦燃烧反应特性的测试系统成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种大颗粒煤焦燃烧特性测试系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大颗粒煤焦燃烧特性测试系统，包括：炉体和支撑所述炉体的支架；还包括：工作台、升降装置、水冷装置和进气均风装置；

所述工作台安设于所述支架上，且所述工作台设有PID温控仪表和开关器件；

所述炉体自外向内依次由保温层、炉衬和炉膛组成；所述炉体分为三段加热区，所述加热区内设有加热棒和热电偶，且所述加热棒、所述热电偶分别与所述PID温控仪表电性连接；

所述升降装置位于所述炉体的顶端，且所述升降装置包括双导轨升降平台、下挂式天平和载料器件；所述下挂式天平放置于所述双导轨升降平台的托板上，且所述下挂式天平通过铂丝与所述载料器件连接；

所述炉体的顶端设有一空腔，所述空腔的顶端设有密封其的耐热带孔不锈钢板；所述水冷装置盘绕于所述空腔的外壁，且所述水冷装置包括设于所述空腔壁外的进水接管和出水接管；所述进气均风装置包括多孔均风网及设于所述空腔壁外的进气管口和排气出口。

其中，本发明将炉体分为三段加热区，且炉膛为刚玉莫来石管，上段加热区与下段加热区最高加热温度为1350℃，中间段加热区的最高加热温度为1600℃，可实际模拟层燃锅炉大颗粒燃烧高温需求。且三段加热区采用温度分区控制，可单独设定加热温度，不同设置的加热终端温度可实现炉内温度场梯度(0℃～终端温度)。