[發明專利]一種穿透氣流可調的粒狀活性炭堆垛燃燒性能測試平臺

在審

• 申請號: 201810224735.0
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108279282A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 謝啟源;雷晴晴
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;盧紀

本發明公開了一種穿透氣流可調的粒狀活性炭堆垛燃燒性能測試平臺，包括：一個側邊焊接有若干輔助測量臂的圓柱型反應容器；包含風機、風管、漸擴管的可控通風裝置；一個可移動可調壓的電加熱器；正上方設有一臺垂直拍攝的攝像機。該測試平臺整體放置于一個絕緣隔熱模塊之上，絕緣隔熱模塊下方放置電子天平，測試平臺整體上方設置集煙罩。在通風條件下，對粒狀活性炭堆垛的引燃與燃燒性能進行測試，獲得可燃粒狀活性炭堆垛在不同火災環境下的燃燒性能模型及參數，為活性炭的燃燒性能測試和危險性分級提供依據。

技術領域

本發明涉及粒狀可燃材料堆垛火災安全測試平臺的技術領域，尤其涉及一種穿透氣流可調的粒狀活性炭堆垛燃燒性能測試平臺。

背景技術

碘吸附器被廣泛應用于去除核電站的工藝廢氣和排風系統中放射性碘污染物，是保證相關職業人員健康及周圍環境安全的核心設備。碘吸附器內裝填的吸附介質為以少量三乙烯二胺和碘化鉀為浸漬劑的浸漬活性炭，在碘吸附器運行的通風及高濕環境下對放射性碘具有較強吸附能力。碘吸附器主要應用于反應堆、核燃料廠房、輔助廠房、辦公與服務區等場合的通風系統，所用的浸漬活性炭更是數以噸計，是核電站內主要火災荷載之一，一旦發生燃燒并不斷蔓延，不僅釋放大量的熱和可燃氣體危及各重要區域的安全，還將使碘吸附器喪失通風過濾的作用。如何定量分析與確定浸漬活性炭在實際火災場景中的燃燒性能，不但對于核電碘吸附器的火災探測、防火方法和火災控制系統的設置，而且對于新型浸漬活性炭的研發和燃燒性能的比較定級具有重要意義。目前，針對活性炭的燃燒性能測試裝置主要是針對活性炭的著火點的測量(如：國標GB/T 7702.9-2008、中國專利201220163140.7和中國專利201610903904.4)，并不能得到活性炭的燃燒過程中的溫度場、組分場、火焰前鋒及火蔓延路徑特點等燃燒性能的信息。因此，在模擬實際火災場景下的浸漬活性炭的燃燒過程，針對其溫度場、組分場進行實時測量，對分析和建立浸漬活性炭火蔓延模型具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種穿透氣流可調的粒狀活性炭堆垛燃燒性能測試平臺。該裝置模擬了穿透可燃粒狀堆垛的氣流條件，并通過在實驗反應容器側邊焊接了一定長度的輔助測量臂，從而保證了熱電偶布置位置固定準確，不僅保證了溫度測量的準確性，還消除熱電偶的插入對質量測量的影響。此外，裝置正上方布置攝像機對材料表面進行垂直拍攝，進而可以直觀觀測、定位粒狀活性炭堆垛水平火蔓延前鋒的位置變化情況、溫度分布場、質量損失情況及其他燃燒特性。

本發明的技術方案為：一種穿透氣流可調的粒狀活性炭堆垛燃燒性能測試平臺，包括：

一個側邊焊接有若干輔助測量臂的圓柱型反應容器，用于盛放粒狀活性炭，同時可以用于固定熱電偶并保證其測量位置準確，并消除熱電偶對實驗實時質量的測量的影響，是實驗發生的主要裝置；

包含風機、風管、漸擴管、耐高溫氣流穩定器的可控通風裝置，通過具有支撐連接作用的圓柱型外殼體向與其連接的圓柱型反應容器內部通入具有一定風速的、均勻的氣流，所述可控通風裝置通過圓柱型爐體支架連接而成；

一個可移動可調壓的電加熱器，以一定的功率將圓柱型反應容器內某一指定部位的粒狀活性炭加熱，并可控制加熱時長，固定于圓柱型反應容器側壁；

正上方設有的一臺垂直拍攝的攝像機，用于拍攝圓柱型反應容器內的粒狀活性炭表面的水平火蔓延情況，對其火蔓延情況進行實時監測，所述攝像機由獨立支架進行固定與圓柱型反應容器正上方并保持一定安全距離，避免攝像機鏡頭受熱損壞，獨立支架應避免與待測量裝置接觸，影響實驗實時質量的測量；

該測試平臺整體放置于一個絕緣隔熱模塊之上，絕緣隔熱模塊下方放置電子天平，測試平臺整體上方設置集煙罩。

其中，所述圓柱型反應容器與輔助測量臂和勾狀熱電偶線固定架焊接，且圓柱型反應容器和輔助測量臂對應位置均設有對應的熱電偶孔洞。