一種加壓管式電阻爐制造技術(shù)

一種加壓管式電阻爐，其結(jié)構(gòu)為：一爐管，可拆卸地插設(shè)于爐膛內(nèi)；該爐管內(nèi)部的上端插設(shè)有燃料噴射槍，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；整流孔板以上部分為預(yù)熱段，燃料噴射槍的下端口下方的爐管部分為工作段；一取樣槍，插設(shè)在加壓管式電阻爐的底端；取樣槍外部設(shè)有水冷夾套；該爐膛對(duì)應(yīng)預(yù)熱段設(shè)有一保護(hù)氣體入口；該爐膛與殼體之間設(shè)置有保溫層；爐膛內(nèi)安裝有加熱體。本實(shí)用新型專利技術(shù)能實(shí)現(xiàn)多種反應(yīng)氣氛，用以進(jìn)行高溫、高壓和高升溫速率條件下含碳燃料化學(xué)反應(yīng)規(guī)律研究。本實(shí)用新型專利技術(shù)還解決了加熱體密封、爐管不承壓、加壓下停留時(shí)間調(diào)節(jié)等問(wèn)題。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及氣相反應(yīng)和固體燃料反應(yīng)特性研究，特別是煤等含碳燃料轉(zhuǎn)化及高效燃燒領(lǐng)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(lǐng)域。具體地說(shuō)，本技術(shù)涉及一種加壓管式電阻爐。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，解決能源、碳排放、環(huán)境之間的矛盾已成為全球未來(lái)煤炭利用的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于煤炭反應(yīng)過(guò)程的研究目前主要依賴于實(shí)驗(yàn)的方法。由于在工業(yè)裝置中存在很多影響反應(yīng)過(guò)程的因素，諸如存在不均勻流動(dòng)，傳熱、傳質(zhì)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(duì)煤所經(jīng)歷的實(shí)際物理化學(xué)過(guò)程的認(rèn)識(shí)，因而并不完全適合于燃料反應(yīng)過(guò)程的研究。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)煤炭反應(yīng)過(guò)程研究的裝置主要有熱天平、絲網(wǎng)反應(yīng)器和管式電阻爐三種。其中管式電阻爐因其具有接近工業(yè)裝置(如煤粉爐、氣化爐和煉鐵高爐等)內(nèi)高升溫速率和連續(xù)進(jìn)出料等特點(diǎn)而發(fā)展很快，國(guó)外從上世紀(jì)90年代后著重發(fā)展加壓型管式電阻爐。目前裝置在設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)上還存在一些問(wèn)題有待解決，主要體現(xiàn)為裝置的加壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、爐體工作段均溫性的提高、停留時(shí)間的誤差控制與調(diào)節(jié)等等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)更為合理的加壓管式電阻爐。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供的加壓管式電阻爐，其主要結(jié)構(gòu)為在爐膛內(nèi)可拆卸地插設(shè)一爐管；該爐管內(nèi)部的上端插設(shè)有燃料噴射槍，燃料噴射槍外部設(shè)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(nèi)部插設(shè)的燃料噴射槍的長(zhǎng)度依需要選擇；插設(shè)有燃料噴射槍的整流孔板以上部分為預(yù)熱段，燃料噴射槍下方的爐管部分為工作段；通過(guò)預(yù)熱段將反應(yīng)氣預(yù)熱至工作溫度，使工作段溫度均勻；在爐膛的上部設(shè)有保護(hù)氣體入口和反應(yīng)氣入口 ；加壓管式電阻爐的底端可拆卸地插設(shè)有一取樣槍，該取樣槍的外徑小于所述爐管的內(nèi)徑；所述取樣槍的長(zhǎng)度依需要選擇；爐膛與加壓管式電阻爐殼體之間設(shè)置有保溫層；爐膛內(nèi)安裝有若干個(gè)加熱體。