[发明专利]一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备

摘要

本发明公开了一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备，包括分级反应发生装置、耦连装置、气路装置、炉温控制装置和分析检测装置，该分级反应发生装置包括独立设置的热解反应器和焦炭气固反应器，所述微型气流床与所述微型流化床由带斜度的通管相连，所述固体燃料颗粒在微型气流床中发生热解反应，随后通过耦连装置实现气固分离，残焦被脉冲气流携带进入微型流化床中进行气固反应，所述耦连装置为采用带筛板的旋转截止阀门，通过气相快速过程质谱仪和与其连接的计算机获得气固反应动力学参数。本发明可直接解耦固体燃料热解及焦炭气固反应过程，微型气流床和流化床内温度和气氛均可独立控制，反应装置结构简单、检测结果精确。

主权项

一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备，其特征在于，包括分级反应发生装置、耦连装置(12)、气路装置、炉温控制装置和分析检测装置，其中：该分级反应发生装置包括独立设置的热解反应器和焦炭气固反应器，所述热解反应器包括第一高温炉本体(14)和设置于该第一高温炉本体(14)内的微型气流床(11)；所述焦炭气固反应器包括第二高温炉本体(21)和设置于该第二高温炉本体(21)内的微型流化床(20)；此外，所述微型气流床(11)与所述微型流化床(20)由带斜度的通管(15)相连；该耦连装置(12)由所述热解反应器下端的侧面横向插入所述微型气流床(11)的内部，其包括旋转截止阀门和设于该旋转截止阀门通孔内的筛板(13)，所述筛板(13)仅用于使气流通过而无法让固体燃料通过，以此确保反应时气流的稳定以及固体燃料的停留时间；其中，所述旋转截止阀门包括阀杆(34)、阀体(32)和带通孔(29)的阀芯(30)，该阀芯(30)设于所述阀杆(34)的端部，该阀体(32)套装在所述阀芯(30)的外部并与其相互紧密配合，所述筛板(13)则设置于所述通孔(29)内；此外，该阀杆(34)上设置有与所述阀体(32)的外圆螺纹连接的螺帽(28)以防止此耦连装置(12)的漏气，该阀体(32)面向所述螺帽(28)的一侧的端面还设置有盘根(33)，由此进一步防止此耦连装置(12)的漏气；该气路装置包括第一气源(1)、第二气源(2)、第三气源(3)、初始进料气路、脉冲进料气路和气固反应进气气路，其中，所述初始进料气路用于连接所述第一气源(1)与所述微型气流床(11)；所述初始进料气路上设置有第一电磁阀(8)和固体燃料给料器(10)，该固体燃料给料器(10)与所述微型气流床(11)的入口相连；所述脉冲进料气路用于连接所述第二气源(2)与所述微型气流床(11)，并在其气路中设置有压力表(6)和第二电磁阀(9)；所述气固反应进气气路用于连接所述第三气源(3)和所述微型流化床(20)；其中所述脉冲进料气路采用微量脉冲也即1ml～2ml的脉冲气流流量执行给料，并用于将落入所述微型气流床(11)底部的残焦送入所述微型流化床(20)的气固反应区；该炉温控制装置包括第一温度显示控制装置(16)、第二温度显示控制装置(17)和反应器温度监视装置，其中所述第一温度显示控制装置(16)与所述第一高温炉本体(14)相连，并用于控制所述第一高温炉本体(14)的炉膛温度；所述第二温度显示控制装置(17)与所述第二高温炉本体(21)相连，并用于控制所述第二高温炉本体(21)的炉膛温度；此外，所述反应器温度监视装置包括彼此相连的热电偶(24)和温度显示装置，其中该热电偶(24)插入所述微型流化床(20)的内部，并用于实时监测所述微型流化床(20)的气固反应区的温度；该分析检测装置用于获得所述焦炭气固反应的动力学参数，其包括彼此相连的气相快速过程质谱仪(18)和数据采集分析仪(19)，所述气相快速过程质谱仪(18)与所述微型流化床(20)相连。