[發明專利]測量生物質氣化熱燃氣實際熱值的儀器及其測量方法

有效

• 申請號: 201810373970.4
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108387602B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 章一蒙;劉新;王戀
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

本發明涉及一種測量生物質氣化熱燃氣實際熱值的儀器，包括電動閥門、計時器、水洗瓶、兩個分子篩吸附瓶、稱重裝置、累計流量計、干氣熱值儀、處理器、顯示器、熱電偶和抽氣泵；經過脫水的可燃氣經過溫度熱電偶后，在抽氣泵的作用下被送入流量計、熱值測試儀，采集溫度信號、流量信號以及干氣熱值信號送至控制器，控制器將數據處理后送入顯示器。其測量方法包括步驟：1）生物質熱燃氣流入；2）生物質熱燃氣脫水；3）溫度、質量、流量、熱值信息采集；4）數據處理。優點：1）首次實現生物質高濕熱燃氣實際熱值的快速測量并快速在線顯示。2）同時測量干氣的理論熱值。3）測量裝置結構簡單，操作方便。

技術領域

本發明是一種用于測量生物質氣化熱燃氣實際熱值的儀器及其測量方法，屬于生物質能源領域。

背景技術

我國的生物質資源豐富，其種類多、分布廣、可再生、硫、氮和灰分含量少等優點。因地制宜地開展生物質能源利用技術是我國生物質資源化利用研究重點。生物質能源開發利用技術主要包括直接燃燒技術、熱化學轉化技術、生物化學轉化技術等。在這些開發利用技術中，熱化學轉化技術中的氣化技術由于自身特點在全世界各地引起研究和應用熱潮，并取得一定成果。

目前，氣化可燃氣利用中有兩種工藝方法，一是對生物質燃氣進行深度凈化，凈化后的可燃氣用來供內燃機、鍋爐、民用氣來利用，二是對生物質燃氣進行簡單的旋風除塵后直接用于燒鍋爐推動汽輪機發電或者耦合燃煤發電等。由于生物質燃氣深度凈化是世界性的難題，第一種工藝方案逐漸被淘汰。目前，國家比較推崇的第二種工藝方法，但是第二種工藝方法在利用過程中檢測技術出現了問題，導致工程設計選型出現了偏差。

目前，國內生物質可燃氣檢測設備大部分來自武漢四方和青島勞應。比如武漢四方針對樣氣含塵、含濕、含焦油的特定工況設計，由預處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構成，它的儀器在測試過程中，采用預處理單元進行了去濕、去焦油、降溫的處理，使得測試的可燃氣為干氣，而生物質熱燃氣溫度都在100℃以上，水分以氣體形式存在在可燃氣中，可燃氣中含濕量很大，有的可能達到100%，因此，武漢四方測試儀測出氣體熱值只是理論熱值，非氣體實際的熱值，誤導燃燒器的選型，出現設計誤差，導致工程產生很大損失。青島勞應的儀器也是如此，國外進口的德圖的儀器也是如此，因此迫切需要開發一種在線、快速測量出生物質熱燃氣（含水蒸氣）的實際熱值的方法與儀器。

發明內容

本發明提出的是一種測量生物質氣化熱燃氣實際熱值的儀器及其測量方法，其目的在于針對傳統生物質燃氣測試儀存在的只能測干氣的理論熱值、沒有考慮熱燃氣濕度導致測試誤差大的問題，以及無法快速測試出含濕高的生物質可燃氣熱值的問題，提出了一種可以在線、快速、準確測量出生物質熱燃氣（含水蒸氣）的實際熱值的方法與儀器。

本發明的技術解決方案：測量生物質氣化熱燃氣實際熱值的儀器，包括電動閥門1、計時器2、水洗瓶3、A分子篩吸附瓶4、B分子篩吸附瓶5、稱重裝置8、累計流量計9、干氣熱值儀10、處理器11、顯示器12、熱電偶13和抽氣泵14；其中，計時器2信號輸出端與電動閥1的A信號輸入端連接，電動閥1通過A軟管與水洗瓶3連接，水洗瓶3通過管道與A分子篩吸附瓶4連接，A分子篩吸附瓶4通過管道與B分子篩吸附瓶5連接，水洗瓶3、A分子篩吸附瓶4和B分子篩吸附瓶5設于稱重裝置8上，B分子篩吸附瓶5通過B軟管與累計流量計9連接，B軟管上設有熱電偶13，累計流量計9通過管道與抽氣泵14連接，抽氣泵14通過管道與干氣熱值儀10連接，電動閥門1的流入時間和閥門控制信號輸出端與處理器11的A信號輸入端連接，稱重裝置8的質量增重信號輸出端與處理器11的B信號輸入端連接，熱電偶13的溫度信號輸出端與處理器11的C信號輸入端連接，累計流量計9的流量信號輸出端與處理器11的D信號輸入端連接，抽氣泵14的控制信號輸出端與處理器11的E信號輸入端連接，干氣熱值儀10的干氣熱值信號輸出端與處理器11的F信號輸入端連接，處理器11的A信號輸出端與顯示器的信號輸入端連接。

其測量方法包括以下步驟：

（1）生物質熱燃氣流入；

（2）生物質熱燃氣脫水；