本技術(shù)所述的加壓管式電阻爐中，進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案或技術(shù)特征是在爐膛的上部還設(shè)有測(cè)壓管。所述的殼體優(yōu)選由鋼板制成。殼體內(nèi)部的保溫層優(yōu)選為耐火纖維。位于預(yù)熱段的爐膛側(cè)壁上設(shè)有若干測(cè)控?zé)犭娕迹挥诠ぷ鞫蔚臓t膛側(cè)壁上設(shè)有若干測(cè)控?zé)犭娕技耙暡齑埃總€(gè)測(cè)控?zé)犭娕紝?duì)應(yīng)一個(gè)控溫區(qū)。所述的加壓管式電阻爐中，加熱體優(yōu)選為電加熱，加熱體的熱端位于爐膛內(nèi)，冷端埋在保溫層內(nèi)，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(duì)稱且垂直布置在爐管兩側(cè)，相鄰兩層加熱體之間為控溫區(qū)，并且相鄰兩層加熱體之間呈交錯(cuò)排列，通過(guò)調(diào)整各高度的加熱體兩端的電壓值以控制該控溫區(qū)的加熱功率。本技術(shù)能實(shí)現(xiàn)多種反應(yīng)氣氛，用以進(jìn)行高溫、高壓和高升溫速率條件下含碳燃料化學(xué)反應(yīng)規(guī)律研究，探索提高燃料反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)的途徑，同時(shí)還可用于氣相反應(yīng)的研究。本技術(shù)還解決了加熱體密封、爐管不承壓、加壓下停留時(shí)間調(diào)節(jié)等問(wèn)題，技術(shù)方案簡(jiǎn)易可行，實(shí)施成本低。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)的加壓管式電阻爐裝置的剖面圖；圖2是本技術(shù)的加壓管式電阻爐燃料噴射槍的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本技術(shù)的加壓管式電阻爐加熱體安置剖面圖。具體實(shí)施方式以下參照附圖，進(jìn)一步描述本技術(shù)的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本技術(shù)，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。實(shí)施例1，參照?qǐng)D1-3，一種加壓管式電阻爐，在爐膛2內(nèi)可拆卸地插設(shè)一爐管I ;該爐管I內(nèi)部的上端插設(shè)有燃料噴射槍6，燃料噴射槍6外部設(shè)有水冷夾套，該燃料噴射槍6的上端口與加壓管式電阻爐的燃料入口 7連接；該燃料噴射槍6的下端固定在一整流孔板15中間；所述爐管I內(nèi)部插設(shè)的燃料噴射槍6的長(zhǎng)度依需要選擇；插設(shè)有燃料噴射槍6的整流孔板15以上部分為預(yù)熱段13，燃料噴射槍6下方的爐管I部分為工作段14 ;通過(guò)預(yù)熱段13將反應(yīng)氣預(yù)熱至工作溫度，使工作段14溫度均勻；在爐膛2的上部設(shè)有保護(hù)氣體入口 9和反應(yīng)氣入口 5 ；加壓管式電阻爐的底端可拆卸地插設(shè)有一取樣槍8，該取樣槍8的外徑小于所述爐管I的內(nèi)徑；所述取樣槍8的長(zhǎng)度依需要選擇；爐膛2與加壓管式電阻爐殼體4之間設(shè)置有保溫層3 ；爐膛2內(nèi)安裝有若干個(gè)加熱體12。實(shí)施例2，實(shí)施例I所述加壓管式電阻爐中在爐膛2的上部還沒(méi)有測(cè)壓管10。所述的測(cè)壓管10設(shè)置在反應(yīng)氣入口 5附近，最好與反應(yīng)氣入口 5設(shè)置在同一水平面上。本實(shí)施例中，殼體4可以由鋼板制成。所述的保溫層3為耐火纖維。實(shí)施例3，實(shí)施例I或2所述加壓管式電阻爐中位于預(yù)熱段的爐膛2側(cè)壁上設(shè)有若干測(cè)控?zé)犭娕迹挥诠ぷ鞫?4的爐膛2側(cè)壁上設(shè)有若干測(cè)控?zé)犭娕技耙暡齑?1，每個(gè)測(cè)控?zé)犭娕紝?duì)應(yīng)一個(gè)控溫區(qū)。實(shí)施例4，實(shí)施例I或2或3所述加壓管式電阻爐中所述的加熱體12為電加熱，加熱體12的熱端位于爐膛2內(nèi)，冷端埋在保溫層3內(nèi)，加熱體12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(duì)稱且垂直布置在爐管I兩側(cè)，相鄰兩層加熱體12之間為控溫區(qū)，并且相鄰兩層加熱體12之間呈交錯(cuò)排列，通過(guò)調(diào)整各高度的加熱體12兩端的電壓值以控制該控溫區(qū)的加熱功率。