[發明專利]一種可調節工作段長度的加壓管式電阻爐及使用方法

無效

• 申請號: 201210115833.3
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102628650A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 肖云漢;馬正中;徐祥;陽紹軍;溫雨鑫;王東方
• 申請（專利權）人: 江蘇中國科學院能源動力研究中心
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D11/02;F27D9/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

?本發明涉及氣相反應和固體燃料反應特性研究，特別是煤等含碳燃料轉化及高效燃燒領域，也涉及二氧化碳、氮氧化物和重金屬等污染物排放控制領域。

具體地說，本發明涉及一種可調節工作段長度的加壓管式電阻爐。

本發明還涉及上述一種加壓管式電阻爐的使用方法。

背景技術

當前，解決能源、碳排放、環境之間的矛盾已成為全球未來煤炭利用的關鍵問題。對于煤炭反應過程的研究目前主要依賴于實驗的方法。由于在工業裝置中存在很多影響反應過程的因素，諸如存在不均勻流動，傳熱、傳質造成的溫度、濃度分布差異等等，這些因素互相耦合，在很大程度上將影響對煤所經歷的實際物理化學過程的認識，因而并不完全適合于燃料反應過程的研究。

目前國內外針對煤炭反應過程研究的裝置主要有熱天平、絲網反應器和管式電阻爐三種。其中管式電阻爐因其具有接近工業裝置（如煤粉爐、氣化爐和煉鐵高爐等）內高升溫速率和連續進出料等特點而發展很快，國外從上世紀90年代后著重發展加壓型管式電阻爐。目前裝置在設計及結構上還存在一些問題有待解決，主要體現為裝置的加壓結構設計、爐體工作段均溫性的提高、停留時間的誤差控制與調節等等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加壓管式電阻爐。

本發明的又一目的在于提供上述加壓管式電阻爐的使用方法。

為實現上述目的，本發明提供的加壓管式電阻爐，其主要結構為：

在爐膛內可拆卸地插設一爐管；

該爐管內部的上端插設有燃料噴射槍，燃料噴射槍外部設有水冷夾套，該燃料噴射槍的上端口與加壓管式電阻爐的燃料入口連接；該燃料噴射槍的下端固定在一整流孔板中間；

所述爐管內部插設的燃料噴射槍的長度依需要選擇；

插設有燃料噴射槍的整流孔板以上部分為預熱段，燃料噴射槍下方的爐管部分為工作段；通過預熱段將反應氣預熱至工作溫度，使工作段溫度均勻；

在爐膛的上部設有保護氣體入口和反應氣入口；

加壓管式電阻爐的底端可拆卸地插設有一取樣槍，該取樣槍的外徑小于所述爐管的內徑；所述取樣槍的長度依需要選擇；

爐膛與加壓管式電阻爐殼體之間設置有保溫層；

爐膛內安裝有若干個加熱體。

本發明所述的可調節工作段長度的加壓管式電阻爐中，進一步優選的技術方案或技術特征是：

在爐膛的上部還設有測壓管。

所述的殼體優選由鋼板制成。

殼體內部的保溫層優選為耐火纖維。

位于預熱段的爐膛側壁上設有若干測控熱電偶，位于工作段的爐膛側壁上設有若干測控熱電偶及視察窗，每個測控熱電偶對應一個控溫區。

所述的加壓管式電阻爐中，加熱體優選為電加熱，加熱體的熱端位于爐膛內，冷端埋在保溫層內，加熱體沿加壓管式電阻爐體的高度方向間隔地安裝兩根加熱體并水平對稱且垂直布置在爐管兩側，相鄰兩層加熱體之間為控溫區，并且相鄰兩層加熱體之間呈交錯排列，通過調整各高度的加熱體兩端的電壓值以控制該控溫區的加熱功率。

本發明提供的有關上述加壓管式電阻爐的使用方法，其主要步驟為：

1）啟動加熱體升溫使整個爐體加熱；同時調節各控溫區加熱體的加熱功率，保持爐體溫度均勻；

2）達到要求的溫度后，設置取樣槍的出口背壓，將保護氣體（惰性氣體）通入爐膛內；

3）將反應氣通入爐管內；

4）將燃料通過燃料噴射槍噴入爐管的工作段，并使爐管內保持穩定流動；當需要調節工作段的長度時，更換相應長度的燃料噴射槍或取樣槍；

5）反應后的產物通過取樣槍收集。

本發明能實現多種反應氣氛，用以進行高溫、高壓和高升溫速率條件下含碳燃料化學反應規律研究，探索提高燃料反應效率、優化反應裝置設計的途徑，同時還可用于氣相反應的研究。本發明還解決了加熱體密封、爐管不承壓、加壓下停留時間調節等問題，技術方案簡易可行，實施成本低。

附圖說明

圖1是本發明的加壓管式電阻爐裝置的剖面圖；

圖2是本發明的加壓管式電阻爐燃料噴射槍的結構圖；

圖3是本發明的加壓管式電阻爐加熱體安置剖面圖。

具體實施方式

以下參照附圖，進一步描述本發明的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。

實施例1，參照圖1-3，一種可調節工作段長度的加壓管式電阻爐，

在爐膛2內可拆卸地插設一爐管1；