[發(fā)明專利]一種可視化模擬介質(zhì)多相流動與相變的實驗系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010084535.7
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111337623A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 濮凡;李賢斌;劉家豪;焦宇;汪金輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N15/04;C10J3/48
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發(fā)明公開了一種可視化模擬介質(zhì)多相流動與相變的實驗系統(tǒng)，包括：供氣裝置、溫控裝置、壓力裝置、分配罐、氣化爐、合成氣冷卻裝置、流量計、鼓風(fēng)機(jī)；供氣裝置的出口端與壓力裝置一端相連，用于將壓力裝置內(nèi)熔渣模擬介質(zhì)壓出；溫控裝置與壓力裝置一端相連，用于對壓力裝置內(nèi)的固態(tài)熔渣模擬介質(zhì)進(jìn)行加熱至液態(tài)；分配罐與壓力裝置相連，用于接收壓力裝置內(nèi)壓出的液態(tài)熔渣模擬介質(zhì)；分配罐與氣化爐連接，用于進(jìn)行液態(tài)熔渣模擬介質(zhì)的傳遞；氣化爐的底部設(shè)置有合成氣冷卻裝置；氣化爐的一端與流量計的一端相連，流量計的另一端與鼓風(fēng)機(jī)相連。應(yīng)用本發(fā)明實施例，揭示合成氣冷卻器內(nèi)熔渣發(fā)生的拉絲、遷移、相變等行為在無內(nèi)熱源環(huán)境下對灰渣沉積相變的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣流床煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可視化模擬介質(zhì)多相流動與相變的實驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前關(guān)于氣流床煤氣化中熔渣沉積的研究，主要圍繞氣化爐內(nèi)灰渣沉積及分層流動行為，以及熔渣在其渣口的遷移研究，針對輻射-激冷流程合成氣冷卻器內(nèi)熔渣的多相流動與復(fù)雜傳熱過程的研究尚屬于起步階段。

其中，關(guān)于無內(nèi)熱源環(huán)境下熔渣流動、拉絲、遷移、相變等行為對結(jié)渣的形成機(jī)制，仍無相關(guān)明確解釋。鑒于此，本實驗裝置擬以熔渣沉積相變行為為主，多相流動與復(fù)雜傳熱過程為輔，通過實驗?zāi)M與工業(yè)采樣及數(shù)值模擬相結(jié)合，可全方位揭示熔渣特征行為與結(jié)渣的相互作用機(jī)制，主要包括：針對廢熱鍋爐內(nèi)水冷壁的結(jié)渣行為，甄別無內(nèi)熱源的冷卻器中熔渣形態(tài)特征及理化特性，包括熔渣孔隙率、形貌狀態(tài)、元素組成等參數(shù)的表征；深入闡明熔渣特征行為對結(jié)渣形成的影響機(jī)制；該實驗裝置模擬可與工業(yè)數(shù)據(jù)及數(shù)值模擬相結(jié)合，揭示工業(yè)規(guī)模氣化爐內(nèi)熔渣沉積相變特征行為的臨界條件，結(jié)構(gòu)優(yōu)化輻射-激冷流程氣流床合成氣冷卻器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可視化模擬介質(zhì)多相流動與相變的實驗系統(tǒng)，用以了解無內(nèi)熱源環(huán)境下熔渣沉積相變的行為規(guī)律及其形成機(jī)制，并將為新型輻射-激冷流程氣流床氣化工藝提供設(shè)計依據(jù)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可視化模擬介質(zhì)多相流動與相變的實驗系統(tǒng)，包括：供氣裝置、溫控裝置、壓力裝置、分配罐、氣化爐、合成氣冷卻裝置、流量計、鼓風(fēng)機(jī)；

所述供氣裝置的出口端與所述壓力裝置一端相連，用于將所述壓力裝置內(nèi)熔渣模擬介質(zhì)壓出；

所述溫控裝置與所述壓力裝置一端相連，用于對壓力裝置內(nèi)的固態(tài)熔渣模擬介質(zhì)進(jìn)行加熱至液態(tài)；

所述分配罐與所述壓力裝置相連，用于接收所述壓力裝置內(nèi)壓出的液態(tài)熔渣模擬介質(zhì)；

所述分配罐與所述氣化爐連接，用于進(jìn)行所述液態(tài)熔渣模擬介質(zhì)的傳遞；

所述氣化爐的底部設(shè)置有所述合成氣冷卻裝置；

所述氣化爐的一端與所述流量計的一端相連，所述流量計的另一端與所述鼓風(fēng)機(jī)相連。

優(yōu)選的，還包括：冷卻水循環(huán)裝置，

所述冷卻水循環(huán)裝置與所述合成氣冷卻裝置相連，用于對所述合成氣冷卻裝置內(nèi)壁進(jìn)行降溫。

優(yōu)選的，還包括：回收桶、電子秤；

所述回收桶設(shè)置于所述合成氣冷卻裝置下部，且所述回收桶置于所述電子秤上。

優(yōu)選的，還包括多個玻璃管、多個連接口，

所述分配罐通過所述多個玻璃管及所述多個連接口與所述氣化爐連接；

所述多個玻璃管、所述多個連接口數(shù)量均至少為六個。

優(yōu)選的，所述多個玻璃管、所述多個連接口均勻環(huán)形分布于所述氣化爐外側(cè)。

優(yōu)選的，所述壓力裝置內(nèi)熔渣模擬介質(zhì)為蠟。

優(yōu)選的，所述合成氣冷卻裝置材質(zhì)為有機(jī)玻璃。