實(shí)施例5，實(shí)施例1-4任何一項(xiàng)所述加壓管式電阻爐中取樣槍8外部設(shè)有水冷夾套。實(shí)施例6，一種加壓管式電阻爐。請(qǐng)參閱圖1，本技術(shù)的加壓管式電阻爐，其結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外按序分別為爐管I、爐膛2、保溫層3和殼體4，此外還包括加熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)。其中加熱系統(tǒng)包括加熱體12和電控設(shè)備(為公知設(shè)備，圖中未示)；·進(jìn)料系統(tǒng)包括燃料噴射槍6及相關(guān)氣路(為公知設(shè)備，圖中未示)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括預(yù)熱段13和整流孔板15 ；取樣系統(tǒng)包括取樣槍8及相關(guān)管路和閥門(為公知設(shè)備，圖中未示)。本技術(shù)加壓管式電阻爐的殼體4由鋼板連接而成，截面為圓柱形。殼體內(nèi)設(shè)置有耐火纖維作為保溫層3，保溫層3圍成的通道為方形爐膛2，爐膛2中心為爐管1，爐管I的內(nèi)部是反應(yīng)的發(fā)生場(chǎng)所。請(qǐng)結(jié)合圖2所示，爐管I上端的內(nèi)部插設(shè)有一個(gè)燃料噴射槍6，該燃料噴射槍6為一中空管，通過(guò)整流孔板15的中間固定在爐管I內(nèi)，插設(shè)有燃料噴射槍6的整流孔板15以上部分為預(yù)熱段13，位于預(yù)熱段13的上端設(shè)有燃料入口 7、反應(yīng)氣入口 5、保護(hù)氣體入口 9和測(cè)壓管10。燃料噴射槍6下端對(duì)應(yīng)的爐管為工作段14，位于工作段14的下端側(cè)壁上設(shè)有加熱體12及相關(guān)測(cè)控?zé)犭娕肌⒁暡齑?1及取樣槍8的管嘴。請(qǐng)結(jié)合圖3所示，保溫層3內(nèi)沿加壓滴爐高度方向隔一定的距離安裝兩根加熱體12;加熱方式為電加熱，加熱體12的熱端位于爐膛2內(nèi)，冷端埋在保溫層3內(nèi)，加熱體12沿爐體高度方向隔一定距離安裝兩根，兩根加熱體12水平對(duì)稱且垂直布置在爐管I兩側(cè)，相鄰兩層加熱體12呈交錯(cuò)排列。導(dǎo)線一端連接加熱體12冷端，另一端接在接線端子16上，接線端子16為金屬材料，安裝在殼體4管口處用來(lái)密封。溫度實(shí)行多段分區(qū)控制，預(yù)熱段13為一個(gè)控溫區(qū)，工作段14為三個(gè)控溫區(qū)，通過(guò)調(diào)整各控溫區(qū)的加熱體12兩端電壓值來(lái)控制該控溫區(qū)的加熱功率。本技術(shù)的特點(diǎn)之一是設(shè)有預(yù)熱段13，可以將反應(yīng)氣體預(yù)熱至工作溫度，來(lái)保障工作段14的溫度均勻，同時(shí)也有助于燃料在進(jìn)入工作段14初始得到較高的升溫速率。本技術(shù)的爐管I采用細(xì)長(zhǎng)爐管，爐管本身不承壓，在爐管I和爐膛2頂部連接處開(kāi)孔，使?fàn)t管內(nèi)外連通。固體燃料從燃料噴射槍6噴入爐管I內(nèi)工作段14本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加壓管式電阻爐，其特征在于：在爐膛內(nèi)可拆卸地插設(shè)一爐管；該爐管內(nèi)部的上端插設(shè)有燃料噴射槍，燃料噴射槍外部設(shè)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(nèi)部插設(shè)的燃料噴射槍的長(zhǎng)度依需要選擇；插設(shè)有燃料噴射槍的整流孔板以上部分為預(yù)熱段，燃料噴射槍下方的爐管部分為工作段；通過(guò)預(yù)熱段將反應(yīng)氣預(yù)熱至工作溫度，使工作段溫度均勻；在爐膛的上部設(shè)有保護(hù)氣體入口和反應(yīng)氣入口；加壓管式電阻爐的底端可拆卸地插設(shè)有一取樣槍，該取樣槍的外徑小于所述爐管的內(nèi)徑；所述取樣槍的長(zhǎng)度依需要選擇；爐膛與加壓管式電阻爐殼體之間設(shè)置有保溫層；爐膛內(nèi)安裝有若干個(gè)加熱體。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖云漢，馬正中，徐祥，陽(yáng)紹軍，溫雨鑫，王東方，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：